Во времена Холодной войны чрезвычайно сложной задачей для советской ПВО была защита удаленных северных и дальневосточных рубежей, где было трудно организовать широкую аэродромную сеть, развернуть значительное количество радиотехнических и других наземных средств. Поэтому особая роль отводилась тяжелым перехватчикам, отличавшимся большой дальностью полета и мощными комплексами вооружения.
Создание авиационного комплекса перехвата нового поколения, получившего обозначение С-155 «Заслон», началось в соответствии с Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР №397-152 от 24 мая 1968 года. Постановление Совета Министров предусматривало проектирование самолета в трех модификациях: истребителя-перехватчика Е-155МП как составляющей авиационного всевысотного комплекса перехвата воздушных целей С-155М, фронтового разведчика-бомбардировщика Е-155МРБ и "чистого" разведчика E-155MP с представлением на совместные государственные испытания в 4-м квартале 1971 г. Работы над истребителем-перехватчиком МиГ-31 задумывались как модернизация уже существующего перехватчика МиГ-25П. При этом создание перспективного авиационного комплекса было поручено ММЗ «Зенит» им. А. И. Микояна. Он предназначался, прежде всего, для противодействия потенциальной угрозе, исходившей от новых и перспективных американских бомбардировщиков FB-111 и AMSA (B-1), тактических ударных самолетов и крылатых ракет, способных выполнять скоростной полет с огибанием рельефа местности, а также от высотного «трехмахового» разведчика SR-71.
При разработке нового комплекса решения ВПК и постановления правительства СССР значительно дополняли тактико-технические требования к новинке в области расширения боевых возможностей, идеологии его боевого использования и т.д. Это требовало внесения в конструкцию машины, проведение заводских и летных испытаний, оценку боевых возможностей истребителя-перехватчика существенных корректив. Принципиальным вопросом было встраивание нового комплекса в систему ПВО СССР с учетом всех перспективных систем – создания воздушных средств управления и наведения, авиационной системы дальнего перехвата, связи с наземными средствами.
В 1969 году, подвергнув анализу все имеющиеся возможности, руководители НИИ приборостроения им. Тихомирова приняли достаточно смелое решение, которое было революционным для того времени – разработать антенну с электронным сканированием. При этом для воплощения революционной идеи по введению в систему «Заслон» электронного сканирования необходимо было разработать ФАР – антенну принципиально нового класса. Требования к новой РЛС не допускали каких-либо компромиссов между ее параметрами: все они были предельно высокими. При минимальном энергопотреблении и массе ФАР должна была обеспечить высокий коэффициент использования поверхности, обладать высоким быстродействием и низким уровнем фонового излучения.
В те годы многим идея с установкой ФАР на истребитель-перехватчик казалась авантюрной. Но маршал Савицкий, который был ответственен за испытания и разработку комплекса решился на этот шаг. Впервые электронное управление лучом было осуществлено на полномасштабном макете ФАР под индексом АР-2 в 1970 году, после чего последовало создание документации на опытный образец РЛС. Испытания РЛС «Заслон» начались в 1975 году первоначально на летающей лаборатории, а в 1976 году первый МиГ-31, который был оснащен ФАР Б1.01 и СУВ «Заслон», был направлен в испытательный центр ВВС в городе Ахтубинске для проведения комплекса летных испытаний.
В декабре 1979 года государственные испытания комплекса С-155МП, которые проходили на базе ГНИКИ ВВС им. Чкалова, подошли к концу. Система СУВ «Заслон» в составе комплекса была принята на вооружение ВВС СССР 6 мая 1981 года, в тот же день, когда успехом закончились испытания ракеты Р-33 – основного вооружения истребителя-перехватчика МиГ-31. Работы над созданием ракеты проводились параллельно с разработкой СУВ и БРЛС «Заслон».
Программа госиспытаний была полностью завершена осенью 1980 г., когда первые серийные самолеты уже начали поступать в строевые части авиаций войск ПВО. Самолет МиГ-31 с СУВ «Заслон» официально был принят на вооружение авиации ПВО в 1981 г. (УР Р-33 приняли на вооружение в 1980 г.). В строевых частях МиГ-31 начали заменять в первую очередь дальние перехватчики Ту-128 (перевооружение полностью завершилось к концу 1980-х гг.). С конца 1990 г. начался серийный выпуск модернизированного самолета МиГ-31Б с ТРДДФ Д-30Ф-6, убираемым топливоприемником системы дозаправки в полете, доработанной системой управления вооружением (обеспечено применение усовершенствованных ракет Р-33С) и модернизированным оборудованием (истребитель получил приемник радиотехнической системы дальней радионавигации А-723 и усовершенствованные средства РЭБ).
Истребитель МиГ-31 близок к своему предшественнику МиГ-25 и спроектирован по нормальной аэродинамической схеме с трапециевидным высоко расположенным крылом, двухкилевым оперением, цельноповоротным стабилизатором. В планере самолета широко использовались алюминиевые и титановые сплавы. Планер истребителя-перехватчика МиГ-31 был на 50% выполнен из специальной нержавеющей стали, на 33% из алюминиевых сплавов, на 16% из титана, еще 1% приходился на другие конструкционные материалы. На самолете МиГ-25 планер на 80% состоял из нержавеющей стали. Используемые на МиГ-31 алюминиевые сплавы обладают рабочей температурой до 150 градусов, а зоны с высоким кинетическим нагревом при полете на больших сверхзвуковых скоростях выполнены с использованием титана. Применение в большом объеме титана и алюминия позволило снизить массу планера истребителя.
Основу СУО самолета составляет РЛС с ФАР РП-31 Н007 «Заслон», имеющая дальность обнаружения воздушных целей типа «истребитель» (ЭПР порядка 5 кв.м.) до 180 км (дальность автоматического сопровождения – 120 км). На модернизированном самолете МиГ-31ДМ максимальная дальность обнаружения воздушных целей увеличена до 320 км. Зона одновременного сопровождения и обстрела целей составляет ±70° по азимуту и +70…-60° по углу места. 10 целей принимаются на автоматическое сопровождение. Бортовой вычислитель «Аргон-К» выбирает из них четыре наиболее важные, на которые одновременно могут наводиться четыре ракеты большой дальности Р-33 (Р-33С). На МиГ-31БМ одновременный пуск ракет Р-33С и Р-37 (последние – на дальность до 280 км) возможен по шести целям. Группа из четырех самолетов МиГ-31 способна контролировать воздушное пространство протяженностью по фронту 800-900 км.
Импульсно-доплеровская БРЛС с фазированной пассивной антенной решеткой (ФАР), которая вошла в состав СУВ «Заслон» и на сегодняшний день обладает рядом уникальных характеристик. В составе «Заслона» впервые в мире применительно к авиационным БРЛС дальнего действия была на практике реализована трехканальная (канал подсвета, радиолокационный канал, система определения госпринадлежности) антенная система в виде моноблочной ФАР с быстрой перестройкой положения луча в пространстве, а также цифровое устройство с доплеровской узкополосной фильтрацией. Помимо этого впервые на борту советского истребителя в состав СУВ вошли дискретно-непрерывный подсвет, импульсно-доплеровская обработка сигналов, индикатор тактической обстановки, а также специальная вычислительная система с бортовой цифровой вычислительной машиной А-15А.
Дополнительным средством обнаружения воздушных целей является теплопеленгатор 8ТП, размещенный под носовой частью фюзеляжа (дальность обнаружения – до 50 км, горизонтальный сектор обзора ±60°, вертикальный +6/-13°). В полетном положении теплопеленгатор убран в фюзеляж, а в рабочем – выпускается в поток. Он сопряжен с РЛС и предназначен для пассивного обзора воздушного пространства, а также для выдачи целеуказания ракетам Р-40ТД и Р-60 с ТГСН.
Пилотажно-навигационное оборудование самолета МиГ-31 включает САУ САУ-155МП и навигационный комплекс КН-25 с двумя инерциальными системами ИС-1-72А с цифровым вычислителем «Маневр», радиотехнической системой ближней навигации «Радикал-НП» (А-312) или А-331, радиотехнической системой дальней навигации А-723 «Квиток-2». Дальняя радионавигация осуществляется посредством двух систем: «Тропик» (аналогично системе «Лоран») и «Маршрут» (аналог системы «Омега»). Самолет МиГ-31 оснащен средствами РЭБ радиолокационного и ИК-диапазонов.
Перехватчик МиГ-31 выполняет боевые задачи во взаимодействии с наземной автоматизированной цифровой системой управления, работающей в режимах дистанционного наведения, полуавтономных действий (координатная поддержка), одиночного, а также в составе группы из четырёх самолетов с автоматическим внутригрупповым обменом информации. Цифровая помехозащищенная система связи АПД-518 обеспечивает автоматический обмен тактической информацией в группе из четырех перехватчиков, удаленных один от другого на расстоянии до 200 км, и наведение на цель группы истребителей, имеющих менее мощное БРЭО (МиГ-29, Су-27; в этом случае самолет МиГ-31 выполняет роль пункта наведения). Целераспределение, а также назначение целей на атаку осуществляется ведущим группы по информации, отображаемой на индикаторе тактической обстановки с последующей автоматической передачей на борт ведомых перехватчиков.
На МиГ-31 были установлены два новейших на тот момент двухконтурных ТРДДФ Д-30Ф6 со смещением внутреннего и наружного контуров за турбиной, регулируемым всережимным соплом створчатой конструкции и форсажной камерой. Двигатели развивали бесфорсажную тягу на уровне 9 270 кГс (91 кН) и форсажную тягу в 15 510 кГс (152 кН). Разработка данных двигателей была начата в 1972 году и велась под руководством П. А. Соловьева. Благодаря использованию данных двигателей самолет мог развивать максимальную скорость на уровне 3 000 км/ч.
Вооружение истребителя-перехватчика состоит из УР большой дальности Р-33 (120 км), которые размещены конформно парами одна за другой на 4-х полуутопленных узлах внешней подвески под фюзеляжем истребителя, а также УР средней дальности с ИК системой наведения на цель Р-40Т и УР малой дальности Р-60, Р-60М или Р-73 на 4-х подкрыльевых узлах подвески. Под фюзеляжем МиГ-31 была смонтирована шестиствольная 23-мм пушка ГШ-23-6 (боекомплект 260 снарядов). Скорострельность данной установки составляет 8 000 выстр./минуту. Амбразура артиллерийской установки в нерабочем положении закрывается специальной створкой, которая снижает ЭПР самолёта и улучшает его аэродинамические характеристики.
Стоит отметить, что анализ открытых военных программ ведущих стран мира позволяет говорить о том, что на сегодня в мире нет и в ближайшие 10–15 лет не будет авиационного комплекса, сопоставимого с этим самолетом по скорости, скороподъемности, практическому потолку и другим летно-техническим характеристикам, а также по эффективности в заданном интервале его боевого применения. По оценкам авиационных специалистов, военных ученых и экспертов, самолет МиГ-31, обладая огромным модернизационным потенциалом, является наиболее перспективным для рассмотрения его в качестве базового при решении задач ВКО, стратегического разведчика, ударного самолета большой дальности, оперативного средства вывода на околоземные орбиты малогабаритных спутников различного назначения и т. д. Это подтверждается многочисленными работами 2-го ЦНИИ МО РФ, НИУ МО РФ и НИИ гражданских ведомств.
По состоянию на 2011 год, по словам бывшего командующего ВВС Александра Зелина, в составе ВВС России находилось 252 истребителя МиГ-31. До 2020 года планируется провести модернизацию более 60 истребителей-перехватчиков до версии МиГ-31БМ. В настоящее время истребители базируются на 7 авиабазах. Истребитель-перехватчик МиГ-31БМ – это модернизация самолета 1998 года для нужд ВВС России. В 2008 году был окончен первый этап государственных испытаний, продолжается второй этап. Модернизированная версия перехватчика получит новую БРЛС и систему управления вооружением, что позволит обеспечить обнаружение воздушных целей на удалении до 320 км, а также позволит одновременно сопровождать до 10 воздушных целей.