Так чем же отличался МиГ-3 от МиГ-1? Охлаждение мотора улучшил новый пластинчатый радиатор ОП-ЗЮ. Для выполнения требований по дальности под кабиной установили еще один внутренний бак на 250 л бензина (его запас вырос с 263 до 466 кг), был увеличен и запас масла. Для повышения устойчивости мотораму удлинили на 100 мм, а поперечное V консолей увеличили с 5 до 6°. Крышку фонаря кабины оставили сдвижной, а заднее стекло сделали большим. Прицел и бомбовое вооружение унифицировали с другими новыми самолетами: вместо прицела ПАН-23 или ППН-1 поставили ПБП-1а, ввели механический бомбосбрасыватель АСИ-140 и замки Д-3-40 для подвески бомб калибром от 8 до 100 кг большинства типов. Кроме химприборов ВАП-6М, были внедрены зажигательные ЗАП-6. Хотя приказом НКАП от 14.02.1941 г. установку РО-82 на МиГ-1 отменили, но в производстве 8 узлов для «эрэсов» и вся их электрика оставили, что потом пригодилось. Некоторые МиГ-1 не имели протектора и наддува инертным газом баков и 8-мм бронеспинки, «тройки» же комплектовались этим на 100%.
Внимание к технологии и организации производства положительно сказалось и на темпах выпуска, и на цене машины. Среди новых истребителей МиГ-3 оказался самым недорогим, при этом обладал самым мощным мотором и был наиболее материалоемким, в т.ч. и по дефицитным сплавам. «Пулеметный» ЛаГГ-3 обходился стране в 196500 руб., он же с пушкой ПТБ-23 стоил уже 350000. Истребитель Яковлева завод №301 отгружал за 325000 руб., а 292-й завод – за 208000 (без тары). Цена комплектного МиГ-3 на май 1941 г. была утверждена в сумме 158000 руб.
Первую серию МиГ-3 заложили 15 декабря 1940 г., и к концу года были готовы 11 машин. Екатов облетал головную и остался ею доволен. 27 января 1941 г. летчики-испытатели НИИ ВВС Кочетков и Прошаков под руководством ведущего инженера Воеводина начали Госиспытания МиГ-3 №№ 2107 и 2115.
«Пятиточечный» МиГ-3 с подкрыльевыми пулеметами БК-12,7 на испытаниях
Серийный МиГ-3 с подвешенными под крылом бомбо-ампульными связками БАС-1 во время испытаний
Взлетная масса по сравнению с эталонным И-200 увеличилась с 3099 до 3355 кг, и на набор высоты 5000 м самолет тратил теперь 6,5 мин, а 8000 м – до 10,28 мин. На вираж на 4000 м уходило 25-26 с, а на 7400 м – 32-33 с, что по-прежнему было лучше, чем у других истребителей на таких высотах. Разбег ухудшился с 238 до 347 м, пробег пострадал незначительно. Несколько улучшилась скорость: у земли с 486 до 495 км/ч, а на высоте – с 636 до 640 км/ч, причем граница высотности поднялась еще на 200 м и достигла 7800 м. Удалось увеличить дальность полета до 820 км, что было лучше, чем у других советских истребителей, «Спитфайра» и «Мессершмитта» (при невырабатываемом остатке в 6,5% внутренней заправки). Однако в Акте по результатам Госиспытаний было отмечено, что «…полученная дальность на 143-180 километров менее заданной. Необходимо обязать НКАП обеспечить на самолете МиГ-3 дальность 1000 км». И эту задачу удалось решить. В апреле летчики Баулин и Сахранов на «пятиточечных» МиГ-3 (с пулеметами БК) показали нужную техническую дальность – самолет № 2592 пролетел 1100 км, а № 2597 – 970 км, что было в допуске.
Из-за падения давления масла не удалось подняться выше 8000 м, а на малой высоте мотор медленно набирал обороты. Отказы АМ-35А оставались удручающе частыми. 27 февраля 1941 г. Госиспытания МиГ-3 завершились, но на следующий день при облете МиГ-1 на Центральном аэродроме погиб летчик Афанасьев, совершивший неудачную вынужденную посадку с вышедшим из строя двигателем. Осколки разрушившегося нагнетателя мотора АМ-35А головного МиГ-3 12 марта убили летчика-испытателя Екатова. При подготовке к первомайскому параду 28 апреля на МиГ-1 погиб заводской летчик Кулешов – срезались бронзовые зубья шестерни валика газораспределителя АМ-35А № 9ЕА03117… В мае полеты МиГ-3 в 16-м ИАП пришлось остановить из-за неудовлетворительной работы моторов. А полк был на особом контроле – в нем служил Василий Сталин…
6 мая промышленность доложила об устранении 20 замечаний, в т.ч. по приемистости двигателя у земли за счет нового механизма принудительного открытия заслонок карбюратора. Микулин занимался конструктивными дефектами АМ-35А, а технологическая служба завода N° 24 взялась за устранение грубых отступлений от директивной технологии, отменив некоторые упрощения конструкции и разрешения на замену материалов на менее дорогие и дефицитные. Дополнительные испытания показали, что надежность АМ-35А улучшилась.
Военные требовали установить на МиГ-3 бронестекло и усилить бронеспинку, но центровка не позволяла этого сделать. Более того, с полной заправкой устойчивость ухудшилась, и 28 апреля количество топлива в фюзеляжном баке было разрешено уменьшить до 180 кг. Взлетную массу доработанного МиГ-3 уменьшили на 90 кг. Испытания в мае 1941 г. показали, что улучшились взлетные качества машины, она стала устойчивее при наборе высоты. Характеристики затухания колебаний на нисходящих маневрах пришли в норму. По докладу испытателей, «…на скоростях средней и максимальной самолет устойчив (при отдаче ручки с увеличением скорости на 50-80 км самолет на третьем колебании возвращается в первоначальное положение)… на виражах самолет устойчив: перетягивание ручки не ведет к сваливанию в штопор. Петля и иммельман делаются значительно легче и устойчивее, чем на прежнем серийном самолете… Пикирование совершается устойчивее, что особенно сказывается при переходе с пикирования на боевой разворот, причем самолет не обнаруживает стремления к выходу на большие углы атаки». И общий вывод: «Уменьшение заднего бензобака дало заметное улучшение устойчивости и управляемости самолета».
Но причиной частых срывов в штопор была также недостаточная эффективность элеронов и чрезмерная чувствительность серийного самолета к отклонению руля высоты (РВ). Чтобы найти выход, решили провести специальные испытания на пяти доработанных МиГ-3. На этих машинах было изменено соотношение площадей стабилизатора и руля высоты (сделали 2 новых варианта горизонтального оперения, на одном изменена осевая компенсация элеронов, еще на одном – кинематика элеронов). Так как на больших углах атаки наблюдалось снижение усилий на ручке, то все пять машин оснастили контрбалансирами (пружина отжимала ручку управления вперед и исключала иллюзию необходимости «дотянуть» ее на себя). Испытания, в которых участвовали 12 летчиков завода № 1, ЛИИ и НИИ ВВС, продолжались с 30 мая по 2 июня. Они показали, что соотношение площадей стабилизатора и РВ должно быть 64/36% вместо имеющегося 53/47%, компенсация элеронов – 26% вместо 24%, а в канал руля высоты надо включить контрбалансир.
Для полного исключения опасности срыва в штопор ОКБ предложило ввести автоматические предкрылки «по типу самолета Ме-109Е». Однако и.о. начальника ЦАГИ профессор С.Н. Шишкин и зам. начальника ЛИИ профессор А.В. Чесалов дали отрицательное заключение по предложенному варианту, указав, что такой предкрылок «заметно улучшает обтекание концов крыла, но не является удовлетворительным ввиду недостаточной длины; этот предкрылок оставляет незащищенной большую часть элерона со стороны центроплана. Кроме того, кинематическая схема открывания предкрылка вбок неудачна, так как при открытом предкрылке образуется уступ, вызывающий интенсивный местный срыв потока. Необходимо увеличить длину предкрылка по размаху, в сторону центроплана так, чтобы он перекрыл элерон с запасом не менее 200 мм. Предкрылок следует сделать выдвигающимся вперед, по типу самолетов Як-3 (имеется в виду И-30. – Авт.), обеспечивающим перекрытие уступа и отсутствие срыва с него…».