Новый министр обороны А. А. Гречко, сменивший в 1967 г. Р. Я. Малиновского на этом посту, также придерживался реалистических взглядов на роль ВВС, настаивая на развитии их ударной составляющей, включая и самолёты поля боя. С этим предложением весной 1969 г. он обратился в МАП, вскоре объявивший конкурс на «самолёт-штурмовик».

В нём приняли участие ОКБ А. С. Яковлева, С. В. Ильюшина, А. И. Микояна и П. О. Сухого. Вскоре их проекты были представлены на Научно-технический Совет МАП, где перспективными признали разработки ОКБ А. И. Микояна и П. О. Сухого. Яковлевская машина, представлявшая собой вариант бомбардировщика Як-28 с бронированием кабины экипажа, и вновь предложенный Ильюшиным двухмоторный штурмовик Ил-40 вызвали много нареканий и были отклонены как недостаточно проработанные — в первую очередь, по уровню специализированного целевого оборудования и вооружения.

На втором этапе конкурса ОКБ А. И. Микояна и П. О. Сухого соревновались между собой, отстаивая собственное видение ударного самолёта поля боя. Представленные на конкурс микояновские проекты являлись вариациями на тему заслуженного МиГ-21, что сулило экономию времени и удешевление производства. Они, в общем, отвечали требованиям заказчика, настаивавшего на сверхзвуковой машине со скоростью у земли не менее 1200 км/ч. Это условие было продиктовано обеспечением выживаемости самолёта при прорыве ПВО и опиралось на данные о возможностях основного в армиях НАТО ЗРК «Хок», боевая эффективность которого резко снижалась при указанных скоростях маловысотных целей.

Первоначально ОКБ Микояна предложило превращение простого и надёжного истребителя МиГ-21 в штурмовик МиГ-21Ш кратчайшим путём. Предполагалось обойтись «малой кровью» — установить на МиГ-21С новое прицельно-навигационное оборудование и крыло увеличенной площади с шестью узлами подвески вооружения. Однако расчёты и прикидки показали, что решить проблему «в лоб» с требуемой эффективностью вряд ли удастся. Пришлось значительно модернизировать конструкцию «двадцать первого», больше внимания уделить боевой живучести и вооружению. В рамках темы, получившей индекс «27», велись работы сразу над двумя проектами: МиГ-27Ш и «27–11».

Первая машина первоначально создавалась на базе МиГ-21, но в итоге от него осталась только хвостовая часть фюзеляжа с оперением, всё остальное проектировалось заново. МиГ-27Ш получил низкорасположенное трапециевидное крыло большой площади, боковые воздухозаборники, двигатель без форсажной камеры, короткий нос и кабину с хорошим обзором. Для защиты от огня стрелкового оружия и осколков снарядов кабина лётчика полностью бронировалась.

Вооружение машины было представлено двухствольной 23-мм пушкой ГШ-23, бомбами и НАР общей массой до 3000 кг, размещаемыми на девяти наружных точках подвески.

Базой для второго проекта послужил самолёт «21–11», больше известный как МиГ-21И или «Аналог». Его создали для отработки крыла сверхзвукового пассажирского лайнера Ту-144 и изготовили в двух экземплярах. «Бесхвостка» с оживальным крылом тонкого профиля, имевшим коническую крутку, была привлекательна ввиду высокого аэродинамического качества, меньшего сопротивления и балансировочных моментов, что делало её удачным решением в удовлетворении противоречивых требований аэродинамики и прочности конструкции. Крутка крыла позволяла затянуть срыв потока в концевых сечениях до больших углов атаки, улучшая его несущие качества на взлётно-посадочных скоростях и повышая эффективность управления. Самолёт отличался также малой удельной нагрузкой на крыло, что позволяло нести значительное вооружение, повышало манёвренность и улучшало взлётно-посадочные характеристики; на «Аналоге» была получена минимальная эволютивная скорость полёта 212 км/ч.

Модель штурмовика «27–11» с оживальным крылом.

Первый вариант микояновского штурмовика МиГ-27Ш.

Модель МиГ-23Б, снятая на фоне нарисованного неба (из проектной документации ОКБ А. И. Микояна).

Поскольку испытания «Аналога» дали положительные результаты, новое крыло решили использовать на истребителе-бомбардировщике. Фюзеляж самолёта «27–11» тоже стал совершенно иным. Были применены боковые воздухозаборники, бронированная кабина и новая форма носовой части, в которой предполагалось разместить аппаратуру радиоэлектронной борьбы (РЭБ) и систему наведения управляемых ракет класса «воздух — поверхность». Шасси по сравнению с МиГ-21 было усилено и позволяло эксплуатировать потяжелевшую машину с полевых аэродромов. Силовая установка состояла из двух турбореактивных двигателей, расположенных бок о бок в хвостовой части фюзеляжа. Вооружение массой до трёх тонн планировали разместить на восьми подкрыльевых и четырёх подфюзеляжных держателях.

Но обе машины так и остались в виде эскизов и моделей. К тому времени основа этих проектов, МиГ-21, уже не был последним достижением конструкторской мысли.

Тем временем на смену «двадцать первому» приходил новейший истребитель МиГ-23 с крылом изменяемой геометрии, на который возлагались большие надежды. П. С. Кутахов, в 1969 г. назначенный на пост Главкома ВВС, сам был лётчиком-истребителем и не скрывал своего расположения к «двадцать третьему», открыто заявляя, что из новых самолётов он признает только его. По мнению Главкома, именно он должен был стать основной боевой машиной военной авиации, а его модификациями следовало вооружить как истребительную авиацию и авиацию ПВО, так и ИБА и разведывательные части.

Надо сказать, что позиция руководства ВВС опиралась не только на личную симпатию. Помимо схемы, общепризнанно перспективной на то время, и многообещающих лётных характеристик, в числе достоинств МиГ-23 было и весьма современное бортовое оборудование. Одной из назревших к тому времени проблем стала психофизиологическая перегрузка лётчика, особенно проявлявшаяся в полётах на малых высотах, необходимость использования которых, в свою очередь, стала очевидной. Не менее критичным для боевой эффективности становилось обеспечение применения оружия в скоротечные секунды контакта с целью. В ручных режимах малейшие ошибки летчика приводили к серьёзным промахам — стоило неточно задать или не выдержать расчётную скорость, высоту, дальность или угол пикирования, чтобы бомбы летели мимо цели. Так, при скорости 900 км/ч задержка со сбросом бомбы всего на полсекунды приводила к перелёту на 125 м; при бомбометании с горизонтального полёта перетянутая на 1° ручка давала уход бомбы примерно на 120 м; ошибка с определением высоты сброса на 50 м относительно расчётной оборачивалась недолётом или перелётом в 160 м.

На помощь экипажу должна была прийти автоматика, связанная с бортовыми системами. Она могла бы частично разгрузить лётчика, избавив его от некоторых задач, связанных с навигацией и пилотированием, позволив сосредоточиться на основном — поиске и поражении объекта атаки.