Техника пилотирования Як-9 с установкой мотора М-107А не усложнилась, маневренность, особенно вертикальная, значительно улучшилась, а взлетно-посадочные свойства остались примерно теми же, что и у серийных «яков».

Летно-технические свойства Як-9 М-107А значительно выше, чем у немецких истребителей ФВ-190 и Ме-109Г-2.

С нашими истребителями Як-9 М-107А можно сравнивать только опытный И-185 т. Поликарпова; у последнего примерно такие же скорости, по технике пилотирования сложнее, а маневренность хуже из-за большего веса самолета.

Обращая внимание на отсутствие производственных затруднений, прошу Вашего распоряжения о срочной установке в марте с. г. на 10–15 Як-9 моторов М-107А, на которых разрешите провести войсковые испытания».

Отправляя это письмо, П. Я. Федрови почему-то ни словом не обмолвился в нем о тяжелейшей аварии, произошедшей 23 февраля 1943 года в небе подмосковного г. Щелково. В тот день он, прилетев на аэродром Чкаловская, с ходу выполнил километраж и произвел посадку. Следом машину предстояло облетать летчику-испытателю НИИ ВВС П. М. Стефановскому. В 16 часов Як-9 ушел в очередной полет и не вернулся. Эпизод, связанный с тяжелейшей аварией, случившейся через 20 минут после вылета, достаточно подробно описан Петром Михайловичем в его воспоминаниях «Триста неизвестных». Летчик получил сильнейшие травмы и надолго выбыл из строя, и поэтому в акте расследования трагедии, прошедшего по горячим следам, нередко встречается слово «видимо».

Впрочем, обратимся к документу. Як-9 с мотором М-107А построили на опытном заводе 27 декабря 1942 года. В том роковом вылете его полетный вес составил 3100 кг при запасе топлива 350 кг. На 16-й минуте полета при снятии площадки (определение максимальной скорости) на высоте 2000 метров «обрезал» мотор и появилась тряска с последующими выбросами дыма из-под капота.

В это время машина находилась над аэродромом ГВФ «Набережная», располагавшимся на окраине Щелково. Сегодня от этого аэродрома сохранилось лишь одно название, но в те годы там не смолкал гул авиационных моторов.

Видимо, при подходе к границе аэродрома летчик, заметив высоковольтную линию, проходившую по границе летного поля, решил пройти под проводами с убранным шасси, но задел левой консолью крыла за снежный бугор. В результате опытный истребитель, перевернувшись через крыло, превратился в груду обломков.

Расследование показало, что в полете загорелась тепловая изоляция водо-масляной системы, пропитанная маслом, выбрасывавшимся из суфлера. Однако авария не стала поводом для прекращения работ над новым истребителем с очень мощным мотором М-107А.

В плане НКАП на 1943 год числился Як-9 с двигателем М-107А со следующими данными: максимальная скорость у земли – 580 км/ч, а на высоте 5900 м – 590 км/ч, при посадочной – 147 км/ч; время виража на высоте 1000 метров – 18 секунд и практический потолок – 11 500 метров. Его вооружение ограничивалось 20-мм пушкой с боезапасом 120 патронов и пулеметом калибра 12,7 мм с 200 патронами. На государственные испытания машину предписывалось передать к 15 июня 1943 года. Однако из-за трудностей с доводкой двигателя создание этого истребителя затянулось.

Як-9У с мотором ВК-107А построили в соответствии с декабрьским 1943 года постановлением ГКО на базе пушечного Як-9Т. При этом заимствовали ряд технических решений с истребителя Як-3 с двигателем ВК-105ПФ.

К тому времени ВК-107А прошел 100-часовые стендовые испытания и развивал мощность 1650 л. с. на первой границе высотности (1800 метров) и 1500 л. с. на 4500 м (вторая граница высотности). Новый двигатель потребовал изменения конструкции подмоторной рамы и фермы крепления оружия в связи с установкой второго пулемета (на Як-9Т устанавливали 37-мм пушку и пулемет БС). Вооружение Як-9У с двигателем ВК-107А состояло из мотор-пушки МП-20 и двух синхронных пулеметов УБС.

По сравнению с предшественником на новой машине установили маслорадиатор с большей теплоотдачей и перенесли его в центроплан крыла по типу Як-3. При этом укоротили трубки водорадиатора и улучшили внешние и внутренние обводы его тоннеля.

Тогда же доработали нижнюю панель фюзеляжа между вторым и четвертым шпангоутами из-за размещения нового водорадиатора и вала ручного управления машиной, смонтированного на каркасе фюзеляжа.

На фонаре кабины пилота появился механизм аварийного сброса его сдвижной части, а с козырька сняли лобовое бронестекло, сделав его более обтекаемым из гнутого плексигласа. Но как выяснилось позже, снизив аэродинамическое сопротивление фонаря, сильно исказилось изображение передней полусферы.

Убрали подлокотники для летчика, оказавшиеся лишними в непродолжительном полете и утяжелявшие истребитель. От Як-3 также заимствовали бронеспинку, заголовник из прозрачной брони и надголовник, полуавтоматический стопор костыльной опоры.

Два семилитровых воздушных баллона заменили одним объемом восемь литров. Сняли грузы весовой компенсации элеронов и на 200 мм увеличили размах аэродинамического компенсатора руля высоты.

Как известно, различные щели в планере приводят не только к задуванию кабины, но и к увеличению аэродинамического сопротивления. В связи с этим заделали щели (герметизировали) в противопожарной перегородке, крыле, кабине, хвостовой части фюзеляжа, отсеках бензобаков и тоннеле маслорадиатора.

Полотняными перегородками закрыли щели между крылом и элеронами, что исключило перетекание воздуха и, как следствие, улучшило аэродинамику машины. Кроме этого, отполировали передние кромки крыла и оперения, носовой части капота мотора.

Опытный Як-9У построили на заводе № 115 в декабре 1943-го, а его заводские испытания начались 28 декабря, и в январе следующего года самолет с винтом обратной схемы АВ-10П-20, замененным впоследствии ВИШ-107Л5, поступил на государственные испытания в НИИ ВВС. Ведущими по машине были инженер А. Т. Степанец и летчик А. Г. Прошаков. Самолет облетали Ю. А. Антипов и А. Г. Кубышкин. С 18 января по 20 апреля военные летчики-испытатели 45 раз поднимались на нем в воздух, налетав 22 часа 5 минут.

В своих выводах специалисты института отмечали, в частности, что опытный Як-9У с ВК-107А по максимальной скорости горизонтального полета, скороподъемности и вертикальной маневренности в диапазоне высот до 6000 метров является лучшим из известных отечественных и иностранных истребителей.

Максимальная скорость горизонтального полета на боевом режиме составляла: у земли (на высоте 5000 метров) 600 км/ч (690 км/ч), что больше, чем у трехточечного Ме-109Г-2 на 76 км/ч (80 км/ч), у ФВ-190А-4 – на 90 км/ч (102 км/ч), Як-9Т – на 67 км/ч (105 км/ч), Як-9У эталона 1944 года – на 42 км/ч (75 км/ч), Як-3 «Дублера» – на 30 км/ч (42 км/ч) и Ла-7 эталона 1944 года – на 29 км/ч.

Время набора высоты 5000 метров на боевом режиме не превышало 4,1 минуты, что было почти как у Як-3 «Дублер» и меньше на 0,3 минуты по сравнению с трехточечным Ме-109Г-2. Дольше набирали эту высоту ФВ-190А-4 – на 2,7 минуты, Як-9Т – на 1,4 минуты, Як-9У с мотором М-105ПФ – на 0,7 минуты и Ла-7 – на 0,35 минуты. Последние две машины стали эталонами 1944 года.