О боевой ценности облегченного Яка свидетельствует тот факт, что в обоих полках отношение побед к потерям возросло со средней величины 2,5:1 до 6,5:1.

Попытки облегчить самолет предпринимались и в 9-м ГИАП Льва Шестакова. Это происходило во время боев за Донбасс. На аэродроме полка приземлился Bf 109, на котором прилетел дезертировавший хорватский пилот. Летчики облетали трофейную машину и убедились, что «мессера» можно завалить одними пулеметами. Поэтому с одного из Як-1 сняли пушку, благодаря чему заметно улучшилась маневренность самолета и скороподъемность. Однако реальный боевой опыт показал, что два пулемета явно «не тянут», поэтому от дальнейших переделок отказались.

В конечном итоге работ по облегчению Яка-1 стало появление совершенно нового самолета — Як-3.

Работы над двигателем М-105ПФ продолжились появлением модификации M-106-lcк. Этот двигатель оснащался наддувом конструкции В.А. Доллежаля. Благодаря наддуву давление топливовоздушной смеси в цилиндрах возросло до 1175 мм рт. ст., что повлекло рост мощности до 1350 л.с. На высотах от второй высотной границы и до практического потолка мотор М-106 на 150 л. с превосходил прежний М-105ПФ. Достоинством одноступенчатого наддува был непрерывный рост мощности, что устраняло скачки в характеристиках, характерные для многоступенчатых наддувов. На высотах от 2400 до потолка характеристики мотора практически не изменялись. Двигатель М-106, который планировали ставить на Як-1 еще до начала серийного производства самолета, прошел государственные испытания в период между 27 октября и 9 ноября 1942 года. Летные испытания проводились на истребителе 50–85, на котором уже испытывался двигатель М-105ПФ. В результате появилась возможность сравнить характеристики одного и того же самолета, но с разными двигателями. Установка двигателя М-106 привела к увеличению скорости на высоте 1000 м с 546 до 555 км/ ч, на высоте 3000 м с 571 до 596 км/ч, а на высоте 5000 м — с 592 до 606 км/ч. С новым двигателем самолет набирал высоту 5000 метров не за 6,25, а за 5,6 минут.

Однако снова встала проблема с охлаждением воды и масла. Из-за перегрева жидкостей самолет не мог сколько-нибудь долгое время лететь при повышенных оборотах двигателя.

Аналогичная проблема выявилась и на серийных машинах. Первый серийный 01-111, оснащенный двигателем М-106-ск, хотя и показал результаты даже лучшие, чем у прототипа 50–85, но также был подвержен перегреву. Требовалось увеличить площадь радиаторов не менее чем на 15 %, иначе о боевом применении самолета не могло быть и речи. Заручившись обещаниями конструкторов в предельно сжатые сроки решить проблему, ГКО приказал заводу № 292 целиком перейти на выпуск истребителей с новым двигателем с 10 января 1943 года. В январе-феврале завод выпустил 47 самолетов, оснащенных «сто шестым» двигателем, однако технический отбор смогли пройти лишь 19 машин. На этом выпуск самолетов с двигателем М-106 прекратили.

Один из первых истребителей Як-3, вооруженный как Як-1М 20-мм пушкой и 12,7- мм пулеметом УБ системы Березина. Односоставное лобовое стекло и отсутствие «зализа» задней части фонаря давали пилоту отличный обзор.

Новый Як-3 в полете над Каменском, лето 1944 года. Звезды на хвосте и фюзеляже имеют тонкий белый кант. Линия раздела нижнего и верхнего камуфляжа поднята необычно высоко. Большинство истребителей имели серо-зелено-серый камуфляж.

Этот самолет выпускался в 1943/44 годах числом 385 штук и предназначался для частей противовоздушной обороны (ПВО). Эти самолеты предназначались для полетов в тяжелых погодных условиях. Их оборудовали посадочным огнем ФС-155, вариометром ВР-2 и горизонтом РПК-10. Эти машины достаточно редко участвовали в боях.

Еще в январе 1943 года ОКБ Яковлева предприняло попытку установить на переработанный планер Як-1 (32–99) мощный двигатель. Самолет получил новое крыло с металлическим лонжероном и металлическое хвостовое оперение от Як-7. Водяной радиатор переместили вперед, под крыло, как на Як-7 и Як-9. Маслорадиатор состоял из двух частей диаметром 225 мм, расположенных в центре крыльев. Самолет тестировали как с мотором М-105ПФ, так и с M-106-1cк. С новым двигателем самолет развил скорость 630 км/ч на высоте 3400 метров, а высоту 5000 метров набирал за 4,5 минут. Однако охлаждение, по-прежнему, было неудовлетворительным.

Невозможность обеспечить адекватное охлаждение без увеличения поверхности радиаторов, протечки масла и другие недостатки заставили в марте 1943 года снять двигатель М-106 с серийного производства. Всего успели собрать более 300 таких моторов, которые переделали на режим работы М-105ПФ.

Завод № 26 в Уфе продолжал испытания Як-1 (01–30) с новым двигателем, пока машина не разбилась в октябре 1943 года.

Як-3 ранней серии, прибывший в полк «Нормандия-Неман», летом 1944 года. Позднее на борту самолета появится белая стрела, а тактический номер перенесут вперед. Сравнительно небольшая звезда на хвосте зрительно выделена широкой белой каймой. Обтекатель втулки красный. Истребители французского добровольческого полка несли серо-зелено-серый камуфляж. Нижние поверхности самолетов выкрашивали голубой краской.

Вооружение

Як-1 М

Як-3 ранних серии

Як-3

Лобовой маслорадиатор

Кабина

Этот самолет, называвшийся также «москит», более походил на Як-3, чем на Як-1, и представлял собой переходным этап линии «легких» «Як». Изменения на втором прототипе этого самолета были настолько значительными, что в серию машина пошла уже как Як-3.