米格31是米高扬设计局在米格25基础上开发的一种重型截击机，但它的设计思想与后者完全不同，米格25追求的是超过3马赫的最大速度，却为此付出了巨大代价。当飞行速度超过2.7马赫时，其R15BD-300发动机的涡轮容易进入失控的超转状态，引起发动机超温，导致加力燃烧室烧毁，因此，米格25追求过高峰值速度的实用价值不大。

米格25过于强调峰值速度

而米格31将最大速度从米格25的3.2马赫降至2.83马赫，另辟蹊径，通过延长加力燃烧室工作时间和点火次数的办法，达到快速截击的目的，也就是说，米格31追求的不是峰值速度，而是更快的平均速度。

此外，米格31还要能在苏联的广袤国土上用大功率相控阵雷达和远程空空导弹截击超低空突防的隐形轰炸机或巡航导弹，还要用4机编队扮演预警机的角色。因此，米格31还要有比米格25更大的亚音速航程、截击半径和滞空时间。

困为除了截击之外还要充当战斗预警机，一名乘员肯定是不够用的，米格31由米格25的单座改为串列双座布置，为此机身高度比米格25增加了0.45米，达到了6.15米。因此，虽然米格31沿袭了米格25的成熟布局，不锈钢占机身的比例由80%降为50%，钛合金用量提高到16%，它的空重仍从米格25的19.6吨提高到21.8吨，最大起飞重量也从后者的37.5吨增至46.2吨。

米格31总体上沿袭了米格25的气动布局

此外，米格31的SBI16无源相控阵雷达功率也非常强劲，据说在地面开机能烤熟1000米外的一只兔子，这虽然有些夸张，需要极大电量完全是可以肯定的。因此，米格31需要远比R15BD-300强劲的动力。

米格31的发动机是D30F6，它是在D30核心机的基础上增加加力燃料室衍生而来的，为了在技术水平有限的条件下尽可能获得更大的推力，D30F6采用了拿发动机纵向尺寸、重量和寿命换推力的办法，说白了就是牺牲机动性换取速度。因为米格31作为一种截击机，只要做到及时拦截就行了，又不打算空战，那是苏27的事。即使挂载“匕首"高超音速导弹的米格31K，仍然只是一种投射平台。

挂载“匕首”高超音速导弹的米格31K

那D30F6是怎样拿发动机纵向尺寸、重量和寿命换推力的呢？面对压气机水平较低的现实，苏联采用了“级压比不够，级数补”的办法，D30F6是“5+11+2+2”结构，不算燃烧室和加力燃烧室共达20级，其中风扇5级，高压压气机11级。但即使如此，以3的风扇压比，7.05的高压压气机压比，总压比仍然只有21.15，这已经是一种60年代核心机所能榨取的极限了。要驱动这么多的级数，D30F6又用了各2级的高低压涡轮，这样一来二去，长度和重量就上去了。

D30F6也继承了D30核心机的环管形燃烧室，环管形燃烧室有若干个管形火焰筒沿圆周均匀地装在一个共同的环形壳体内。各火焰筒间装有联焰管。一个火焰筒点着了后，通过传焰管能让所有的火焰筒都点着，因此压力比较均衡，燃烧要稳定一些。缺点就是结构复杂，且重量大。D30F6有12个火焰筒，比较笨重。

环管形燃烧室结构图

结果就是D30F6的长度达到惊人的7米，干重就达2400公斤，以其15.5吨的推力，即使按照欧美标准，推重比都只有6.4。

D30F6超长的体形

既然长度已增加到极限，压比仍然不够，苏联拿手的用加大流量增推的办法又行不通，那就只好增加燃烧温度了，最终D30F6的涡轮前温度达1660K，即1387℃，仅比AL31F低了5℃，而它的涡轮又没有后者那样完善的冷却系统，导致大修间隔仅300小时，寿命短是苏联航空发动机的通病，但也是退而求其次的办法。

还有一种说法是：在米格31高速飞行时，D30F6的涡轮叶片会降低转速甚至怠速运转，以类似冲压发动机的模式工作。虽然冲压有着更高的效率，但这种说法却值得商榷，D30F6没有类似J58涡喷-冲压发动机的旁通管路，在涡轮怠速的情况下，气流经过20级叶片会有很大的动能损失，冲压模式恐怕难以维持飞机的自身速度，这种说法还不如苏联惯用的发动机补氧系统来得靠谱。

J58发动机有粗大的旁通管路

最终，在付出不菲代价之后，D30F6的中间状态推力达到了93.1千牛，加力推力则高达151.9千牛，基本满足了米格31的要求。需要强调的是，与7米长度形成鲜明对比的是，D30F6的直径仅1020毫米，这是为了减小阻力将涵道比控制在0.4的结果，形成了又长又细的独特外形。这在一贯用加大涵道比增大推力、减小油耗的苏联发动机中是很罕见的。

推力是差不多了，但油耗仍然是个大问题。虽然D30F6本身的耗油量并不高，仅0.72公斤/daN·小时，即每持续1小时提供10牛顿的推力只需消耗0.72公斤的燃料，按照D30F6发动机93.1千牛的中间推力，每小时的耗油量是6840公斤，但这仅仅是发动机自身的试验数据，在飞行中因飞机自身的升力，实际耗油量要比这个数值低得多。比如，虽然AL31F的中间油耗达0.795公斤/daN·小时，苏27凭借中央升力体布局优秀的巡航升阻比，以不到10吨的载油量达到了近4000公里的航程。

但由于追求高速性能，米格31的亚音速升阻比很糟糕，再加上高达21.8吨的空机重量，使得米格31的实际油耗远大于苏27，为了达到航程指标，不得不设计了16350公斤的超大载油量，最大航程也仅有3300公里，即使如此也比米格25的2500公里有了很大提高。

追求速度的米格31无法兼顾巡航升阻比

总之，米格31在体形、重量、推力和耗油等诸多因素之间达到了一个比较完美的平衡，充分体现了苏联在系统集成方面的长处，这种设计思想对我国来说还是很有借鉴参考价值的。