谈起俄罗斯著名的米格飞机设计局，航空爱好者们一定不会感到陌生，因为几乎自二战以来所有的空战中，都有这个以米高杨和格列维奇名字命名的飞机设计局的产品参与。60 多年来，米格-3、米格-15、米格-19、米格-21 等各型米格战机在历次战争中的出色表现为米格设计局在世界范围内赢得了广泛的声誉，也使得“米格”成为了苏联战斗机的代名词。然而人们对米格设计局的初期产品确知之甚少，本文介绍的就是米格家族的先辈们。
I-200（米格-1）战斗机
波里卡尔波夫
米格家族的第一个成员是米格-1 战斗机，在投入批量生产之前该机研制代号为 I-200，该计划最初是由波里卡尔波夫实验设计局提出。尼古拉·波里卡尔波夫是前苏联著名的飞机设计师，曾经主持研制过多种战斗机，时任苏联第一飞机制造厂总设计师，当时该厂的主要产品是 I-15 比斯和 I-153 战斗机。在汲取了西班牙内战期间的空战经验后，波里卡尔波夫认为应该为苏联空军研制一种新型高速战斗机，接着他任命 N·安德里亚诺夫进行新战斗机的设计准备工作，这种战斗机将装备米库林设计局的 1,400 马力的 AM-37 新型水冷发动机，该机设计指标为 7,000 米高度最大飞行速度 670 千米/小时，升限 13,000 米，爬升到 5,000 米高度耗时 4.6 分钟，后来波里卡尔波夫还计划为该机的发动机安装涡轮增压器以使其最大速度达到 717 千米/小时。但是由于波里卡尔波夫本人当时正在全力进行 I-180 战斗机的研制工作，加之 I-200 被认为不够先进，所以该机的研制工作一直进展缓慢。1939 年 11 月，第一飞机厂停产已经过时的 I-153 战斗机，由于新的生产任务尚未下达，加之该厂的领导不希望由政府高层决定该厂的命运，于是组织了一个生产委员会研究新型战斗机的生产问题。
I-180
在经过研究评估后，委员会选定了亚力克山德·雅科夫列夫的 I-26 战斗机，很快第一架 I-26 原型机便开始组装，雅科夫列夫称该机最大速度可以达到 580 千米/小时，超过 I-16 大约 100 千米/小时。但是波里卡尔波夫却力主研制一种比 I-26 更先进、更快的战斗机，于是设计局很快做出了最终决定，即尽快完成安装 AM-37 发动机的新型战斗机的初步设计。12 月初，波里卡尔波夫新战斗机的初步设计基本完成并获得了苏联空军司令和航空工业人民委员会的认可。随后该机被赋予 I-200 的设计代号，为了能够更好的完成该计划，前苏联当局决定成立一个由米高扬领导的新设计局。
1939 年对于年轻的飞机设计师米高扬来说是忙碌的一年，这年年初他还仅仅是一位驻厂军代表，仅过了三个月他就被任命为机动战斗机设计团队的领导。1939 年 5 月，由于“战斗机之王”波里卡尔波夫前往德国进行商务活动，于是米高扬开始代替波里卡尔波夫负责 I-153 战斗机的大规模生产工作，同年 11 月他被擢升为总设计师。尽管米高扬在第一飞机厂工作的两年中表现十分出色，但是他获得飞速提升的最主要原因并不在此，他那深得斯大林信任的哥哥——苏联外贸部政委和苏联人民委员会副主席阿纳斯塔斯·米高扬在其中起了很大的作用。新设计局成立后，拥有丰富设计经验的格列维奇和罗莫丁成为了米高扬的副手。新设计局的所有人员都抽调自波里卡尔波夫设计局，这多少对波里卡尔波夫有些不公平，但波里卡尔波夫从德国回国后并未对此发表过异议。在他出国期间，I-200 的设计有了轻微的改动，为了改善纵向稳定性，机身长度有所增加，此外还增加了机翼油箱，飞机结构也由全金属结构改为混合结构，但是总体上保持了波里卡尔波夫的气动外形设计。
米高扬
格列维奇
罗莫丁
回国后的波里卡尔波夫仍然十分关心他那被分成两半的设计局，一回国便投入了研制 I-185 战斗机计划的工作中。由于设计团队拥有在第一飞机厂的雄厚工业底子，I-185 战斗机的设计和模型制作进度大大超越了 I-200 战斗机。而米格设计局的年轻设计师们在设计过程中则充分发挥了他们的创新精神，仅用了很少的时间就画出了大量的图纸。设计师与技师们在设计过程中密切合作，使得生产准备工作没有拖延进度。不久，I-200 战斗机被命名为第 61 号生产项目。
AM-37
由于 AM-37 发动机方案被放弃，I-200 的设计方案不得不进行了调整，被迫改装尺寸与 AM-37 发动机相同但功率减少 200 马力的 AM-35A 发动机。1940 年 1 月，该机的设计工作全部完成，整个研制计划仅耗时 3 个月，而竞争对手雅克福列夫设计局的方案却花了 8 个月时间，其他设计局则耗时更多。与此同时，I-200 的全尺寸模型也开始在中央流体动力研究院的 T-101 风洞加速试验。1940 年 3 月 31 日，第一架原型机出厂。
I-200 采用了混合结构，前机身由空心桁架焊接而成，采用硬铝蒙皮。AM-35A 发动机在海平面高度时功率 1,350 马力，在 6,000 米高空时功率为 1,200 马力。机身两侧分布两个水冷散热器，座舱下有一个油散热器。座舱的基本结构由空心桁架焊接而成，并通过三个螺栓固定在机身上。飞机的后机身是由松木翼梁和胶合板构成的木制硬壳式结构。
I-200 后机身采用了木结构，比金属结构中，但减少了战略金属的用量
I-200 机翼为刚性翼面，这与此前的 I-15 和 I-153 的布质机翼蒙皮有明显的区别。机翼中部为金属结构，可折起的机翼外侧部分则为木制。这种结构简化了飞机的生产并为工厂的木工车间提供了业务。翼梁由树脂胶合相连，而胶合板蒙皮则通过酪素胶粘合。机翼外侧可分解为 3 个部分并且可以很方便的与机翼中部相连或拆解。
米高扬设计局的设计师们采用了多种措施以使飞机适应大规模生产的需要，I-200 安装的机载设备都是当时苏联战斗机装备的普通设备，飞行员座椅靠背安装有 8 毫米的装甲板以保护飞行员。为了避免射击损伤螺旋桨，I-200 飞机的武备由 Berezin 12.7 毫米同步机枪和两挺 7.62 毫米 ShKAS 机枪组成。
7.62 毫米 ShKAS 机枪
1940 年 4 月 5 日，I-200 由第一飞机厂最有经验的飞行员，A·艾卡托夫驾驶成功的进行了首次试飞。艾卡托夫拥有 25 年的试飞员生涯，曾经试飞过多种飞机。而一直积极参与原型机制造工作的 A·布鲁诺夫则被任命为首席试飞工程师。首飞成功后，I-200 又进行了一系列试飞，但是并不是所有试飞都获得了成功。在第三次试飞时，飞机因发动机回火导致了进气管着火，幸亏艾卡托夫凭着丰富的经验及时安全着陆并扑灭了火苗。5 月 24 日，I-200 在试飞中达到了 648.5 千米/小时的时速（6,900 米），飞机爬升到 5,000 米高度仅耗时 5.1 分钟。尽管试飞数据很令人振奋，但是在试飞中也发现了该机存在的一些问题，比如座舱盖无法在飞行中打开，起落架刹车也出现失灵现象。此外发动机过热问题在第一阶段试飞中也一直困扰着设计人员。水温和油温都高于设计上限，这使得 AM-35A 发动机始终无法达到全功率，尽管设计人员重新调整了水散热器和油散热器位置，但是效果仍不明显，最后通过安装新型号散热器终于将发动机温度将到了设计值之内。
I-200 第一架原型机，MiG-3 的经典外形由此开创
1940 年 5 月 1 日，艾卡托驾驶 I-200 参加了莫斯科红场的阅兵式。5 月 25 日，在量产试验和国家验收试飞尚未完成前，根据苏联最高当局的指示，I-200 就投入了大规模生产。5 月 31 日，由伏罗西洛夫元帅为首的军方将领在莫斯科中央飞机场视察了 I-200 战斗机。伏罗西洛夫元帅对该机非常满意，并预祝米高扬在今后获得更大成功。此时，米高扬已经成为第一飞机厂的总设计师，而波利卡波夫设计局则被迁至第 51 飞机厂。
1940 年 7 月-8 月，I-200 进行了量产试验，8 月 28 日第二和第三架原型机开始了国家验收试飞，其中一架用于飞行性能试飞，另一架进行武器试飞。试飞工作在试飞员 S·萨普伦、A·库比什金和工程师尼吉特申科的主导下获得了圆满的成功。在试飞中该机最大海平面平飞速度为 486 千米/小时，极限海平面速度达到 520 千米/小时，在 7,200 米高空最大速度为 628 千米/小时，该机爬升到 5,000 米耗时 5.3 分钟，实用升限 12,000 米，1,000 米高度时盘旋一周时间为 20—22 秒。这些数据使 I-200 战斗机成为了当时苏联最优秀的战斗机，因此苏联空军要求飞机厂尽快将该机交付部队。
I-200 第二架原型机
该机唯一令人不满意的是 AM-35A 发动机仍然未能完善，这给试飞员和工程师们带来了不少麻烦，而且该发动机还未能通过 50 小时飞行测试。1940 年 12 月 12 日，也就是试验的最后一天，试飞员 A·柯柴特科夫在试飞中遭遇发动机起火，幸亏他临危不乱，凭着丰富的经验化险为夷，在安全返回地面后柯柴特科夫才发现飞机的起落架竟然在触地的瞬间卡住了。
试飞员们在进行多次试飞后认为 I-200 对飞行员的技术要求太苛刻了，他们发现 I-200 在飞行中纵向稳定性不好而横向稳定性却非常出色，这也是波利卡波夫飞机的一个特点。后来设计人员通过汲取 I-16 飞机的经验，对 I-200 的重心进行了调整，解决了这一问题。
I-200 第三架原型机
根据国家验收试飞结果，设计局共发现了 112 处设计缺陷，并确定了下列重点改进项目：
·改进纵向和横向稳定性
·加强对中部油箱的保护
·由于飞机重量增加，更换新的缝翼和起落架
·安装两挺可拆卸 7.62 毫米和一挺 12.7 毫米机枪
·增加油箱容量是飞机航程达到 1,000 千米
改进工作中最大的困难是增加飞机航程，I-200 原设计设有一个 404 升的油箱，飞机航程为 580 千米。为了增加载油量，工程师亚科夫·萨赖特斯基建议将机腹散热器前移以便为安装一个 250 升油箱腾出地方。根据这个油箱的形状，设计人员为其起了一个绰号“乌贼”。此外散热器的进气道和形状也作了改进，改善了散热性能。飞机座舱盖改为向后移动开启，机翼掠角也作了细微调整。
1940 年 10 月，正当 I-200 还在进行改进工作时，第一批 25 架预生产型已经建造完毕。由于当地天气恶劣，这批飞机不得不被送往驻扎在埃夫帕特利亚的第 146 战斗机团进行适应性飞行。苏联空军科学研究院的老牌试飞员 S·萨普伦以及来自第一飞机厂的工程师尼吉特申科和试飞员 A·卡莱夫参加了参加了在第 146 战斗机团的试飞。试飞证明了 I-200 是一种高性能战斗机，1940 年 12 月，I-200 被正式命名为米格-1 战斗机。
德军入侵苏联的“巴巴罗萨”行动中，大批未来得及起飞就被俘获的 MiG-1
米格-3
A·艾卡托夫
1941 年 2 月，这些与生产型米格-1 战斗机被移交给卡金斯基空军学校，同时移交的还有一批改进后的米格-1 战斗机，这些飞机后来被称为米格-3。1941 年 3 月 13 日，米格-3 在试飞中涡轮增压器发生故障，飞行员 A·艾卡托夫丧生。4 月，又有两架米格-3 投入国家验收试飞。由于重量增加了 256 千克，米格-3 的爬升率、起落性能和机动性均比 I-200 略有降低。米格-3 海平面最大速度为 495 千米/小时，7,800 米高度时最大速度 640 千米/小时。由于发动机性能不理想，飞机航程只有 857 千米，未能达到设计要求的 1,000 千米。
米高扬对试飞结果很不满意，他与发动机总设计师亚历山大·米库林进行了协商，通过对发动机进行改进，飞机在随后的试飞中达到了 1,000 千米的航程。但是交付给战斗部队的米格-3 仍存在很多问题，工厂的技术人员不得不来到部队机场解决问题，并发现了飞机武器存在不协调的现象。为了找到一个替罪羊，设计人员将罪过推到了苏联空军科学研究院的头上，该院的几位专家因此而被解职，研究院主任亚历山大·菲林则被内务人民委员会逮捕后枪毙。菲林在苏联航空史上有着重要的地位，他是苏联第一位飞行员出身的设计师，并试飞过所有被送到苏联空军科学研究院的新型飞机。他还是一位在理论和实践方面研究螺旋现象的专家。此外他还和米哈伊·格罗莫夫、I·斯普林一起驾驶图波列夫 ANT-25RD 创造了持续飞行 75 小时的纪录。他在被逮捕时担任研究院领导还不到三年时间，他的死对苏联航空工业来说是一个巨大的悲剧。
I-200 第 4 号机，MiG-3 的原型机
截止到 1941 年 1 月，第一飞机厂已经制造出 150 架米格-3 战斗机，而在 1940 年第四季度，该厂一共生产了 100 架米格-1 和 20 架米格-3（米格-1 从第 100 架开始被称为米格-3，而其结构则在生产中不断地进行改进。）到 1941 年 3 月 28 日，苏联军方共接收 473 架米格-3，其中 270 架装备空军部队，工厂存放 200 架，还有三架坠毁。很多试飞员认为双翼飞机飞行员很难适应高速的米格-3 的飞行特点，他们很容易进入螺旋。试飞员古洛斯基曾经在日记中写道：“在 4 天的飞行当中，我进行了 7 次紧急迫降，其中有两次我差点就见了上帝。”对于有丰富经验的试飞员尚且如此，那么对于普通飞行员来说操纵米格-3 的难度就可想而知了。1941 年春天成了苏联空军的事故高峰期，并且大部分事故都与米格战斗机有关。然而伴随着事故的增加，飞行员们也逐渐掌握了驾驶这种飞机的技巧。
按照惯例，最先进的飞机首先要装备驻扎在莫斯科附近的苏联空军最精锐部队，1941 年 2 月，一批米格-3 被移交给了第 16 战斗机团。到 1941 年 4 月，米格-3 的产量已经达到 9 架/天，但是这些飞机的速度比原型机慢了 30 千米/小时。最令人头疼的是苏联航空工业部领导不断要求第一飞机厂对米格-3 进行各种改进，其中包括座舱盖在高速飞行中无法打开、邮箱泄漏等。最主要的问题还是 AM-35A 发动机，因为发动机的问题导致了 30 多起各种事故。由于供油系统的的缺陷，飞机在俯冲时发动机油压会降低很多，发动机甚至在 5,000 米高度时都会发生喘振。在一次空战中，第 31 团的 3 名飞行员在卡纳斯上空驾机追逐德军侦察机时全部陷入螺旋，结果导致一名飞行员牺牲。
试飞员出身的工程师柯柴特科夫在来到卡纳斯调查后发现事故原因与飞行员训练不足有很大关系，这三名飞行员飞米格-3 的小时数都很少，而且从来没有执行过高空飞行任务。柯柴特科夫通过组织多次在 7,000—11,000 米高度的试飞解决了螺旋问题，证明飞机在 10,500 米高度时仍可以完成战斗任务。他总结出在飞行高度超过 8,000 米时的飞行要点并传授给其他飞行员。柯柴特科夫的工作很快便起到了效果，靠近罗马尼亚边界的第四飞行团很快便击落了三架入侵飞机。该团与装备米格-3 的第 55 团都是隶属于第 20 混成航空师的部队。试飞员斯坦凡诺夫斯基回忆道：“该师装备有两代不同的战斗机，一类是 I-16 和 I-153，另一类是先进的米格-3，但令我感到吃惊的没有人愿意飞米格，于是我驾机升空并施展浑身解数展示米格-3 的性能，当我落地后，飞行员们对米格-3 的态度立刻便发生了变化，换装工作开始紧张地进行，每天都要从清晨飞到入夜。”在试飞员的帮助下，该师的飞行员很快掌握了米格-3。该师第 55 团的一名飞行员亚历山大·波克雷什金后来成为了苏联王牌飞行员，先后三次获得苏联英雄称号，他回忆道：“当我第一次见到米格-3 时，他那先进的气动外形立刻便使我着迷。”他把米格-3 比做烈性赛马，“在有经验的骑手手中他就是一支快箭，但是一旦你失去对他的控制就会丧生在他蹄下。”
波克雷什金座机 MiG-3 “白 5”号
1941 年 5 月，米格-3 进行了在翼下加装两挺 12.7 毫米机枪的实验，米高扬甚至还打算为飞机进一步安装 20 或 23 毫米的机炮，但是试飞结果表明，安装有 5 挺机枪的米格-3 飞行速度下降了 20—30 千米/小时，机动性的下降也令人无法忍受。在战争爆发前，工厂共制造了 821 架装备有 5 挺机枪的米格-3，但是在很多飞机装备部队之前都拆除了翼下的机枪。轻装后的米格-3 重 3,285 千克，海平面最大速度 462 千米/小时，5,000 米高度最大速度 559 千米/小时，7,800 米高度时最大速度 603 千米/小时，飞机爬升到 5,000 米高度需耗时 6.8 分钟，实用升限 10,850 米，低空盘旋一周时间 23 秒，起飞滑跑距离 320 米，航程 720 千米。这些飞机性能与初期型米格-3 相比有所下降，这是由于前者引擎罩和蒙皮比后者粗糙导致的。
安装 5 挺机枪的米格-3，注意翼下吊舱
尽管战争爆发前有 17 个苏联战斗机团装备了总共 917 架米格-3，此外还有 64 架米格-3 装备了黑海舰队和波罗的海舰队，但是真正形成了战斗力的只有部署在西部军区的第 20 混成师、第 41、124、126 战斗机团和第 23 基辅战斗机团。部署在边境地区的米格-3 在战争开始时损失惨重，他们成为了纳粹空军的第一轮打击目标。装备有 233 架米格-3 的苏联空军第 9 混成师是苏联空军战斗力最强的部队之一，在第一天的战斗中该师损失了全部 407 架战斗机中的 347 架，其装备的所有米格-3 全部被摧毁在地面上。苏军飞行员科科内夫驾驶一架米格-3 强行起飞，并驾机撞毁了一架德国 Bf 110 战斗机，这也是米格-3 在卫国战争中首次与敌机同归于尽的战例。但是个别飞行员的勇敢行为并不能扭转整个战局发展。第 9 混成师师长查尼柯少将由于没能保全其部队而被逮捕，随后这位成名于西班牙内战时的“苏联英雄”被宣布为“人民公敌”并被枪毙。但是这样的举动对局势却于事无补。
1941 年夏，第 401 战斗机团的 MiG-3
为了补充在开战时遭受巨大损失的西线苏联空军实力，在 1941 年 6 月 22 日，苏联空军司令命令将 99 架米格-3 战斗机火速送往前线，但是这批飞机的命运更为不幸。由于战争初期苏军部队产生了巨大的混乱，撤退的苏军部队为了不让飞机落入纳粹手中，不得不将自己的飞机摧毁。因此到了 6 月 24 日，西线苏联空军已经没有一架新型单座战斗机，到了 25 日这种情况有了改变，超过 200 架米格-3 战斗机抵达前线，随后的每一天几乎都会增加一个战斗机团。在 29 日的一场空战中，两架米格-3 击落了三架德军 Bf 109 战斗机。值得一提的是由试飞员组成的 5 个战斗机团，其中两个团装备了米格-3。成立试飞员战斗机团的建议是由苏联功勋试飞员，“苏联英雄”称号获得者萨普伦提出的，他说服斯大林相信经验丰富的试飞员能更好的发挥新型战斗机的威力，由他们组成的战斗单位将会在前线制空权争夺中起到重要作用。萨普伦和裴奥特·斯坦凡诺夫斯基上校分别成为第 401 和第 402 特别战斗机团的团长，这两个飞行团装备有刚刚走下生产线的 67 架米格-3 战斗机，并于 6 月 30 日抵达前线。第 401 团抵达祖博夫后，大大加强了西线苏联空军实力，该团立刻便参加了密集的空战，他们攻击敌军地面部队，执行侦察任务并与纳粹的容克式和梅赛施密特式战斗机在中低空展开了殊死搏斗。仅在 7 月 2 日和 3 日两天，该团便击落了 8 架敌军飞机，在随后的一天，萨普伦一个人就击落了 4 架敌机，他也因此第二次获得“苏联英雄”称号。
1941 年夏天的空战主要发生在 4,000 米高度，在这一高度上，米格-3 的速度比纳粹德国主力战机梅塞施密特 Bf 109E 要快一些，但是由于米格-3 在高速飞行时座舱盖无法打开导致飞行员无法逃生，因此许多苏联飞行员在执行任务时总是敞开座舱盖，使得飞机的时速下降了 30 千米左右，这样 Bf 109E 反而在速度上占了上风。此外尽管 Bf 109E 在爬升率方面占优，但是垂直机动性方面还是米格-3 略胜一筹。尽管两种战斗机盘旋时间差不多，但是由于德国飞机翼载荷轻，Bf 109E 的盘旋半径比米格-3 小 25%，同时由于德国飞机较轻，因此也可以装备更强的火力。此外在无线电通讯设备方面 Bf 109E 也要先进很多。虽然在 5,000—7,000 米高度时，米格-3 性能全面超越 Bf 109E，并且至少与更先进的 Bf 109F 相当，但是空战几乎不会发生在这一高度。
许多苏联飞行员在执行任务时总是敞开座舱盖
尽管米格-3 性能出众，但是在作战中出现的大量操作问题严重影响了米格-3 充分发挥其性能，1941 年 8 月 19 日，西线部队向航空工业人民委员会提交了一份报告，报告称米格-3 的起落架经常无法放下，飞行员不得不强行利用机腹滑行迫降，此外起落架上方的设备也经常在降落时受损，尤其是紧急迫降经常造成飞机散热器排气管损坏，而排气管又很难更换，这就导致飞机的留空时间大大减少。
报告还称由于米格-3 座舱锁性能不可靠，西线苏军飞行员在执行任务时不得不敞开座舱盖，敞开座舱盖影响了飞机的速度与航程，同时由于飞机的续航力不高也使得其无法执行侦察任务，因为一旦在侦察时发生空战，米格-3 的油料将无法保证其安全返航。作为应急措施，设计人员为米格-3 安装了外部油箱。此外报告还提到了飞行员们对米格-3 视野不佳，风挡玻璃上沾满飞溅的油渍以及令人难以忍受的舱内高温等问题的抱怨。
由于在报告送抵的当天，苏联空军高官们正在讨论新型战斗机的研制问题，于是米格-3 的报告被忽视了。于是很快由于米格-3 的设计缺陷和战斗部队抱怨其无法满足空战需求，苏联当局下令停止生产米格-3。尽管第一飞机厂做了各种努力挽救该机的命运，但是最终还是于事无补。因为当时苏军急需大批强击机，而号称“空中坦克”的伊尔-2 强击机的发动机和米格机所用的发动机是在一个工厂里生产的，生产线受规模限制不能同时大量生产两种发动机，由于米格机的表现不尽人意，因此苏联当局无法容忍浪费资源生产一种不成功的飞机，于是最终下令停产米格机。
在 1941 年夏末交付前线米格-3 又作了很多改进，配备了舵面辅助调整片，其 AM-35A 发动机的传动率从 0.902 增加到了 0.732，并且用自动变距螺旋桨替换了 VISH-22E 预调桨距螺旋桨。改进后的米格-3 操纵性、飞行稳定性和可靠性有了一定的改善，但是飞机的爬升率和起落性能却下降了。以改装后的 3943 号米格-3 为例，该机海平面最大速度 466 千米/小时，5,000 米高度最大速度 569 千米/小时，7,800 米高度时最大速度 615 千米/小时，飞机爬升到 5,000 米高度耗时 7.1 分钟，1,000 米高度盘旋时间 22 秒，起飞重量 3,299 千克（外挂和 335 千克的外部油箱不计）。
1941 年 8 月，米格-3 产量达到 562 架，创造了苏联战斗机的产量记录，这一纪录一直保持到了战争结束。这 562 架米格-3 加上 7 月生产的 496 架和 9 月份生产的 450 架构成了拦在纳粹空军前方的空中防线，在德军对莫斯科发起的总数达 8,279 架次空袭中，仅有 209 架轰炸机抵达了莫斯科上空。在所有保卫莫斯科的战斗机部队中，第 16、27、34 战斗机团是王牌部队。其中由普卢特斯柯夫上校指挥的第 16 战斗机团在 1941 年下半年共击落 72 架敌机。1941 年 10 月，在友军的策应下,由皮萨克上校指挥的第 27 团成功的攻击了向贝里机动的德军装甲部队。由雷比金上校指挥的第34团也在保卫西线交通线的战斗中声名大振，10 月 22 日，该团冒雨执行了 59 次战斗任务，在 24 场空战中共击落 12 架敌机。后来在莫斯科上空驾机英勇撞击敌机的著名飞行员维克多·卡拉里克辛也在这段时间击落了 5 架敌机。而第 42 团则取得了西线米格战机的最大战绩，在一次为 12 架伊尔-2 护航任务中，他们在奥瑞机场上空击落了 4 架正在起飞的 Bf 109 和 57 架正在降落的 Ju 52 运输机以及至少 60 架停放在机场上的各种飞机，而该团无一损失。
在这段时间内，米格战斗机获得了积极的评价，它的机动性甚至出乎了试飞员的预料，有的飞行员认为它的转弯机动性甚至可以与 I-15 媲美。在一次模拟空战中，米格-3 轻松的击败了扮演敌机的雅克-1 战斗机，而这架米格-3 也因为在模拟空战中动作过猛导致飞机变形而报废。在那段时间内，有 40 名驾驶米格战斗机的飞行员获得了“苏联英雄”的称号。
1941 年秋季发生的几场高空空战充分证明了 AM-35A 是一种成功的发动机。1941 年 9 月 28 日，飞行员皮洛兹柯夫在 8,000 米高度与敌机相遇，他一直咬住敌机爬升到 10,000 米高度并最终将敌机击落，这场空战是战争中首次在这种高度的空战。
1941 年 10 月，就在第一飞机厂后迁前不久，一种配备了两个 100 升副油箱和宽叶螺旋桨的新的米格-3 战斗机的改型诞生了。尽管 12.7 毫米 ShKAS 机枪射速很高，但这种武器却不十分有效，因此该机换装了 12.7 毫米 UBS 机枪，这样在不增加飞机重量的前提下，米格-3 战斗机每秒武器发射质量由 1.2 千克提高到 1.44 千克。与此同时，为飞机安装火箭发射架的工作也展开了。截止到 1941 年 10 月底，共有 49 架米格-3 安装了可装载 6 枚 RS-82 火箭的发射器，这种型号的飞机总共制造了 180 架。
换装 12.7 毫米 UBS 机枪并挂载 RS-82 火箭的 MiG-3
在量产停止后，米格-3 仍然频繁的执行战斗任务，该机零部件的通用性和良好的维护能力保证了其战备状态。截止到 1942 年 5 月 1 日，仍有 134 架米格-3 在苏联空军服役，其中 3/4 还拥有战斗能力。但是战斗部队对米格-3 的评价却不尽相同，第 487 团的飞行员认为该机机动性太差，而第 519 团却认为米格-3 比雅克-1、拉格-3 和 I-16 都要强。1942 年夏天，在西线战斗的第 201 航空师开始用雅克-1 替换其装备的米格-3，替换下来的飞机被移交给第 122 战斗机团，此外所有从修理厂维修后的米格-3 也被划拨给了该团，这使得该团飞机数量大大超过了编制。当 1942 年秋季第 201 航空师移防斯大林格勒时，由于苏军认为米格-3 性能逊于斯大林格勒附近的德军飞机，因此第 122 团被留在了西线进行战斗。该团的米格-3 一直使用到了 1943 年春天，这期间他们的对手不仅仅是 Me 109，还有更为先进的 Fw 190 战斗机。在 1942—1943 年间，米格-3 主要装备国土防空军部队，尤其是在 1942 年夏季，米格-3 和 I-16 是苏军使用最广泛的战斗机，他们中的一半，约 330 架战斗机用于保卫莫斯科的上空的安全。他们可以有效的对付飞行高度在 11,000 米以下的德军轰炸机和侦察机，但是对飞行高度达 12,000 米的容克 Ju 86R 和高空侦察机却无能为力。于是米格设计局首次被要求设计一种高空战斗机。
1944 年初，波罗的海舰队第 7 战斗机团混合装备的 MiG-3 和 P-40
MiG-3 三面图
米格-3AM-38
整个 1941 年秋季，米格设计局都在忙于为米格-3 战斗机更换新的发动机，8 月初，米格局为米格-3 安装了一台克里莫夫 AM-38 发动机，这种发动机功率有所提高，但是低空性能却下降了。更换发动机后的米格-3 被命名为米格-3AM-38，该机空重 3,325 千克，略大于安装 AM-35A 发动机的米格-3，在试飞中米格-3AM-38 最大海平面速度为 514 千米/小时，高空最大速度为 582 千米/小时。其后在米高扬的建议下，设计人员有对该机进行了一些细节修改，修改后的米格-3AM-38 战斗机的高空和海平面最大速度都有所提高，其中后者达到 547 千米/小时，这一速度不但超过当时苏军装备的所有型号的战斗机，而且超过了当时德军最快的 Bf 109F2 和 Bf 109F4 战斗机。
首架 MiG-3AM-38
与米格-3AM-35A 的后期型号相比，米格-3AM-38 的低空爬升率与其相当，但是高空爬升率却下降了很多，因此该机爬升到 5,000 米高度需要耗时 8 分钟。由于 AM-38 发动机功率比 AM-35A 提升 400 马力，但却保留了后者的散热器，因此造成了该发动机温度显著升高。8 月 12 日，试飞员 A·科柴科特科夫在驾机完成试飞后认为，必须要对该机进行一系列改进，否则将无法达到设计要求。于是米格-3AM-38 的发展就此停止。
AM-35A
AM-38F
米格-3M-82（米格-9）
在进行综合考虑之后，米格设计局后来决定为米格-3 更换先进的阿卡迪·施范特索夫 M-82 星形发动机。改装后的米格-3 被重新命名为米格-3M-82 或米格-9。在设计之初，设计局就将保持新机与米格-3 的通用性作为设计主导方针之一，因此米格-3M-82 保留了米格-3 的起落架、外翼和尾翼，只是对机翼中间部分和机体作了微小的改动。米高扬认为这样将会大大简化飞机投入量产的时间。1941 年 8 月 23 日，苏联空军科学研究院批准了米格-9 的设计方案，尽管米格-9 的低空性能略逊于米格-3AM-38，但是其爬升率和起落性能有了明显改善。米高扬还打算为该机加装两挺 12.7 毫米 UBS 机枪用于对地支援。这个建议很快引起了苏联军方的兴趣，因为尽管同样采用 M-82 发动机的苏-2 短程轰炸机已经试飞，但是军方对其并不很满意。与此同时，M-82 发动机已经通过了国家验收，并在莫罗托夫建立起了生产线。1941 年底，在克服了设计局搬迁带来的巨大困难后，米格-9 终于在古比雪夫投产，因为厂房尚未建成，生产不得不在露天进行。第一飞机厂在搬迁的过程中还生产出了 27 架米格-3，这样整个 1941 年，米格-3 的产量达到了 4,100 架。1941 年 12 月 23 日，第一飞机厂接到了斯大林签署的命令，该命令要求立即停止米格机的生产，全力生产前线急需的伊尔-2 攻击机，米格-3M-82 的发展画上了句号。
米格-3M-82，代号 I-210
I-211E（米格-9E）
在小批量生产了 5 架米格-3M-82 后，1943 年米格局又造出一架安装了改进型发动机的新飞机，并将其命名为 I-211，又称为 E 型机。该机的机体外形作了修改以使其更加流线形，飞机座舱位置也向后稍作移动，散热器进气道移到了飞机两侧翼根处，垂尾形状也作了改动并且水平尾翼位置提高，机翼中间部位安装了两挺 ShVAK 机炮。试飞数据表明该机性能相当出色，其高空最大速度为 670 千米/小时，爬升到 5,000 米高度仅需 4 分钟。但是该机最终还是在安装 ASh-82FN（M-82 发动机在 1943 年被重新命名为 ASh-82，ASh 为其设计师阿卡迪·施范特索夫的字母缩写）的拉-5FN 面前败下阵来，后者则很快在前线证明了自己的价值。
I-211E
I-230（D）（米格-3U）
在一段时间之内，采用各种不同发动机的米格-3 改型原型机处在平行发展的阶段，与此同时安装 AM-35A 发动机的米格-3 也在不断的进行改进。1942 年，米高扬设计局推出了代号“D 型机”的 I-230 战斗机，该机在设计当中汲取了前线米格-3 飞行员和维修人员的建议，其机身结构与米格-3 基本相同，便于利用米格-3 生产线进行大规模生产。战争头几个月的空战经验表明，米格-3 装备的机枪火力不足，因此米高扬在 I-230 的机头上方安装了两门备弹 370 发的 ShVAK 20 毫米机炮。该机取消了焊接衍架，机体结构为全木质，机翼中部和尾翼蒙皮分别采用了三层和两层 1 毫米厚的胶合板，使得生产工艺大大简化。I-230 在发动机与座舱之间的位置安装了一个由特殊的防火复合板制成的密封油箱。根据飞行员的建议，I-230 的座舱也作了相应的改动。比如为了改善座舱的可视区域，设计师将传统的控制杆与制动杆、火控开关等整合到了一起。
I-230
由于 AM-35A 发动机已经停产，I-230 采用了一种在 AM-38F 基础上改进的发动机，但是在设计文件中该发动机仍被称为 AM-35A。I-230 采用了直径 3.2 米的 AV-5L-126A 螺旋桨。第一架 I-230 的原型机于 1943 年 7 月首飞，最初被称为米格-3 改，后来被命名为米格-3U。试飞工作由苏联空军科学研究院资深试飞员科姆亚科夫主持，在试飞中米格-3U 海平面最大速度达到了 505 千米/小时，短时间冲刺速度可达 526 千米/小时，其高空最大速度为 656 千米/小时，超过了米格-3 标准型近 40 千米/小时。该机爬升到 5,000 米高度耗时 6.2 分钟，比米格-3 标准型减少了近一分钟，其实用升限也达到 12,600 米，比后者提高了 700 米。尽管该机的各项指标比米格-3 标准型有了明显提高，但是试飞员还是指出该机存在不少缺陷，其中包括该机降落时不易操纵，对没有经验的飞行员来说相当危险。经过对该机性能的综合评估后，苏联空军科学研究院决定暂不批准量产该机的建议。尽管如此，米高扬设计局还是设法在第 155 飞机厂又生产了另外 5 架米格-3U 原型机。1943 年 8 月，第 1、3、4、6 架原型机交付负责保卫莫斯科的第 12 近卫战斗机团试用。尽管该机存在不少缺陷，但是其性能还是在战斗中获得了肯定，然而该机最终仍然未能投入批量生产，米高扬设计局又展开了研制一种新型高空战斗机的工作。
I-230 三面图
I-231（2D）
1943 年 9 月米高扬设计局开始研制安装新型 AM-39A 发动机的 I-231，额定功率 1,700/1,800 马力。I-231 的代号“2D”，此时使用相同发动机的一种全新高空战斗机也在研制中，这就是 I-220，代号“A”。I-220 比 MiG-3 外形大得多，I-231 只是 I-220 万一研制失败时的后备方案。1943 年 10 月 19 日 I-231 原型机首飞，试飞员 V.M.萨乌金。11 月 5 日的一次试飞中，由于严重的增压器故障迫使飞行员在诺金斯克机场紧急着陆，飞机毫发无伤，试飞员萨乌金因优秀表现获颁红星奖章。11 月 23 日更换了发动机后，试飞恢复。I-231 在 7,100 米高度飞出了 707 公里/小时的极速，爬升到 5,000 米高度耗时 4.5 分。这是差不多是当时苏联螺旋桨战斗机能达到的极限速度了。
唯一的一架 I-231 原型机
随后原型机转交给苏联空军科学研究院进一步试飞，在进行了一些包括改用 AV-5L-126E 螺旋桨的细微改动后，飞机重量减轻了 25.3 千克。但在一次试飞中襟翼无法放下，导致着陆速度过高，飞机冲出跑道翻覆。损坏的飞机回到米高扬设计局维修，5 月 12 日交给苏联空军科学研究院。但是在后面的试飞中发动机又报废了，在等待新 AM-39 发动机的过程中传来了由于严重的可靠性问题，AM-39 发动机下马的消息，于是 I-231 也就到此为止了。
I-231 是 MIG-3 家族的最后成员，是更具创新性的高空战斗机系列：“A 型机”的后备方案（由 I-220/221/222/223/224/225 等型号组成）。后者在1943~1945 年间研制，但由于喷气时代的来临，“A 型机”也未投入使用。
I-224
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