Тем не менее, по результатам испытаний этих самолетов 29 декабря 1944 г. вышло Постановление ГКО № 7223, которое обязывало завод № 31 выпустить 75 «троек» с ВК-107А и дюралевым крылом Приказ по НКАП № 716сс «О производстве самолетов Як-3 ВК-107А с металлическим крылом» устанавливал срок сдачи пяти машин головной серии на заводские испытания в марте 1945 г., а завершения Госиспытаний – в мае. В том же месяце требовалось сдать первые 5 серийных самолетов, в июне – 15. а в июле выйти на темп один самолете сутки, прекратив выпуск Як-3П суточный темп сдачи которых достиг трех штук.
По тому же Постановлению выпуск Як-3 ВК-107А с металлическим крылом разворачивался и в Саратове, где заложили опытную серию из пяти машин. Они были подобны Як-3 ВК-107А выпуска завода № 31. но были усилены ферма фюзеляжа и щитки шасси, увеличено число замков, прижимающих их в закрытом положении. и прочность амортстоек, улучшили вентиляцию кабины, поставили новую радиостанцию РСИ-6 вместо РСИ-4. Наконец, самолет оснастили мотором ВК-107А с ресурсом 100 ч и новыми радиаторами. На двух машинах (№№ 01-01 и 03-01) сделали новый «граненый» козырек кабины с лобовым бронестеклом.
Но выполнение задания 292-й завод сильно затянул, и первый Як-3 с металлическим крылом был построен там только в марте 1946 г. В запоздалой спешке его заводские испытания были сведены к контрольному облету, в результате пилоты НИИ ВВС П.М. Сте- фановский, В.Е. Голофастов, Кувшинов, В.Г. Иванов (Госиспытания начались 4 апреля) выявили множество недостатков. Вот лишь некоторые:
– ненадежная работа винтомоторной группы и бензосистемы (за 44 полета общей продолжительностью 28 ч 32 мин на машине вышел из строя один ВК-107А):
– неполная выработка горючего из основных баков;
– невозможность непрерывного набора высоты и горизонтального полета у земли на режиме максимальной скорости при температуре наружного воздуха +30' С из-за перегрева воды;
– дальность двусторонней радиосвязи на самолетах с РСИ-6 до 110 км при требуемых 120 км;
– запас кислорода 2 л обеспечивал полет на высоте 7000 м с прибором КПА-Збис в течение 1 ч 05 мин или 62% максимально возможной продолжительности вместо требуемых 75%;
– выпучивание левого переднего зализа крыла при выходе из пике с перегрузкой 8,0 со скоростью по прибору 720 км/ч.
По всем основным летным характеристикам требования к самолету выполнены не были, особенно сильно по сравнению с первыми Як-3 ВК-107А с деревянной обшивкой крыла ухудшились время набора высоты 5000 м (на 0,3-0,6 мин) и дальность. Зато крепление оружия (две синхронные пушки Б-20С) на этом самолете выдержало отстрел нормально. Сравнительные воздушные бои показали, что по горизонтальной и вертикальной маневренности самолет не отличается от Як-9У ВК-107А, несколько превосходит Р-63С-1 на вертикальном маневре, но уступает «Спитфайру-IX» при использовании последним 5-минутного форсажа.
Опытный Як-3У с двигателем АШ-82ФН
Экспериментальный перехватчик с комбинированной силовой установкой Як-3РД и его жидкостно-ракетный двигатель РД-1
Одновременно с первым в НИИ ВВС поступил самолет № 03-01, но после 42 полетов из-за постоянных отказов он с испытаний был снят. Машина № 04-01 отличалась уменьшенным весом и не имела бронестекла, а дюралевая обшивка местами была заменена магниевой, что позволило вернуть третью пушку. Самолет начал Госиспытания 4 апреля 1946 г., но в мае после 37 полетов общей продолжительностью 23 ч 05 мин военные отказались дальше летать на нем, и 22 августа 1946 г. вышло Постановление Совмина № 567с, гласившее:
«1. Ввиду того, что металлический самолет Як-3 с ВК-107А не прошел гос. испытания и не допускает установку крупнокалиберных мотор-пушек калибром свыше 20 мм, производство этих самолетов прекратить.
2. Обязать МАП:
а) выпустить в 1946 г. из имеющегося задела 75 самолетов Як-3 с ВК-107А, устранив на этих самолетах дефекты, согласно приложению, а Командующему ВВС Вершинину принять эти самолеты.
б) на освободившихся мощностях завода 31 организовать производство металлических крыльев для самолетов Як-3 с ВК-105ПФ2 и изготовить этих крыльев до конца 1946 г 300 комплектов».
Тбилисскому авиазаводу была оказана техническая помощь, однако с заданием он не справился. Хотя к концу 1945 г. все 75 самолетов были представлены к сдаче, ни один из них не был принят заказчиком. Часть машин и вовсе числилась комплектами агрегатов.
Самолет Як-3 ВК-107А № 70-03 был доработан в Тбилиси под руководством ведущего инженера ОКБ-115 К.А. Скржинского и начальника отдела прочности ОКБ С.Я. Макарова. На нем поставили мотор с новым регулятором наддува и дополнительной маслопомпой, улучшили радиаторы, уменьшили запас топлива с 350 до 320 кг, а масла – с 40 до 32 кг, облегчили и улучшили управление и притяг створок шасси. На самолете установили моторную и одну синхронную пушки Б-20.
Первый полет на цельнометаллическом Як-3 выполнил 14 апреля 1945 г. летчик В.Г. Иванов. Заводские испытания завершились 10 мая, а Госиспытания в НИИ ВВС самолет безуспешно проходил с 25 мая по 9 июня. Летчик Антипов выявил лишь несущественное снижение летных данных по сравнению с опытным самолетом с крылом с деревянной обшивкой, но многие недостатки оставались. Мотор вибрировал при сбросе газа на большой высоте, плохое охлаждение вынуждало при длительном использовании «максимала» держать створки радиаторов полностью открытыми, поток продолжал «отсасывать» створки шасси. Недобор летных данных списали на неопытность коллектива завода № 31 при работе с металлом. Эту проблему можно было решить только путем приобретения практического опыта, и было решено запустить цельнометаллический Як-3 в ограниченное серийное производство.
До конца 1945 г. завод № 31 построил 40 таких Як-3 и еще 8 – в следующем году, но заказчик принял первую машину лишь в IV квартале 1945 г., а последнюю – в III квартале следующего. Дальше Як-3 ВК-107А строить не стали. Все-таки для этого мотора оказались более подходящими самолеты Як-9У/П, которые имели несколько другую центровку и более прочный планер. Они и пошли с ним в серию.
Вся логика развития семейства истребителей Яковлева в годы Отечественной войны основывалась на совершенствовании моторов жидкостного охлаждения конструкции Климова. Попытка установки на Як-7 альтернативного звездообразного мотора М-82А, предпринятая на рубеже 1942 г., уперлась в недоведенность изделия КБ-19 Швецова, и эта возможность была упущена. Между тем, С.А. Лавочкин подхватил идею, создав весьма удачные истребители Ла-5 и Ла-7, затем он работал над цельнометаллическим «126», из которого вырос Ла-9. Сам АШ-82 был форсирован, получил систему непосредственного впрыска топлива, объединенное гидравлическое управление газом и шагом винта, а его надежность и ресурс были уже не хуже, чем у ВК-105ПФ, и Яковлев решил сделать модификацию Як-3 с двигателем Швецова.
Этот мотор развивал 1850 л.с. на взлете, 1630 л.с. на высоте 1650 м и 1460 л.с. на 4650 м, но был тяжелее и крупнее ВК-105ПФ2, расход топлива увеличился, и пришлось баки сделать больше. Значительным переделкам подвергся фюзеляж, особенно в носовой части. Чтобы компенсировать рост веса и смещение центра масс, крыло сдвинули вперед, сделали новое цельнометаллическое оперение, заменили стальные тяги руля высоты дюралевыми. Крыло увеличили с тем, чтобы не допустить потери маневренных качеств. Вооружение составили 2 пушки Б-20С (по 120 снарядов на ствол). Среди общих улучшений был более плотный притяг створок шасси и замена на шарикоподшипники быстро изнашивавшихся втулок в тягах управления. Проектирование модификации возглавлял ведущий конструктор В.В. Барсуков.