В связи с появлением над Москвой высотных разведчиков люфтваффе перед КБ была поставлена задача создания истребителя, способного действовать на высотах до 14 000 м. Для ее решения пошли по пути модернизации И-220.
Основным изменением конструкции стала установка принципиально новой винтомоторной группы: самолет получил двигатель АМ-39 с двумя турбокомпрессорами ТК-2б и четырехлопастный винт диаметром 3,5 м. Также для снижения нагрузки на крыло его размах был увеличен до 13 м. Вооружение состояло из двух пушек. Согласно расчетам, новый перехватчик 2А (И-221) должен был развивать скорость до 685 км/ч и способен действовать на высотах до 15 000 м. К летным испытаниям приступили 2 декабря 1943 года, однако успели выполнить только 8 полетов – 7 февраля 1944 года самолет был потерян и дальнейшая работа над проектом прекращена.
7 мая 1944 года в воздух поднялся следующий образец высотного перехватчика – И-222 (3А), отличавшийся от своего предшественника в первую очередь наличием гермокабины. Кроме того, вместо ШВАК на самолете были установлены опытные пушки конструкции Шпитального СШ-20. Согласно расчетам, истребитель должен был подниматься на высоту до 14 500 м и развивать скорость более 680 км/ч. Однако на практике по результатам испытаний можно было рассчитывать на успешное применение перехватчика на высоте до 12 000 м, на что влияли в основном неустойчивая работа двигателя и несовершенство топливной системы. Испытания тем не менее продолжались до августа 1945 года.
На второй экземпляр самолета, испытания которого начались в сентябре 1944 года, был установлен форсированный двигатель АМ-39ФБ с одним турбокомпрессором ТК-300Б. Самолет был вооружен одной синхронной 20-мм пушкой Б-20, допускалась установка второй пушки «в перегруз».
На перехватчике, получившем обозначение И-224, или 4А, в период испытаний удалось достичь высоты 14 100 м. К передаче на госиспытания самолет готовили уже к лету 1946 года, при этом планировалось установить новый двигатель – АМ-44 с непосредственным впрыском топлива. Однако двигатель так и не был доведён до удовлетворительного состояния, и уже в ноябре 1946 года постановлением Совета Министров работы над И-222 и И-224 были окончательно прекращены.
В мае 1944 года конструкторским коллективом Микояна был создан последний в ряду опытных поршневых высотных перехватчиков – 5А, или И-225. Самолет был построен на базе И-220, на который установили опытный мотор АМ-42Б мощностью 1900 л.с. с турбокомпрессором ТК-300Б. Первый полет самолет совершил 21 июля 1944 года. В период заводских испытаний была достигнута скорость 580 км/ч у земли и 721 км/ч на высоте 8850 м, при скороподъёмности до 1250 м/мин. 9 августа 1944 года самолет потерпел аварию, испытания были продолжены уже в марте 1945 года на втором экземпляре, имевшем ряд отличий. В качестве силовой установки был использован форсированный мотор АМ-42ФБ с турбокомпрессором АМТК-1А, самолет был оборудован гермокабиной и нес четыре синхронных 20-мм пушки СШ-20.
Испытания самолета, прерывавшиеся по причине аварий, продолжались до февраля 1946 года. В их ходе была зафиксирована скорость 560 км/ч у земли и 726 км/ч на 10 000 м.
На государственные испытания самолет планировали передать с двигателем АМ-44, однако, как и в случае И-224, сделать это не удалось и – уже в марте 1947 года – проект был закрыт.
Новая задача была поставлена перед ОКБ Микояна и Гуревича постановлением ГКО № 5946 от 22 мая 1944 года. Коллектив был включен в число конструкторских бюро, которым поручалась разработка самолета с комбинированной силовой установкой, включавшей реактивный двигатель.
Непосредственно КБ Микояна постановлением предписывалось создание истребителя, оснащенного мотором ВК-107А в сочетании с воздушно-реактивным двигателем с компрессором (ВРДК), способного развивать скорость до 810 км/ч на высоте 7000 м при включении ВРДК в течение 15 мин. и 700 км/ч без использования дополнительного реактивного двигателя.
Впрочем, к моменту выхода постановления работа над подобной машиной в ОКБ-155 уже был начата. В сентябре 1944 года был утвержден эскизный проект, а 4 апреля 1945 года истребитель проекта «Н», или И-250, совершил первый полет.
Самолет имел характерный внешний вид с удлиненной носовой частью и сдвинутой почти к самому хвостовому оперению кабиной. Позади двигателя в проходящем в нижней части фюзеляжа воздушном канале располагался двухскоростной компрессор. Связанный с поршневым мотором специальным приводом компрессор включался для увеличения скорости полета на «повышенную» ступень одновременно с подачей топлива в форсунки камеры сгорания ВРД, расположенного сразу за кабиной летчика и оснащенного выходным соплом с регулируемыми створками из нержавеющей жароупорной стали.
Истребитель нес вооружение в составе трех 20-мм пушек Б-20.
Начало испытаний сопровождалось многочисленными проблемами, в первую очередь связанными с работой силовой установки. Но тем не менее уже 13 мая в полете самолет продемонстрировал скорость 809 км/ч, а 3 июля – 820 км/ч на высоте 6600 м.
Испытания были омрачены гибелью летчика А.П. Деева при катастрофе, произошедшей в 26 полете 5 июля, но были продолжены на втором экземпляре. Не дожидаясь окончания испытаний, уже приказом НКАП № 311 от 27 июля 1945 была утверждена постройка и опытной серии.
В 1946 году заводом № 381 было построено 10 И-250 (второй опытный экземпляр потерпел аварию и не восстанавливался). Восемь из их числа даже планировались для участия в традиционном воздушном параде 7 ноября, но в связи с неблагоприятными метеорологическими условиями парад не состоялся. Успевшие освоить И-250 при подготовке к параду летчики 176-го гв. иап ПВО тем не менее от принятия его на вооружение пока отказались. По мнению пилотов, при значительной сложности управления, требовавшей от летчика высокого напряжения, сложности эксплуатации и малого ресурса силовой установки в сочетании с низкой надежностью летные качества истребителя уже не удовлетворяли требованиям времени. Включение ВРДК давало лишь кратковременный прирост скорости, а использование только поршневого двигателя не обеспечивало приемлемых для боевого самолета характеристик.
Нужно отметить, что государственные испытания на этот момент самолет все еще не проходил по причине того, что не прошла их собственно силовая установка. Приступили к ним только в сентябре 1947 года, причем проводились они в НИИ авиации ВМФ – оставалась надежда найти самолету применение в качестве истребителя сопровождения торпедоносцев. Однако из-за большого числа замечаний и дефектов в апреле 1948 года испытания были прерваны.
В некоторых источниках периодически упоминается о применении самолета в строевых частях авиации флота под наименованием МиГ-13, однако никаких подтверждений этому нет.
Хотя И-250 так и не поступил на вооружение, он тем не менее стал важной вехой в истории коллектива Микояна и Гуревича.
Опыт конструирования первого в истории КБ цельнометаллического самолета, имеющего воздушно-реактивный двигатель, стал первым шагом к созданию поднявшегося в воздух уже 11 июля 1946 года МиГ-9 – первого советского реактивного истребителя, положившего начало семейству советских и российских реактивных истребителей МиГ, ставших во второй половине ХХ столетия одним из символов советской боевой авиации.
