Variantele MiG-21 M si MF sunt două versiuni îmbunătătite ale generatiei a treia MiG-21 vânătoare si bombardament. Desi au motoare similare si aspect exterior aproape identic, MF aduce modernizări esentiale la sistemul radar cu RP-21MA si armamentul ghidat. Spre deosebire de generatiile anterioare cum au fost variantele F13, P, PF sau PFM. Modelele M si MF au fost create pentru lupta împotriva avioanelor de vânătoare si bombardierelor inamice la distante scurte si medii, atac la sol si suport aerian apropiat, Puteau executa misiuni de bombardament tactic folosind bombe cu cădere liberă (de la 100 kg la 500 kg), rachete nedirijate (UB-16/UB-32) pentru distrugerea tehnicii blindate si a infanteriei. Diferente principale Radarul: MiG-21 M utilizează radarul RP-21, în timp ce varianta MF (varianta de export pentru modelul sovietic SM) dispune de un radar superior RP-22, cu capabilităti mai bune de urmărire si ghidare a rachetelor. Armamentul: Versiunea MF oferă o compatibilitate mai mare cu rachetele aer-aer dirijate mai moderne (precum rachetele ghidate semi-activ radar). Ambele variante au încorporat tunul intern Gs-23L de calibru 23 mm (spre deosebire de modelele mai vechi care foloseau tun container sub fuselaj) O viteză de 360 rotatii pe secundă reprezintă o frecventa de rotatie extrem de mare, echivalentă cu: 21.600 RPM (rotatii pe minut). 360 Hz (Hertz), ceea ce înseamna că obiectul efectuează un ciclu complet de 360° de 360 de ori în fiecare secundă. 129.600 grade pe secunda (viteza unghiulara exprimată în grade). Aproximativ 2.262 radiani pe secunda (rad/s), unitatea standard în fizică pentru viteza unghiulară. Pentru context, această viteză este comparabilă cu turatia maximă a unor motoare electrice de înaltă performantă sau a unor componente de turbosuflantă.

2. Viteza de 360 de noduri (Knots) Referitor la viteză, 360 de noduri este o viteză de croazieră comună pentru avioanele de linie sau avioanele militare la altitudini medii: Conversie: Aproximativ 667 km/h sau 414 mph.

3. Centrifuga si turatia (RPM) În antrenamentul pentru fortele G (la centrifugă), viteza se măsoara de obicei în rotatii pe minut (RPM), nu pe secundă: Antrenament High-G: Centrifugele moderne pentru piloti de vânătoare se rotesc de aprox. 34 de ori pe minut (cca. 0,5 rotatii/secundă) pentru a genera forta 9G.

Limita umană: Rotatia extremă a capului sau corpului (peste 2-3 rotatii/secundă) provoacă dezorientare severă, greată si pierderea cunostintei (G-LOC).

4. 360° pe secundă (Rata de Roll) Aceasta este o unitate de măsură a agilitătii unui avion de vânătoare (cât de repede se poate roti în jurul axei sale longitudinale): Un avion performant de vânătoare poate atinge o rată de roll de aproximativ 270° - 360° pe secundă. Pentru pilot, acest lucru înseamnă o rotatie completă („aileron roll”) în doar 1 secundă.

Interpretări: 1. Rata de Rotatie la Decolare (Pitch Rate) Când un avion atinge viteza Vr (viteza de rotatie), pilotul trage de mansă pentru a ridica botul aeronavei. Rata standard: Majoritatea avioanelor comerciale (precum Airbus sau Boeing) au o rată de rotatie optimă de aproximativ 3° per secundă. Rotatia de 1°/s: O rata de 1°/s este considerată o „rotatie lentă”. Aceasta este periculoasă deoarece creste semnificativ distanta de decolare necesară (cu ~ 300 de metri în unele cazuri), putând duce la depăsirea pistei.

2. Viteza în Centrifugă (Antrenament G) La o centrifuga umană unde viteza liniară a capsulei este de 1 m/s: Viteză mică: Aceasta este o viteză foarte mică pentru antrenamentul pilotilor de vânătoare. De exemplu, pentru a genera o fortă de 9G într-o centrifugă cu brat de 6 metri, viteza liniară a pilotului trebuie să fie de aproximativ 23 m/s (cca. 84 km/h).

O viteza de 1 m/s (3,6 km/h) s-ar regăsi doar la pornirea aparatului de zbor sau în teste medicale de bază pentru verificarea echilibrului (dezorientare spatială). 3. Miscarea pe Pistă (Viteza de Rulaj)

Dacă un pilot ar „rota” (ridica botul avionului) la o viteză de deplasare pe pistă de doar 1 m/s, avionul nu ar decola niciodată. Viteza de rotatie (Vr) pentru un avion usor (Zlin / Cessna) este de aprox. 25-30 m/s, iar pentru un jet mare este de peste 70-80 m/s.

Respectarea ratei de rotatie de 3°/s, specificată în manualul de operare (SOP) este critică pentru a evita atât lovirea cozii de pistă (tail-strike), cât si angajarea în pierdere de portantă la ridicare (stall)

MiG-21 este cunoscut pentru agilitatea sa extremă în rotatie, fiind una dintre cele mai rapide aeronave din epoca sa la acest capitol: Viteza maximă de roll: Poate atinge valori de 200° - 360° pe secundă la viteze de peste 600 km/h. Timp de executie: Un pilot poate efectua un "tonou" (o rotatie completă de 360°) în aproximativ 1,5 - 2 secunde.

3. Viteza Unghiulară în Viraj (Turn Rate) În lupta aeriană, capacitatea de a schimba directia rapid este vitală: Rata maximă instantanee (ITR): Poate ajunge la 22°/s la joasă altitudine. Rata sustinută (STR): Aproximativ 12°/s, mentinută la o fortă de aproximativ 5G

"Tonoul declansat" (Snap Roll): Aceasta este o manevră violentă care implică un angajaj asimetric (stall) cu pierdere de viteză. Desi poate fi initiată la viteze mai mici decât "tonoul controlat", viteza minimă de sigurantă depinde critic de Viteza de angajaj (Stall Speed). Executia sub 185 km/h e posibilă pe avioane acrobatice foarte performante construite pentru forte G, dar sub o anumita limită, avionul pur si simplu nu va avea energia necesară pentru a finaliza rotatia fără a pierde multă altitudine. Riscuri: Efectuarea unui tonou la viteză mică creste riscul de a intra într-un Vrill (Spin) sau Vrie dacă pilotul nu coordonează corect eleroanele cu directia - profundoarele (sau ampenajul orizontal mobil) în momentul în care avionul este în pozitie inversată.

Glisada: este manevra de alunecare laterală fată de directia de zbor întrebuintată uneori la aterizare sau 'dogfight', pentru pierderea rapidă de înăltime.

Vrie: evolutie constând din răsucirea avionului, în jurul axului vertical cu botul spre pământ făra viteză orizontală, comenzile fiind fără efect, din cauza fileurilor de aer desprinse de pe avion. Vria plată e cam la fel, în rotire, masele grele din botul si coada avionului trag în rotatie spre plan orizontal.

Răsturnare: întoarcerea pe spate a avionului continuând în picaj cu tragere ulterioară într-o altă evolutie de zbor folosind viteza câstigată.

Viraj normal-viraj coordonat (rate-one turn): reprezintă manevra în care avionul îsi schimbă directia de zbor la stânga/dreapta la orizontală fără să alunece în lateral, mentinându-si altitudinea si confortul maxim functie de avion si rol; rata e de 3 grade pe secundă, însemnând că un viraj complet de 360 de grade durează exact 2 minute; viraj de luptă: urcare 'peste umăr' pe o traiectorie de semicerc înclinat cu ascensiune mare cu câstig maxim de înăltime la acel moment.

Tonou: este manevra în care un avion execută o rotatie completă de 360° în jurul axei sale longitudinale.

Looping: (buclă verticală) este o manevră în care aeronava descrie un cerc complet în plan vertical. Efectuarea unui "looping" într-un MiG-21 este o manevră verticală clasică, acrobatică sau tactică de luptă de rotire la 360 de grade. Trebuie să „ajuti” avionul să treacă de punctul critic prin tragerea fermă a mansei, dar cu grijă pentru a nu provoca un Stall (Angajaj) la viteză mică. Desi aeronava este capabilă de 7G - 8G si viteze supersonice, designul aripii sale delta provoacă pierderi semnificative de energie în timpul manevrelor cu alfa ridicată, cum ar fi un "looping", rezultând adesea o traiectorie de zbor în formă ovală, decât un cerc perfect.
Parametrii standard ai buclei: Viteză de intrare: Ideal între 800 si 950 km/h (aprox. 430–510 noduri). G-Load la intrare: De obicei 4,5 pâna la 6,5 Gs pentru a initia urcarea verticală fără a pierde prea multă viteză. Viteză la vârf: Nu ar trebui să scadă sub 250–300 km/h în partea de sus a buclei pentru a mentine autoritatea controlului. Câstig de altitudine: O buclă standard de 360° necesită de obicei 2.000 până la 2.500 de metri (6.500–8.200 ft) de gardă verticală. Capacitate de viteză redusă: Pilotii americani ai avionului „Agresor” au descoperit că MiG-21 îsi putea mentine autoritatea în tangaj si chiar îsi putea ridica botul la viteze sub 100 de noduri - 185,2 km/h, permitând manevre neasteptate de „ruliu al cârmei” în vârful unei urcări verticale. Foarfece verticale: Aeronava este renumită pentru capacitatea sa de „foarfeca verticală”, unde îsi foloseste autoritatea în tangaj ridicat pentru a forta adversarii mai rapizi să depăseasca traiectoria.

Limitele de sigurantă pentru zbor: Limita G: Fuselajul este în general evaluat pentru +7,0 până la +8,5 Gs, în functie de variantă. Probleme cu motorul: Manevrele acrobatice verticale bruste la viteze mici ale aerului pot risca stingerea motorului dacă fluxul de aer în admisie devine prea turbulent sau dacă acceleratia este manevrată agresiv. Date critice privind performanta: Pierdere de energie: Într-un viraj performant maxim la 0,8 Mach, depăsirea vitezei de 6G face ca MiG-21 să piardă rapid viteza (până la 70 de noduri per secundă).

Filosofie: MiG-21 a fost conceput în principal ca interceptor, cu rază scurtă de actiune, construit în jurul unui motor foarte puternic, cu accent pe viteză si agilitate pentru tactici de tip „loveste si fuge”. Este o aeronavă capabilă de Mach 2, atingând viteze de peste 1.350 mph (Mach 2,05) la altitudini mari.

Viteza ascensională (sau rata de urcare pe verticală) a unui MiG-21 este una dintre cele mai impresionante caracteristici ale sale, fiind proiectat ca un interceptor foarte rapid.

Valori cheie: Rata maximă de urcare: Aproximativ 227 - 254 m/s (la nivelul mării, cu postcombustie). Capacitate de interceptare: Interceptoare PF-PFM Poate ajung de la sol la o altitudine de 12.000 metri în ~ 1,7 minute. Plafon de serviciu: Aproximativ 16.000 - 21.000 metri, în functie de variantă si configuratie.

Regim motor si Factori care influentează urcarea: Treapta-1-Oprit/STOP Treapta-2-Mers în gol: Turatia minimă a motorului, folosită la rulaj la sol sau pentru coborâre în zbor. Treapta-3-Nominal: Regim folosit pentru zborul normal, obtinut la împingerea manetei înainte de pozitia de mers în gol. Treapta-4-Maxim: Cursa maximă a manetei înainte de a cupla postcombustia unde fortele normale ale motorului sunt eliberate. Treapta-5-suplimentară Fortaj/Postcombustie (activată prin trecerea de un limitator mecanic de o clapetă) în care petrolul este pulverizat direct în evacuare pentru a genera o tractiune uriasă, necesară decolării sau urcării rapide. Unele variante de MiG-21 pot avea si o a doua treaptă de fortaj. În modul post-combustie 'regim diamant', sau regim urgentă EPR Emergency Power Rating (Rezerva de Putere de Urgentă) la MIG21-bis, motorul dezvoltă o fortă de 97,4kN, maxim 3 minute, ce îi conferă un raport tractiune-greutate de peste 1:1. Practic, motorul împinge în sus cu o fortă mai mare decât greutatea avionului, permitându-i să accelereze în timp ce urcă vertical, asemeni unei rachete. Pentru a compensa lipsa fortei portante a aripilor, inginerii sovietici au adăugat numai pe versiunile MIG21-PF/PFM sistemul SPS. Acesta colecta aer comprimat de la motor si îl sufla puternic peste flapsurile aripilor. Acest jet artificial crestea forta ascensională în timpul manevrelor iar la coborâre permitând reducerea vitezei fără ca avionul să intre în vrie. Din practica pilotilor de supersonice, MIG21-PF/PFM fiind cele mai reusite modele interceptoare, cu viteze ascensionale mari si plăcute la zbor nedorind să treacă pe versiuni mai noi de MIG21. Viteza optimă de urcare: Pentru a obtine cea mai buna rată, pilotul trebuie să mentină o viteză indicată de aproximativ 850-950 km/h.

Postcombustia (Fortajul): Fără fortaj, rata de urcare scade dramatic (sub 50-60 m/s), avionul fiind optimizat pentru zbor de mare viteză. Configuratia: Orice rezervor extern sau rachetă acrosată creste rezistenta la înaintare (drag) si reduce semnificativ viteza ascensională.

Comparativ, un avion modernizat precum F-16 are o rata de urcare de 250 m/s, însă pentru anii '58 -'79, performanta MiG-21 era de elită.

Viteze Specifice la Aterizare Vitezele sunt semnificativ mai mari decât la avioanele de lupta moderne, din cauza portantei reduse la viteze mici: Viteza pe panta de apropiere (Final Approach): Aproximativ 400 km/h. Viteza la pragul pistei: Trebuie mentinută între 330 si 350 km/h. Viteza de contact (Touchdown): Are loc de obicei între 270 si 320 km/h, în functie de greutatea aparatului (combustibil rămas si armament).

De ce este atât de dificilă? Instabilitatea la viteze mici: Sub 450 km/h, avionul devine foarte instabil si greu de controlat. Efectul de cădere ca „piatra”: Dacă motorul se opreste sau turatia scade mult, avionul îsi pierde portanta instantaneu si „cade” spre sol fără a putea plana ~ eficient de exemplu ca MIG 15.

Vizibilitatea limitată: Din cauza unghiului mare de atac necesar la aterizare (botul ridicat), botul avionului poate bloca complet vederea pilotului asupra pistei în ultimele secunde înainte de contact dar se ghidează dupa aparatura de bord.

Gestionarea motorului: Pilotii trebuie să mentină motorul la o turatie ridicată (peste 65-80% RPM) până în momentul contactului rotilor cu solul pentru a asigura stabilitatea si a evita oprirea motorului (flame out). Oprirea pe pistă: Din cauza vitezei enorme de contact, MiG-21 necesită obligatoriu utilizarea unei parasute de frânare imediat dupa atingerea solului pentru a se putea opri în limitele unei piste relativ scurtă.