Впоследствии на ФТ-2 испытывали первое отечественное катапультируемое кресло пилота, разработанное в ОКБ-155 по немецкому образцу. Его чертежи передали на завод № 1 в феврале 1947 г. Это была инициативная разработка ОКБ, так как технические требования к катапультируемому креслу ВВС не предъявили. Кресло смонтировали на обеих опытных спарках, но в НИИ ВВС передали машину ФТ-2, из которой в сентябре 1947 года парашютисты испытатели А.В. Быстров и Н.Я. Гладков выполнили несколько удачных катапультирований.

При разработке новых модификаций самолета продолжались поиски путей устранения влияния пороховых газов на работу двигателей. На самолете И-302 («ФП») центральную пушку перенесли на левый борт фюзеляжа. Все три орудия при этом снабдили глушителями, но эффекта это не дало. Проблема же борьбы с помпажными явлениями, связанными с попаданием пороховых газов, а впоследствии и ракет, в двигатели, остается актуальной и сегодня.

В сентябре 1947 года летчик-испытатель И.Т. Иващенко выполнил первый полет на самолете И-307 («ФФ»). Главным отличием очередной модификации были двигатели БМВ-003 с форсажными камерами, разработанными под руководством Г. Лозино-Лозинского и позволявшие кратковременно увеличивать тягу каждого двигателя до 1050 кгс.

Как показали летные испытания, завершившиеся в январе 1948 года, повышение тяговооруженности самолета благоприятно сказалось на его характеристиках. Скорость возросла до 930 км/ч, а скороподъемность – у земли до 24 м/с, время набора высоты 5000 м сократилось с 4 до 3,9 минут. Все это при практически неизменной дальности полета.

Наиболее глубокой модификацией стал самолет И-308 («ФР»), подготовленный к серийному производству и имевший еще одно обозначение – МиГ-9М. На самолете установили воздушные тормоза, герметичную кабину вентиляционного типа, катапультное кресло и систему аварийного сброса фонаря кабины пилота, изменили электросхему запуска двигателей. Вооружение включало три орудия НС-23, смещенных назад на 600–700 мм от среза воздухозаборника двигателя. Первый полет на «ФР» выполнил летчик-испытатель ОКБ В.Н. Юганов в июле 1947 г.

Более мощные двигатели РД-21 ОКБ Д.Колосова в сочетании с улучшенной аэродинамикой позволили увеличить скорость полета до 965 км/ч, а скороподъемность у земли – до 28 м/с. Время набора высоты 5000 метров сократилось до 3,5 минуты. Практический потолок по расчетам достигал 14 км. Дополнительный топливный бак, установленный перед приборной доской летчика позволил сохранить дальность полета на уровне серийных машин.

Заводские испытания МиГ-9М, завершившиеся 26 апреля 1948 года прошли удовлетворительно, но государственные (ведущий летчик-испытатель В.Г. Иванов) он не выдержал. Причин было несколько. Среди них – низкое качество гермокабины, самопроизвольное выключение двигателей при залповой стрельбе из всех орудий, установка которых была недостаточно отработана, с большим трудом открывался фонарь кабины летчика, а замок выпущенного положения основных опор шасси не обеспечивал их надежную фиксацию, да и сама концепция самолета морально устарела. Правда, работа над двигателями РД-21 не пропала даром, поскольку они устанавливались на некоторых серийных машинах «ФС».

Был построен, но не испытывался самолет И-305 «ФЛ» с двигателем ТР-1А Архипа Люльки. Установка этого ТРД позволяла облегчить самолет до 4500 кг, что заметно улучшило бы его маневренность в горизонтальной и вертикальной плоскостях, снизило бы посадочную скорость на 15 км/ч. Не увидел свет и самолет «ФН» с двигателем РД-45.

И-308 («ФР») с двигателями РД-21 так и остался в опытном экземпляре