Эксплуатация и техническое обслуживание форсированного двигателя были сложнее. Несмотря на наличие нового радиатора, двигатель легко перегревался, поэтому постоянно требовался контроль за оборотами. В условиях воздушного боя постоянно следить за тахометром не было никакой возможности. Инструкции, переданные в части, требовали, чтобы на высотах ниже первого потолка двигателя не разгонять мотор больше, чем на 2250 об./с. При этом характеристики самолета в некоторой степени ухудшались. Испытания, проведенные в НИИ ВВС, подтвердили недостаточную эффективность системы охлаждения двигателя.

Як-1М в зимнем камуфляже, причем камуфляж уже успел облезть. Простые и надежные, истребители Як-1М отлично подходит к условиям Восточного фронта.

Выстроенные в ряд истребители Як-1M, начало 1943 года. На самолетах стоял климовский двигатель М-105ПФ, работавший на 92-октановом бензине. Техники любили этот самолет, который был прост в обслуживании и надежен в эксплуатации. Пополнение боекомплекта и заправка топливом редко когда занимали больше двадцати минут. В холода стандартное масло МСЗ меняли на более жидкое МЗСЗ.

Двигатель М-105ПФ весил тяжелее, чем М-105ПА. Поэтому у самолета появилась тенденция задирать хвост при рулежке и утыкаться носом в землю при посадке. Однако, со всеми перечисленными недостатками можно было мириться. Выпуск форсированного двигателя налаживали медленно, окончательно на него перешли с десятой машины 79-й серии (№ 1079) в июле 1942 года. Всего было выпущено 5672 Як-1 с двигателем М-105ПФ.

Як-1М готовится к взлету. Эта машина была выпущена заводом № 292 в Саратове. Техники добавили к красной звезде на хвосте широкий белый кант, в то время как звезда на борту фюзеляжа имеет тоненький черный кант, как это практиковалось в первые дни войны.

Техники проводят крупный ремонт истребителя Як- 1М, район Иванова, конец 1942 года. У основания крыла вместо большого воздухозаборника расположен нестандартный воздухозаборник уменьшенного сечения. Пятеро механиков могли поменять на самолете двигатель и пристрелять вооружение всего за шесть часов, даже в крайне тяжелых погодных условиях.

Еще недавно считалось, что существовало два варианта Як-1: собственно Як-1 и Як-1М. Но как было установлено в конце 80-х годов, существовала также модификация Як-1б. После появления двигателя М-105ПФ, появились два пути дальнейшего развития конструкции: уменьшить массу самолета или облагородить его аэродинамику. По второму пути пошли в ЦАГИ конструкторы группы А.И. Сильмана в июле 1942 года. Выяснилось, что ценой сравнительно небольших изменений можно поднять скорость самолета на 33–38 км/ч. По предложению ЦАГИ переделали серийную машину 08–68, которая проходила испытания в августе-сентябре 1942 года. Фюзеляж самолета герметизировали, что удалось достичь за счет уплотнения противопожарной переборки и установки дополнительных переборок за бронеспинкой и водным радиатором. Отверстия для пулеметов получили обтекатели, а отверстия для отвода пороховых газов закрыли. Изменили переход фюзеляж-хвост, а зазоры между элеронами и крыльями уменьшили до 6 мм.

Наконец, испытанный самолет получил улучшенную систему охлаждения. Испытания показали, что скорость самолета возросла на 23 км/ч (до 594 км/ч) по сравнению с серийными машинами.

Одновременно аэродинамику самолета «вылизывали» и в ОКБ Яковлева, где переделку прошел истребитель № 10–47. Еще больше, чем аэродинамику Яковлев старался улучшить обзор из кабины и уменьшить массу самолета. Фюзеляж за кабиной сделали более низким, а фонарю придали каплевидную форму.

Так появился новый Як-1. Силуэт самолета стал еще более элегантным, а обзор задней полусферы стал отличным. Маневренность самолета возросла (полный разворот самолет стал выполнять за 16–17 секунд). Однако военные не приняли машину, поскольку все улучшения были куплены ценой обоих ШКАСов, которые пришлось снять.

В июне 1942 году опытный завод № 115 переделал серийный самолет № 35–60 с двигателем М-105ПА в соответствии с рекомендациями ОКБ. Хвостовую часть фюзеляжа заузили, однако фонарь кабины собрали из плоских стекол. Это объяснялось низким качеством плексигласа, который трескался и терял прозрачность на местах изгибов. Переднее и заднее стекло фонаря были бронированы, кресло получило бронеподлокотник, защищавший руку, лежащую на ручке газа.

Другой, видной снаружи, особенностью самолета было новое вооружение. Два ШКАСа сняли, а вместо левого ШКАСа установили 12,7-мм пулемет УБС с боекомплектом 200 выстрелов (эту схему вооружения испытывали еще в 1941 году). Самолет получил электрический и превмоэлектрический спуск пушки и пулемета, вместо механического и пневмомеханического. Данный экземпляр (35–60) имел механический прицел ВВ-1 вместо оптического ОПБ. Причиной была низкое качество оптического прицела. Еще одной особенностью машины был штурвал Р-1, представлявший собой копию штурвала Bf 109. Прежде, пилоту приходилось перекладывать руку с ручки газа на спуск пулеметов, теперь огонь можно было вести одной правой рукой.

Испытания машины проходили в НИИ ВВС с по 14 июля 1942 года. Летные характеристики самолета не изменились, но не это было главной целью работы — ожидалось появление двигателя М-105ПФ. Значительно улучшились эксплуатационные качества машины. Еще до начала испытаний Як-лев обратился к наркому авиапромышленности с просьбой разрешить выпуск пробной серии из двадцати машин. 11 августа 1942 года ГКО дал такое разрешение. Кроме всего перечисленного выше, модифицированные самолеты имели убирающееся заднее колесико, маслорадиатор от Як-7, винт ВИШ-105 и несколько других изменений.

Десять Як-16 изготовили в сентябре, а с 10 октября 1942 года завод № 292 целиком перешел на выпуск машин этой модификации. Изменения в конструкцию самолета внесли не сразу, а постепенно:

С 87-й серии добавили убирающееся хвостовое колесико;

С 89-й серии добавили отражатель на борту самолета, защищающий фонарь от масляных брызг из мотора;

С 99-й серии понизили хвостовую часть фюзеляжа и установили новое вооружение. Последние изменения ввели в рамках 111-й серии, то есть в декабре 1942 года.

Кроме изменений, которые вводились, были изменения, которые «выводились». Как обычно, последнее слово всегда оставалось за ГКО. 22 сентября 1942 года постановили, что с армейских Як-1 следует снять часть электрооборудования (в том числе огонь на левом крыле), радиокомпас РПК-10, вариометр и некоторые другие приборы. Лишь самолеты ПВО сохранили полный комплект оборудования.