МиГ-21И представлял собой летающую лабораторию, специально построенную для изучения крыла сверхзвукового пассажирского самолёта Ту-144. Были заложены два экземпляра, имевшие несколько разное предназначение. На первом предполагалось отработать методику управления самолётом, на втором — провести лётные аэродинамические исследования крыла оживальной в плане формы с наплывами разного типа. Эта летающая лаборатория была построена на базе планера МиГ-21С. Тонкое крыло имело симметричный профиль с острой передней кромкой и в плане повторяло форму крыла Ту-144.

18 апреля 1968 г. лётчик-испытатель ОКБ О.В.Гудков впервые поднял «Аналог» в воздух, испытания продолжались весь 1969 год. Центровка самолёта менялась путем установки дополнительных грузов весом до 290 кг в носовой или хвостовой части фюзеляжа. Первый экземпляр, к сожалению, потерпел катастрофу, погиб лётчик В.Константинов. Самолёт-аналог №2 создавался совместными усилиями ЛИИ, ОКБ А.Н.Туполева и ОКБ А.И.Микояна. Второй экземпляр отличался от первого тем, что на испытаниях в ЛИИ на нем меняли форму наплывов. Кроме наплывов с постоянной стреловидностью, по передней кромке устанавливались наплывы оживальной формы, а крыло специально приспособили для фиксации процесса обтекания потоком воздуха. Самолёт оборудовали контрольно-записывающей и киносъемочной аппаратурой.

В ЛИИ и ОКБ А.И.Микояна приняли решения провести первый полёт самолёта МиГ-21И №2 в Горьком (ныне Нижний Новгород) на лётном поле авиазавода. В конце января 1970 г. лётчик-испытатель И.П.Волк совершил на нем первый полёт. После удачного полёта конструкторы опытного производства ЛИИ включились в работу. Они выполнили чертежи на установку контрольно-записывающей аппаратуры. Прибористы установили на машине осциллографы и самописцы.

Очень трудным оказалось определение несущих свойств крыла аналога. То есть зависимости коэффициент подъемной силы от угла атаки, для больших углов полёта, вплоть до сваливания. Главную роль тут играл лётчик-испытатель, ему вменялось в обязанность очень тщательно выполнять режимы торможения, вплоть до сваливания. При этом не допустить больших углов атаки, не свалиться раньше времени в штопор. Пройдя весь диапазон скоростей и углов атаки, безукоризненно выполнив все режимы полетов, предусмотренные по программе, И.Волк наконец довел аналог до сваливания и вошел в штопор. После пяти витков чисто вышел из него и благополучно приземлился. Результаты испытаний сразу же передавались в ОКБ А.Н.Туполева. Через некоторое время второй экземпляр аналога был отправлен в Музей ВВС в Монино. На базе самолета МиГ-21И велись работы по созданию бронированного штурмовика МиГ-21ЛШ по схеме «бесхвостка».

Самолёт МиГ-21И представляет собой среднеплан, выполненный по схеме «бесхвостка» с крылом, повторяющим форму крыла Ту-144. Стреловидность по передней кромке составляла 78° по наплыву и 55° по базовой трапеции. Взлетно-посадочная механизация отсутствовала. Управление самолётом по тангажу и крену обеспечивалось специальными рулевыми поверхностями — элевонами, состоящими из четырех секций и расположенными по всему размаху крыла. Продольное отклонение ручки управления перемещало одновременно все секции вверх или вниз, перемещение ручки в сторону отклоняло элевоны на разных консолях во взаимно противоположное направление. Главные стойки шасси убираются в крыло и в фюзеляж (колеса). Под фюзеляжем находятся четырехсекционные тормозные щитки и подфюзеляжный киль. На самолёте было установлено контрольно-измерительное и телеметрическое оборудование.

Тактико-технические характеристики МиГ-21И
Экипаж   1
Размах крыла, м   8.15
Длина, м   14.70
Высота, м   4.71
Площадь крыла, м2   43.00
  пустого самолета   
  нормальная взлетная   8750
  максимальная взлетная   9000
Тип двигателя   1 ТРДФ Р-13Ф300
Тяга нефорсированная, кгс   1 х 4070
Максимальная скорость , км/ч   
  на высоте   2100 (М=2.06)
  у земли   1200
Практическая дальность, км   
Практический потолок, м   20000