A pressa em colocar o MiG-19 em serviço resultou em aeronaves de produção inicial com vários problemas sérios. O tipo sofreu várias explosões em voo, eventualmente ligadas a um isolamento inadequado entre os motores da aeronave e os tanques de combustível na fuselagem traseira - o superaquecimento desses tanques poderia causar explosões de combustível. Isso acabou sendo parcialmente resolvido através da instalação de um escudo térmico de metal entre os motores e os tanques. Os elevadores da aeronave se mostraram ineficazes em velocidades supersônicas e uma cauda de laje em movimento foi testada pelo segundo e terceiro protótipos SM-9, e posteriormente incluída no principal tipo de produção, o MiG-19S, que também apresentava um armamento aprimorado.
Ao mesmo tempo em que o caça de escolta diurna foi desenvolvido a partir do SM-2 e SM-9 para o MiG-19 e Mig-19S, o trabalho continuou paralelamente para projetar e construir um caça para qualquer clima equipado com radar, com o primeiro protótipo SM-7/1 voando pela primeira vez em 28 de agosto de 1954. Esse protótipo tinha uma estrutura semelhante ao primeiro SM-9, incluindo a cauda horizontal fixa convencional, com o segundo e o terceiro SM-7s introduzindo alterações semelhantes às testado nos protótipos SM-9, incluindo a cauda da laje. O caça meteorológico entrou em produção como o MiG-19P em 1955. As principais diferenças do MiG-19S incluíam o radar RP-1 Izumrud no nariz da aeronave, com pequenos radomes no centro e no lábio superior da entrada de ar e um armamento de dois canhões nas raízes da asa da aeronave. Desde 1957, a produção de caças climáticos mudou para o MiG-19PM equipado com mísseis, com um armamento de quatro mísseis ar-ar K-5M, com o canhão removido.
Em 1955, após a introdução americana de balões de reconhecimento e sobrevoos de alta altitude por aeronaves britânicas de Canberra, que não puderam ser interceptadas por aeronaves existentes, juntamente com relatórios de inteligência sobre o desenvolvimento do Lockheed U-2 com um teto ainda maior, o desenvolvimento começou uma versão especializada em alta altitude do Mig-19, o Mig-19SV, que entrou em produção limitada. Este tinha motores mais potentes e era iluminado, com a armadura do encosto do banco e uma das armas removidas, enquanto as configurações da aba eram ajustadas para proporcionar maior sustentação em altitudes mais altas e um novo traje de pressão foi introduzido. Essas mudanças aumentaram o teto da aeronave de 17.500 m (57.400 pés) para 18.500 m (60.700 pés). O protótipo MiG-19SV foi modificado ainda mais (como o MiG-19SVK) com envergadura aumentada, dando um teto de 19.100 m (62.700 pés), mas isso ainda era inadequado para lidar com o U-2, e o esforço foi mudado para a adição de foguetes boosters.
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