Интересно, что третий серийный МиГ-21 ПФ № 76210103 был оснащен системой СПС и вслед за первой серийной машиной прибыл из Горького на опытный аэродром ОКБ-155 в Жуковском. Там на самолет установили новый двигатель Р-11Ф2С-300, оборудованный системой отбора воздуха для сдува погранслоя с закрылков. На этой же машине изменили расположение контейнера тормозного парашюта. Доработанный самолет, получивший в ОКБ-155 шифр Е-7СПС, в первом полугодии 1962 г. успешно прошел заводские и Государственные испытания. Применение системы СПС и новой парашютной системы позволило снизить посадочную скорость до 240 км/ч и почти в два раза сократить длину пробега. Для сокращения длины разбега предусмотрели установку двух пороховых ускорителей СПРД-99 с тягой по 2500 кгс, которые ранее были испытаны на самолетах Е-6В. Этот вариант самолета был запущен в серийное производство в Горьком под обозначением МиГ-21 ПФС («С» означает систему СПС) или «изделие 94». Первые 25 серийных истребителей, оснащенных системой СПС, были выпущены в 1963 г.-
Колесно-лыжное шасси МиГ-21 ПФ № 76210820 и хвостовая часть самолета-мишени М-21М
Самолет Е-7Р – прототип тактического разведчика
Внешне первые МиГ-21 ПФС отличались от МиГ-21 ПФ только наличием контейнера тормозного парашюта в основании киля. Однако таких самолетов было немного, так как уже с первой машины 10-й серии (№ 941001) на МиГ-21 ПФС стали устанавливать киль увеличенной площади. Эти самолеты внешне были очень похожи на МиГ-21 ФЛ (визуально отличались лишь наличием системы СПС, элементы которой можно было разглядеть только вблизи).
В процессе производства конструкция МиГ-21 ПФС постоянно дорабатывалась. С самолета № 940912 начали устанавливать переднее колесо КТ-102 с шинами типоразмера 500х 180А и более эффективными тормозами. Другим серьезным изменением стало внедрение нового катапультного кресла СК-3 (КМ-1) и в связи с этим – фонаря с неподвижным козырьком и открывающейся вбок крышкой. Новая система аварийного покидания обеспечила спасение летчика с нулевой высоты при скоростях от 130 км/ч до 1200 км/ч в горизонтальном полете. На истребителе также был установлен новый комплект кислородного оборудования ККО-5, а летчик для полетов на большой высоте использовал высотно-компенсирующий костюм ВКК-6, гермошлем ГШ-6 (или защитный шлем ЗШ-3 с кислородной маской КМ-32М), а также вентилируемый костюм ВК-3. В таком виде МиГ-21ПФС выпускался с самолета №941221 до самолета № 941301 и далее, начиная с самолета № 941314.
Совершенствовалось также и бортовое оборудование перехватчика. Следующим его вариантом стал Е-7М, который отличался усовершенствованным малогабаритным прицелом АСП-ПФ, сопряженным с РЛС РП-21 и инфракрасным визиром «Самоцвет». Получая от локатора информацию о дальности до цели, прицел давал возможность в дневных условиях вести визуальную прицельную стрельбу ракетами и НАР, а также производить бомбометание. Инфракрасный визир «Самоцвет» не только помогал обнаружить цель ночью (в простых метеоусловиях), но и давал возможность прицелиться по ней вне зависимости от высоты полета.
В 1964 г. Е-7М успешно завершил Госиспытания и получил рекомендацию к внедрению в серийное производство и к принятию на вооружение. В Горьком его выпуск начался с первой машины 20-й серии (№ 94МС01) перехватчика МиГ-21 ПФС, который переименовали в МиГ-21 ПФМ, причем заводской шифр остался прежним – «изделие 94». Новый самолет оборудовали РЛС РП-21 М, оптическим прицелом ПКИ, другим новым оборудованием и, что особенно важно, подвесным контейнером ГП-9 с двуствольной пушкой ГШ-23 калибром 23 мм с боекомплектом 200 снарядов. В 1965 г. состоялись контрольные испытания серийного МиГ-21 ПФМ. Они показали, что максимальная дальность полета истребителя снизилась с 1550 км до 1300 км, а практический потолок – с 19000 до 18050-18250 м. Причиной снижения дальности стало повышение удельного расхода горючего двигателем Р-11Ф2С-300 и сокращение общего запаса топлива на 120 кг из-за размещения нового оборудования. На величину потолка отрицательно повлияло увеличение массы истребителя на 160 кг
В НАТО самолеты МиГ-21 ПФС (с увеличенным килем) и МиГ-21 ПФМ получили кодовое обозначение Fishbed-F. Интересно, что после введения индекса «М» выпущенные ранее МиГ-21 ПФС с увеличенным по площади килем также стали называть МиГ-21 ПФМ – ведь внешне они ничем не отличались. Таким образом, самолеты Е-7СПС с 10-й по 19-ю серию в более поздней документации вполне могли называться МиГ-21 ПФМ.