米格-31D的机翼两侧装有面积较大翼板
2005年8月，俄罗斯季霍米罗夫仪表制造科学研究所表示目前正在对米格-31型战斗机装备的“掩体”型相控阵火控雷达系统进行改进。该研究所主任尤里·别雷介绍称，“掩体”雷达系统是一种基于上世纪70年代末的技术水平和设计理念研制的产品，因此，有必要对其使用的各种元器件进行全面的更新。“掩体”(北约绰号为“闪舞”)相控阵火控雷达专门为米格-31型战斗机而研制，其搜索距离达200千米。该雷达的天线直径1.1米，频带9～9.5千兆赫，有“自动截获”和“手动截获”两种工作状态，波段9～9.5GHz，跳频抗干扰。其电子扫描的相控阵装有3000个铁氧体移相器，天线直径1.1米，非常巨大。“掩体”对预警机的探测距离为120千米，对战斗机(后半球)上视90千米；下视69千米，扫描范围方位140°或240°，高低-60°～+70°，扫描范围垂直方向+70°/-60°，水平方向120°（最大240°）。能以边跟踪边扫描方式同时跟踪10个目标，由火控计算机选择出4个威胁最大的目标予以攻击。该雷达具有良好的抗干扰性能。APD-578型数字式数据传输装置可将雷达截获的目标信息传给地面指挥系统和邻近的飞机。机头下部安装了可收放式红外搜索跟踪仪，探测角为±60°，垂直探测角为+6°～-13°。上述系统与任务计算机及雷达交联，可提高抗电子干扰能力和武器系统的命中率。
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米格-31的后舱玻璃很狭小，对前方的视野也很差，因此在后舱盖上方有一个大型潜望镜(下图可见打开的上反射镜)。这可能主要为了在教练飞行时，给后舱教员提供较好的视野。
米格-31的改进型包括米格-31B、米格-31BM、米格-31M等。下图为米格-31B。
米格-31BM三图。俄罗斯索科尔飞机制造厂总经理米哈伊尔·希巴耶夫宣布，俄将继续对米格-31型战斗机进行现代化改装，现有的米格-31B将被逐步升级为米格-31BM。希巴耶夫强调称：“根据国防采购计划，索科尔将在2006年继续开展对米格-31型战斗机进行现代化改装。”米格-31型战斗机的高速截击能力至今罕有敌手，其最大飞行速度约为3000千米/小时。米格-31型战斗机的量产工作由“索科尔”飞机制造厂负责。目前该型战机的总产量约为500架。米格-31B是米格-31的最新改进型号，安装有最新型的空中加油系统。自上世纪90年代初以来，索科尔已生产了数十架米格-31B。米格飞机制造公司总经理阿列克谢·费多罗夫不久前曾宣称，对米格-31型战斗机的现代化改装计划早已开始实施，它也是少数几个获得俄罗斯国防部稳定财政支持的计划之一。预计米格-31BM将在2005年年内交付国家试验，之后将开始装备俄空军部队。
2007年11月，俄罗斯国防部第30中央科学研究所主任技术科学博士尤里·巴雷科对记者宣布，米格-31歼击机改进升级，其作战效能将提高若干倍。经现代化改造的米格-31将配备射程达200千米的"空-空"导弹，而这种导弹世上尚无同类。此外，经现代化改造的米格-31攻击隐身飞机、巡航导弹和未来高超声速飞行器的能力将会增强。专家指出，新型米格-31歼击机的座舱将安装先进的战术信息显示设备，其中包括多功能大屏幕彩色显示器。飞行员能够通过先进的卫星导航系统定位。就整体而言，经现代化改造的米格-31的作战效能较基础型增加了1.5~4倍。俄罗斯空军预计，米格-31歼击-截击机的现代化改造，将会大大提高俄罗斯的防空能力。
