В течение двух лет был выполнен комплекс научно-исследовательских работ по формированию концепции и аэродинамической компоновки перспективного истребителя, двигателям, оружию, комплексам бортового оборудования, материалам и технологиям, которые могли быть использованы на самолете пятого поколения. Основной объем исследований проводился в двух ЦНИИ Министерства Обороны, институтах Министерства авиационной промышленности — ЦАГИ, ЦИАМ, НИИАС, ВИАМ, НИИАТ и НИИАО, а также ЦНИИРЭС Министерства радиопромышленности. При этом учитывалась поступавшая из США информация о ходе выполнения программы ATF.
В процессе исследований все яснее становились требования, которым должен отвечать перспективный истребитель. К ним, в частности, относились:
• сверхманевренность, т. е. способность самолета выполнять полет на больших и сверхбольших углах атаки с высокими перегрузками, выполнять форсированные развороты с минимальными радиусами и сохранять управляемость во всем диапазоне скоростей от максимальных до минимально допустимых (вплоть до нулевых);
• крейсерский полет на сверхзвуковой скорости при бесфорсажном режиме работы двигателей;
• малая радиолокационная заметность;
• повышенная эффективность поражения воздушных и наземных целей;
• улучшенные эксплуатационные показатели.
В 1983 г. Целевая комплексная программа создания истребителей 90-х гг. была утверждена решением Военно-промышленной комиссии Совета Министров СССР, и в том же году началась ее реализация. Головным разработчиком перспективного истребителя был определен Московский машиностроительный завод им. А.И. Микояна (ныне — РСК «МиГ») которому было выдано техническое задание на разработку технических предложений по самолету пятого поколения, который должен был превосходить по характеристикам как все существующие отечественные и зарубежные истребители, так и перспективный американский истребитель, создаваемый по программе ATF. Одновременно были подготовлены и выданы частные технические задания организациям — разработчикам комплектующих для нового самолета.
Аванпроект перспективного истребителя был в целом закончен специалистами ОКБ им. А.И. Микояна к 1985 г. Особенность его заключалась в том, что выполнялся он в двух частях — по тяжелому многофункциональному фронтовому истребителю и истребителю ПВО, получившему название МФИ, и по легкому фронтовому истребителю — ЛФИ. При этом предполагалась высокая степень унификации между обоими самолетами. На этапе аванпроекта с учетом результатов продувок в аэродинамических трубах ЦАГИ, предварительных данных по характеристикам двигателя, оборудования, исследований покрытий, снижающих радиолокационную заметность, были определены рациональные размерности МФИ и ЛФИ, выбрана аэродинамическая схема самолетов («утка»), приняты основные конструктивно-компоновочные решения. Вскоре ММЗ им. А.И. Микояна совместно с другими участниками работ успешно защитил технические предложения по самолетам МФИ и ЛФИ.
Разрабатываемые «МиГи» пятого поколения отличались от ранее созданных советских истребителей рядом принципиальных особенностей. К их числу в первую очередь следует отнести:
• использование компоновочной схемы «утка» с адаптивным крылом, обеспечивающим повышенное аэродинамическое качество на дозвуковых и сверхзвуковых режимах, возможность полета на сверхбольших углах атаки, а также высокие значения коэффициента подъемной силы;
• применение двигателей пятого поколения с возможностью изменения вектора тяги, имеющих высокое значение отношения тяги к массе и пониженный расход топлива;
• использование качественно новых систем оборудования и вооружения с высокой степенью интеграции и использованием новейшей элементной базы;
• переход на систему эксплуатации «по состоянию», увеличение ресурса, сроков службы, сокращение требуемого объема обслуживания, унификацию используемых модулей.