Среди аэродинамических особенностей Е-8 выделим 3 наиболее существенные Первая необычный воздухозаборник. Вторая – складывающийся при выпуске шасси подфюзеляжный гребень примененный впоследствии на серийном МиГ-23. Третья – переднее горизонтальное оперение (ПГО или дестабилиэатор с размахом 2,60 м, которое не имело механизма управления. На дозвуковых скоростях ПГО находилось в свободном флюгерном рожиме, на сверхзвуковых скоростях при числе М> 1,5 оно фиксировалось параллельно строительной горизонтали самолета, что сдвигало фокус самолета вперед, компенсируя его смещение назад при переходе через М 1. Это позволяло увеличить коэффициент подъемной силы более чем в 2 раза на скоростях, соответствующих или превышающих М 1,5, и в 2 раза – при М-2,0 При двух «махах на высоте 15000 м максимальная располагаемая перегрузка должна была увеличиться с 2,5 до 5.1 , что говорило об улучшении маневренных качеств истребителя.
К сентябрю 1961 г. проект самолета был завершен. Однако разработчики комплекса С-23 не смогли вовремя передать на испытания ни РЛС, ни ракеты, поэтому на Е-8 решили установить обычную ЦД-30ТП инфракрасный визир Самоцвет и две серийные ракеты К-13 Пушечное вооружение не предусматривалось Самолет стали Обозначать МиГ-21 М
Всего построили 2 летных экземпляра Е-8: в январе 1962 г. Е-8 I и в мае Е-8,2 (красные бортовые номера «81» и «82 ), причем на обоих вместо РЛС были установлены их габаритно-весовые макеты и КЗА 17 апреля летчик-испытатель ОКБ-155 Г.К Мосолов поднял в воздух Е-8 1 В этом и последующих полетах, кроме определения характеристик устойчивости и управляемости самолета, снятия скоростных и высотных показателей, уточнялись алгоритмы управления воздухозаборником, отрабатывался механизм ПГО, решались другие задачи. В целом новый истребитель обнадеживал Однако все портила ненадежная работа силовой установки: чуть ли не в каждом полете случались помпажи, перегревы и т.п. Не менее 6 раз двигатель самопроизвольно останавливался.
11 сентября 1962 г. в сороковом полете Е-8/1 разбился в 60 км юго-восточнее аэродрома ЛИИ – двигатель разрушился при скорости, соответствующей числу М-1.7, на высоте 10000 м Осмотр обломков показал, что причиной аварии стало разрушение диска шестой ступени компрессора. Ее осколок пробил корпус двигателя, повредил обе гидросистемы и топливный бак, что привело к потере управления и пожару Далее осколок ударил по правому элерону, разрушил его, после чего самолет начал спиральное падение. Мосолов катапультировался из перевернутого положения с высоты около 8000 М, повредив руку и ногу. При приземлении он был еще больше травмирован. Его обнаружили лишь через 2 с половиной часа и в тяжелом состоянии доставили в больницу Врачам с трудом удалось спасти летчика.
Первый и второй летные экземпляры МиГ-21 И
29 июня впервые поднялся в небо Е-8,/2. Его пилотировал А В Федотов К 4 сентября на машине выполнили 13 полетов по отработке силовой установки, снятию летных характеристик с подвеской макетов ракет К-13 и исследованию тряски дестабилизатора были достигнуты статический потолок 19650 м и максимальная скорость 2050 км/ч на высоте 15000 м Однако после потери первого экземпляра полеты на втором были также прекращены. Через некоторое время ввиду отсутствия надежного двигателя, но главным образом потому, что зеркало станции -Сапфир- удалось существенно уменьшить и вписать в носовой конус серийного МиГ-21, тему и вовсе закрыли. Е-8 долгое время простоял без дела на летной станции ОКБ в Жуковском, а затем использовался для наземной отработки некоторых элементов будущего МиГ-23.
Второе заметное ответвление от главной линии развития "двадцать первого" также было связано с темой МиГ-23. требования к которому предусматривали существенное улучшение ВПХ. Одним из способов Сокращения взлет ной и посадочной дистанций в середине 1960-х гг считалось оснащение самолета дополнительными подъемными двигателями. К тому времени такие двигатели РД-36-35 с тягой по 2350 кгс были разработаны в ОКБ-36 под руководством главного конструктора П.А. Колесова. Ими решили оснастить летающую лабораторию Е-7ПД. построенную на базе МиГ-21ПФМ. поэтому машина получила сразу дна заводских шифра: изделие 23-31» (по программе МиГ-23) и «изделие 92» (по программе МиГ-21). В литературе можно встретить и еще одно, но уже неофициальное обозначение этого экспериментального самолета – МиГ-21 ПД ( ПД» – подъемные двигатели). Для размещения «подъемников» в фюзеляже «лээфэма» сделали вставку увеличенного сечения длиной 900 мм. Два РД-36-35 установили друг за другом почти вертикально Подвод воздуха осуществлялся через открывавшийся на взлете и посадке воздухозаборник, который закрывался в полете крышкой, а на нижней поверхности фюзеляжа находились жалюзи, отклоняющие газовые струи на углы от 5 вперед до 10° назад. "Подъемники» заняли почти весь объем центральной части фюзеляжа, поэтому шасси пришлось сделать неубираемым. В качестве маршевого двигателя применили привычный Р- 13Ф-300 Несмотря на удлинение фюзеляжа, запас топлива резко уменьшился, поэтому продолжительность полета не превышала 15-17 минут.