苏联第五代战斗机的研制可以追溯到20世纪70年代,当时苏联几大战斗机设计局和几大研究院开始了三个大项目的预研和论证工作,其中包括I-90、Sh-90、B-90项目,分别代表90年代战斗机、攻击机、轰炸机。所以苏联/俄罗斯空军一直以I-90称呼MFI。至少有5个大研究院参加了其中I-90计划的理论探所和资料分析,根据对手国家的技术发展情况来制定I-90的任务需求和技术性能指标。其中苏联国防部所属的第30中央科学研究院(TsNII-30)及第2科学研究院(NII-2)负责制定未来战斗机整体性能要求,中央流体力学研究院(TsAGI)负责大致确定战斗机的外型尺寸和气动布局等,中央航空发动机研究院(TsIAM)提出先进发动机、进气道布局、尾喷管的基本构型,国家航空系统研究院(GosNII AS)规划第五代战斗机的火控系统、武器、生存能力等指标。各大飞机设计局则在这个框架下设计自己的方案。

  80年代初,米高扬设计局和其他苏联战斗机设计局着手进行新一代战斗机的预研工作,假想敌是美国正在研制中的先进战术战斗机项目(ATF)。第五代战斗机分成两个项目,一个是双发重型多用途战术战斗机MFI(俄语“多用途前线战斗机”的缩写),另一个是单发轻型战术战斗机LFI(俄语“轻型前线战斗机”的缩写)。米格设计局的MFI获得了“产品5.12”(Izdeliye 5.12)的设计局内部代号,LFI的代号则是“产品4.12”,“Izdeliye”(产品)一词通常被用于军事硬件项目的代号中。

  有俄罗斯媒体猜测采用“产品5.12”这个代号是为了迷惑西方情报机构,即使他们知道了代号,也只会以为这是另一种米格-29改型而已,类似于米格-29“支点”-A的“产品9.12”、米格-29“支点”-C的“产品9.13”、米格-29S“支点”-C的“产品9.13S”、米格-29UB“支点”-B的“产品9.51”。但这种说法并不可信,原因有两点:第一、米格-29所有内部代号都以9开头而不是5;其次、一般来说“产品”编号都是随机分配的。

  MFI和LFI之间将尽可能共享组件,此外更大型的MFI将分为几种专用型号(但无具体资料)。

  当时苏联科研单位的官僚体系以及研究单位的分散使得科研效率很低,面对这种大型而先进的计划时力不从心,也造成了资金分散。此外,第五代战机的系统和设备的研发也是一件复杂的事情,研发成本和工作的复杂性越来越大。所有这一切都导致苏联政府在1983年制定了所谓的“联合研制计划”,为所有级别的五代机共同研究新系统和技术,该计划还能起到了提高各机构和部委间互动、遏制官僚主义、使效率最大化的目的。计划获得了米高扬总设计师贝利亚科夫的支持,苏联空军和工业界高层领导将其纳入五年经济发展计划,足见重视程度。

  1986年苏联空军命令苏霍伊、米格、雅科夫列夫三大战斗机设计局提交自己的第五代战斗机方案,定于年底决定的研发单位。苏霍设计局提交了前掠翼战斗机设计,雅科夫列夫设计局则提交了鸭式布局、但机身与F-22类似的设计。米格设计局的5.12和4.12是与空军、国土防空军、空军研究院等共同协商的产物,真正能符合苏军作战思想,而且当时米格设计局是苏联唯一一所专职于战斗机研发的单位,苏联空军最终选择了米格设计局作为“主承包商”,苏霍伊的前掠翼战斗机作为备选方案。米高扬设计局的初步设计(PD)部门主管施车频成为联合研制计划的主要负责人之一。

雅科夫列夫设计局的MFI方案,长着鸭翼的YF-22

苏霍伊的前掠翼战斗机方案


米格的MFI早期方案,两侧进气道布局

初具雏形

  米格设计局对MFI(5.12)和LFI(4.12)的初步研究工作持续好几年。正如前面提到的,包括中央流体力学研究院在内的许多研究机构也积极参与了概念制定。经过大量理论研究和风洞试验后,中央流体研究院建议米高扬在MFI上采用鸭式布局,因为这种布局不仅能满足敏捷性要求,并且能使重心后移的静不稳定设计飞机的升力最大化。该机应该具有前缘后掠角40-45度的大型三角翼,具有内置弹舱或至少是半埋式武器挂架。应该具有机腹可调进气口,能在剧烈机动和所有速度范围内保持最大进气效率(特别在是大迎角机动中)。此外,该机还需要配备推力矢量(TVC)喷管以提供超机动性和短距起降(STOL)能力。

MFI早期风洞模型,具有机腹V型进气口

  苏联人在MFI的初步研究中完成了规模空前的风洞测试和缩比模型测试,来确定飞机的雷达反射面积(RCS),并验证进气口和发动机喷管性能。他们对双发共用进气道、二元(矩形)矢量喷管、以及其他各种构型的进气道和喷管进行了一一评估。他们测试了飞行控制致动器、雷达组件和航电接口,为MFI的弹射座椅精心选择了最佳的后倾角度,还考虑了在飞行中调整后倾角度的可能性,这样能使飞行员承受更大的过载。他们还对侧杆操纵和先进机炮等以及数以百计的其他问题进行了研究。

  米格设计局的工程师们在研究中央流体研究院的风洞测试数据、制定发动机和航电初步规格、计算雷达吸波材料(RAM)参数后,逐步完善了初步研究阶段的飞机设计。正在这个阶段,他们确定下了飞机的鸭翼布局和大致尺寸,进气口、喷管、垂尾和腹鳍的构型以及飞机的主要参数也大致成形。1987年,米高扬和合作机构把MFI和LFI的初步研究成果提交审核,获得了高度评价。

  米格的第五代战斗机与现有苏制战斗机在所有方面都大相径庭:

  首先,该机采用近距耦合鸭式布局和自适应机翼设计,不仅在亚音速和超音速下都能实现高升阻比,还具有极佳的大迎角飞行能力,并能在所有飞行状态下始终保持较高的升力系数。该机的变弯度机翼有前缘襟翼和后缘襟副翼。

  其次,该机将安装留里卡设计局(土星科研生产联合体)正在研制中的第五代推力矢量发动机,这种发动机除推重比高外,结构也很紧凑且易于制造。发动机的额定推力远超之前战术飞机使用的任何发动机。