Тогда же по указанию А. С. Яковлева на первом серийном самолете № 0101 завода № 292 усилили крыло и провели ряд доработок по улучшению тактических и эксплуатационных качеств истребителя. В частности, установили новый маслорадиатор № 622, сохранив прежние размеры проходных сечений воздушных тоннелей. После 29 полетов общей продолжительностью 15,5 часов была получена скорость у земли 592 км/ч и на высоте 6150 метров — 712 км/ч. Температура охлаждающей жидкости на прямой не превышала 107 градусов по шкале Цельсия и в наборе высоты — 117 градусов на 4000 метрах, а масла 107 и 117 градусов соответственно. Таким образом, тенденций к улучшению температурного режима работы двигателя по сравнению с машиной № 7003 не наблюдалось. Тогда (в который раз) установили новый маслорадиатор и увеличили проходные сечения тоннеля. Но и это ничего не дало.

Вид силовой установки сверху при снятом капоте Як-3 ВК-107А с винтами АВ-10п-20 и ВИШ-107ЛО выпуска зав. № 115, проходившего государственные испытания с 7 февраля по 15 мая 1944 г.:

а — кожуха внутренних выхлопных коллекторов;

б — выход воздуха, охлаждающего внутренние выхлопные коллекторы;

в — труба, подводящая воздух для обдувки внутренних свечей.

Серьезные дефекты машины были выявлены и в ходе заводских эксплуатационных испытаний. В итоге дальнейшие работы по Як-3 с двигателем ВК-107А прекратили. Завод в Саратове выпустил лишь три истребителя.

В 1946 году в ходе государственных испытаний серийных Як-9 провели воздушный бой с Як-3, оснащенным таким же мотором ВК-107А. Бой показал, что на горизонталях Як-9 имел небольшое преимущество перед Як-3 и заходил в хвост «тройке» на дистанцию 200–300 метров через шесть-семь виражей, а на вертикалях Як-3 имел лишь незначительное преимущество. Кроме этого, было установлено, что Як-9 легче поддавался модернизации в другие варианты по сравнению Як-3. Это обстоятельство в совокупности со сложностью обеспечения температурного режима работы двигателя ВК-107А и привело к прекращению дальнейших работ по Як-3 и свертыванию его серийного производства.

В связи с ужесточением заказчиком эксплуатационных требований к авиационной технике весной 1945 года на серийном Як-3 с мотором ВК-107А завода № 31 под руководством ведущего инженера К. А. Скржинского заменили фанерную обшивку фюзеляжа дюралюминиевой, а на рулях и элеронах перешли с ткани на легкий магниевый сплав «Электрон». Одновременно стальные тяги управления рулями и элеронами, а также стаканы гидроприводов выпуска посадочных щитков заменили дюралевыми. Кабину летчика сместили назад на 400 мм и установили маслорадиатор ОП-700 с увеличенной охлаждающей поверхностью. На 30 кг снизили запас бензина и на восемь — масла. Установили дополнительную маслопомпу. В итоге самолет полегчал на 49 кг.

А. С. Яковлев, командующий ВВС Новиков и министр авиационной промышленности Шахурин на Центральном аэродроме столицы наблюдают за полетами самолета Як-3.

В книге А. Т. Степанца говорится, что данную доработку выполнили на машине № 7003, но этот самолет не мог одновременно проходить госиспытания в двух вариантах. Кроме этого, в «Альбоме самолетов ВВС КА», испытанных в НИИ ВВС в 1945 году, цельнометаллический Як-3 с двигателем ВК-107А отсутствует.

Но цельнометаллический «як» существовал, и его заводские летные испытания начались 12 апреля, но не в 1945-м, а в 1946 году в Москве. Как водится, все началось с пробежек и подлетов, и лишь 14 апреля машина, пилотируемая М. И. Ивановым, оторвалась от взлетно-посадочной полосы Центрального аэродрома.

А. С. Яковлев около самолета Як-3.

В следующем месяце (11 мая) истребитель поступил в НИИ ВВС и проходил испытания с 25 мая по 9 июня. Ведущими по машине были инженер И. А. Колосов и летчик Ю. А. Антипов. Машину облетали В. Г. Иванов, А. Г. Кочетков, А. Г. Прошаков, Г. А. Седов и А. А. Манучаров. Но самолет, хотя по летным данным и соответствовал постановлению ГКО, сохранил те же дефекты силовой установки, что и предыдущие машины.

Як-3 с двигателем ВК-105ПФ-2 и металлическим крылом.

Основные данные семейства истребителей Як-3 с моторами ВК-107А и АШ-82ФН

Примечания:

1 — опытный № 1 с крылом смешанной конструкции, без вооружения;

2 — цельнометаллический;

3 — краткое техническое описание самолета Як-1М с мотором М107-А. Апрель 1943 г.;

4 — с деревянным крылом, с металлическим — 2740 кг;

5 — на высоте 950 м со скоростью 312 км/ч.

Летом 1942 года впервые на Восточном фронте были зафиксированы полеты стратосферного разведчика-бомбардировщика Ju.86R. Самолеты действовали преимущественно на московском направлении, и, хотя они не сбросили на столицу ни одной бомбы, командование авиации ПВО и ГКО забили тревогу, поскольку ни один истребитель, включая МиГ-3, который и по сей день ошибочно считают высотным, не мог перехватить «немца».

В итоге в 1943 году постановлением ГКО № 2946 промышленность обязали обеспечить высотными авиамоторами истребительную авиацию 6-й воздушной истребительной армии ПВО Москвы. Но решить эту задачу одним лишь повышением высотности двигателей было невозможно, поскольку параллельно с ней требовалось снизить удельную нагрузку на крыло перехватчика, установить обогрев на оружие и обеспечить если не комфортные, то, во всяком случае, нормальные условия работы летчика. Поэтому все попытки поднятия высотности отечественных серийных истребителей МиГ-3, Як-9, Ла-5ФН и Ла-7 не увенчались успехом. В конце августа 1943 года разведывательные полеты Ju.86R над Москвой прекратились, но актуальность проблемы не исчезла. Поэтому работы по созданию высотного перехватчика в ОКБ-115 пошли по двум направлениям, причем ставка делалась на базовый истребитель Як-3.

Первым направлением повышения высотности самолета стало оснащение его высотным двигателем, а второе, позволявшее значительно поднять потолок и скорость, — оснащение машины ускорителем с жидкостно-реактивным двигателем.