Изменилась и бронезащита летчика. Бронеспинку толщиной 8,5 мм укоротили до плеч пилота, изменив форму изгиба в горизонтальной плоскости. Боковые края спинки, в отличие от прежних, на расстоянии 100–150 мм резко загнуты вперед, что обеспечивало лучшую защиту летчика в горизонтальной плоскости сзади.
1 — заслонки маслорадиатора открыта полностью (215 мм);
2 — заслонка водорадиатора открыта полностью (270 мм).
Заголовник из прозрачной брони крепился в специальной металлической раме, которая, в свою очередь, крепилась к бронеспинке. Это позволило разгрузить прозрачную броню от напряжений, свойственных предыдущей конструкции.
С левой стороны пилота на борту расположили подлокотники толщиной 3,5–4 мм, длиной 500 мм и высотой 100 мм. Защита головы летчика спереди и сзади-сверху отсутствовала. В целом броня на самолете защищала пилота лишь от пуль калибра 6–8 мм.
Два 9-дюймовых маслорадиатора типа «05» заменили одним ОП-555, что потребовало изменения схемы маслопитания и соответствующего туннеля. Вместо водорадиатора ОП-492 установили ОП-554, геометрию тоннеля которого выполнили с учетом последних рекомендаций ЦАГИ. В связи с установкой автоматического регулятора температуры двигателя АРТ-41 с соответствующим индикатором на приборной доске пилота сняли штурвал механического управления заслонкой водорадиатора.
1 — антенна радиостанции;
2 — антенный изолятор;
3 — приемник воздушного давления;
4 — остекление аэронавигационного огня.
Усилили вооружение, введя дополнительный синхронный пулемет БС (общий боезапас 300 патронов), а мотор-пушку МП-20 заменили облегченной ША-20М (110 патронов) того же калибра, но не проходившую государственные испытания. Кольцевой прицел с мушкой заменили коллиматорным ПБП-1а.
Приемник связной радиостанции РСИ-4 вынесли из кабины, расположив за изголовьем летчика, кнопку «прием — передача» — на секторе газа. Антенна стала двухлучевой, без мачты. Были и другие, более мелкие изменения, благоприятно сказавшиеся на эксплуатационных качествах машины.
В результате всех доработок удалось облегчить истребитель (сохранив его вес на уровне первого прототипа Як-1М) за счет уменьшения габаритов водорадиатора на 30 кг, нового винта — на 10 кг и амортизационных стоек шасси — на 8 кг. Снятие храповика сэкономило 3 кг, а замена весовой компенсации руля высоты — 4 кг. Пушка ША-20 полегчала на 26 кг, а крыло — на 14 кг. Сократился на 6 кг и запас масла.
6 октября 1943 года «Дублер» передали на государственные испытания в НИИ ВВС. Ведущими по машине были инженер Г. А. Седов и летчик А. Г. Прошаков. В течение восьми дней (с 7 октября) военные испытатели выполнили 24 полета, налетав 17 часов 55 минут.
1 — входное отверстие тоннеля маслорадиатора;
2 — всасывающий патрубок нагнетателя;
3 — масляный фильтр МФ-105;
4 — дренаж суфлернаго бачка;
5 — суфлерный бачок.
Отзыв ведущего летчика-испытателя был столь восторжен, что его следует привести почти полностью:
«По расположению оборудования кабина самолета максимально приближается к стандартной, что создает большие удобства летчику. Установка автомата регулировки температуры воды освобождает внимание летчика и позволяет увеличить максимальную скорость <…>, особенно при низкой температуре наружного воздуха.
Обзор из кабины во все стороны хороший, но козырек сферической (формы несколько искажает видимые через него предметы…
На рулежке самолет прост: с застопоренным хвостовым колесом устойчиво рулит, даже при сильном боковом ветре. Установка полуавтоматического стопора костыля <…> облегчает рулежку по сравнению с серийными самолетами „Як“.