Испытания показали, что истребитель № 4145 полностью соответствует требованиям ГКО от 26 октября 1943 года, хотя в нем и сохранились некоторые, ранее обнаруженные дефекты. В частности, не устранили большие усилия на ручку управления самолетом от элеронов, отсос щитков шасси на повышенных скоростях и искажение сферическим козырьком (по-прежнему не имевшим бронестекла) видимых предметов. К тому же установка трубки Вентури в выходной части тоннеля водорадиатора искажала показания указателя поворота. Отмечалась и недостаточная дальность двухсторонней радиосвязи. Лишь после войны на истребителях стали крепить излучатель антенны к мачте, что значительно увеличило дальность радиосвязи.

Выпуск Як-3 с мотором ВК-105ПФ2, пушкой МП-20 и двумя пулеметами БС продолжался как минимум до лета 1945 года.

В 1944 году на изготовление Як-3 перешел завод № 31 в Тбилиси. В начале апреля того же года был построен первый экземпляр машины № 310001 с двигателем ВК-105ПФ2, и с 11 апреля по 25 мая проходили его заводские испытания. Вооружение истребителя включало пушку МП-20 и два БСа с боезапасом 110 и 300 патронов соответственно. Ведущими по машине были инженер И. А. Шабанов и летчик С. Г. Плыгунов.

Судя по убранным посадочным щиткам, Як-3 взлетает. Хорошо видно, что перед фонарем кабины летчика установлен на пилоне фотокинопулемет.

Як-3:

1 — двигатель ВК-105ПФ2; 2 — пушка 20-мм; 3 — ручка управления самолетом; 4 — прицел; 5 — бронеспинка; 8 — бронестекло; 9 — аккумулятор; 10 — антенна радиостанции; 11 — воздушный баллон; 12 — кислородный баллон; 13 — створка водорадиатора; 14 — водорадиатор; 15 — приемник воздушного давления; 16 — топливный бак; 17 — патронные ящики; 18 — воздухозаборники радиаторов; 19 — водяные баки; 20 — винт изменяемого шага.

В ходе испытаний выявили целый букет дефектов: 25 — по планеру, четыре — по шасси, десять — по силовой установке, пять — по вооружению и восемь — по спецоборудованию. Из них лишь десять (20 %) можно отнести к конструктивным недостаткам. Замечания заказчика учли и менее чем за два года сдали военным 960 машин.

Эксплуатационные испытания самолета № 0528 Саратовского авиазавода, проходившие с 14 ноября 1944-го по 6 июня 1945 года (общий налет 72 часа), показали, что после наработки двигателем 95 часов максимальная скорость у земли снижалась на 10 км/ч, на 1-й границе высотности — на 5 км/ч и на 2-й границе высотности — на 19 км/ч. При этом 1-я граница высотности снизилась на 250 метров, а 2-я — на 350 метров. Время набора высоты 5000 метров возрастало на 18 секунд. Других замечаний к машине практически не было.

В марте 1945 года в НИИ ВВС завершились испытания трофейного истребителя FW.190A-8, вооруженного двумя 20-мм пушками и двумя 13-мм пулеметами. Воздушный бой, проведенный с Як-3 с двигателем ВК-105-ПФ2, показал, что наш истребитель обладает значительным преимуществом над «немцем» в маневренности и скороподъемности и лишь незначительно уступает в максимальной скорости у земли при работе двигателя FW.190A-8 на форсаже, что позволяло ему уходить от преследования. На горизонталях Як-3 заходил в хвост «немцу» через 1,5–2 виража. В вертикальной плоскости Як-3 сохранял превосходство в высоте, а на пикировании Як-3 быстрее разгонялся, что позволяло не только захватывать инициативу в бою, атакуя противника, но и уходить от него. При этом следовало учитывать, что Як-3 быстрее разгонялся и превосходил FW.190A-8 в начале пикировании на меньших скоростях, а на больших скоростях увеличение скорости происходило медленнее.

Як-3 Саратовского авиазавода. Фото из технического описания 1945 г.

Испытатели НИИ ВВС у самолета Як-3. Слева направо: техник Л. В. Николаев, помощник ведущего инженера, впоследствии летчик-испытатель Г. А. Седов, летчик-испытатель В. И. Хомяков, ведущий инженер А. Т. Степанец, летчик-испытатель A. Г. Прошаков, механик самолета B. Ф. Сбитнев, 1944 г.

В ходе серийного производства Як-3, как, впрочем, и другие самолеты, проходил контрольные испытания в ЛИИ. Как правило, после снятия основных летных данных самолеты отправлялись заказчику, но 17 мая 1945 года произошла авария, едва не переросшая в катастрофу. Накануне летчик-испытатель И. В. Эйнис выполнил на Як-3 полет на высший пилотаж, а точнее, на проверку прочности в полном соответствии с заданием. Все прошло хорошо, если не считать, что основные опоры шасси выпустились не одновременно, а с большим интервалом. Причем «солдатик» — механический указатель положения шасси левой опоры — вышел не в своем месте, а рядом, пробив фанерную обшивку крыла. Но на это никто не обратил внимание. Следует учесть, что необходимые параметры полета самолета были зафиксированы бортовыми самописцами, и, судя по всему, перегрузки в том полете не превышали эксплуатационных значений.

Летчик-испытатель ОКБ-115 Виктор Расторгуев в кабине Як-3.

Як-3 из собрания музея ОКБ имени Яковлева на выставке в аэропорту Домодедово, лето 1967 г.

Затем в кабину самолета сел С. Н. Анохин. Ему предстояло сделать 12 режимов с перегрузками. Первые два прошли благополучно, но на третьем Сергей Николаевич не включил самописец, и режим пришлось повторить. Позже Марк Лазаревич Галлай так описывал происшедшее: «Начав очередную фигуру, он (Анохин) услышал громкий треск, и в то же мгновение машина рванулась в сторону так резко, что летчика со страшной силой ударило виском о фонарь кабины, а рукой и плечом — об ее жесткий борт.

У самолета отлетело крыло!»

Летчику стоило огромных усилий и самообладания сбросить фонарь и выпрыгнуть с парашютом из беспорядочно падающего к земле самолета. Анохин получил тяжелые ранения и потерял левый глаз…

Испытания Як-3 с мотором ВК-105ПФ2 продолжались до завершения серийного производства машины.