В 1945 году ВВС потребовалось дополнительное количество истребителей-бомбардировщиков Як-9Б. Самолеты этой модификации к тому времени не выпускались, и тогда (в III квартале) на заводе № 135 переоборудовали 78 Як-9М в вариант Як-9Б.
Осенью 1946 года в Северной Корее лейтенант Филимонов из 14-го иап авиации ВМФ, дислоцировавшегося на аэродроме Гензан (Вансан), на истребителе Як-9М перехватил В-29 «Сверхкрепость». После выполнения всех формальностей советский летчик вынужден был пресечь полет не подчинившегося ему «американца». Попадания снарядов в четвертый двигатель оказалось достаточно, чтобы экипаж, кроме командира В-29, покинул горящую машину. Командир В-29 посадил раненую машину поперек полосы на аэродроме Канко.
В августе 1945 года в НИИ ВВС на государственные испытания предъявили два истребителя Як-9С (№ 01–01 и № 01–02) с моторами ВК-105ПФ и винтами ВИШ-105С, ставших модификацией Як-9М и отличавшихся вооружением. Самолеты построили в соответствии с апрельским 1944 года постановлением ГКО на заводе № 153. Этим же документом предписывалось выпустить в 1944 году 75 таких машин.
Як-9С были укомплектованы мотор-пушкой НС-23 с боезапасом 60 патронов и парой синхронных Б-2 °C с суммарным боекомплектом на 240 выстрелов, ранее проверенных на Як-9У с двигателем ВК-107А. Была изменена и система перезарядки оружия. Так, на машине № 01–01 перезарядку электрифицировали. Теперь клапан пневматической системы, находившийся между оружием и расходным трехлитровым воздушным баллоном, управлялся с помощью электроспуска. На второй машине (№ 01–02) установили пневмоклапаны с тросовым управлением, разработанные в КБ серийного завода № 153. Оборудование кабин этих истребителей в основном не отличалось от серийного Як-9М № 30–38 производства завода № 153 и испытывавшегося в НИИ ВВС в декабре 1944 года, но радиоприемник РСИ-4А заменили на РСИ-4Д, а передатчик РСИ-3М – на РСИ-3М-1.
Летные испытания показали, что максимальная скорость Як-9С по сравнению с серийным Як-9М у земли снизилась на 5 км/ч, а на первой и второй границах высотности возросла на 3 и 10 км/ч соответственно. На высоту 5000 метров Як-9С поднимался на режиме максимальной скороподъемности при 2700 оборотах в минуту двигателя с полностью открытыми заслонками за 6,6 минуты, что на 1,6 минуты превышало аналогичный параметр истребителя Як-9У с двигателем ВК-107А. По технике пилотирования Як-9С ничем не отличался от Як-9М.
Як-9У с ВК-107А и металлическим крылом (заводской № 01–03). Госиспытания, сентябрь 1943 года
В выводах акта по результатам государственных испытаний отмечалось, что Як-9С «по максимальным горизонтальным скоростям и скороподъемности значительно уступают <…> серийным Як-3 с ВК-105ПФ2 и Як-9У с ВК-107А». Там же рекомендовалось командованию ВВС просить НКАП разрешить А. С. Яковлеву установить комплект вооружения с Як-9С (устранив выявленные дефекты) на Як-9У и Як-3 и предъявить их на государственные испытания.
На базе унифицированного истребителя была создана последняя спарка Як-9УВ. Предсерийный самолет № 0000 с двигателем ВК-107А и винтом ВИШ-107ЛО построили на заводе № 82 с большим опозданием от установленного февральским 1945 года постановлением ГКО срока – в июле 1945 года. Точной даты передачи его на государственные испытания обнаружить не удалось, но, видимо, это произошло в начале августа, поскольку 12 сентября акт с их результатами был утвержден генералом А. К. Репиным.
Ведущими по машине были инженер Г. А. Седов и летчик-испытатель Л. М. Кувшинов.
Испытания показали, что максимальная скорость двухместного Як-9 снизилась по сравнению с Як-9М с тем же двигателем из-за уменьшения оборотов двигателя, ухудшения аэродинамики (возросли размеры фонаря кабины пилота, установили на нем фотокинопулемет и увеличили открытие заслонок радиаторов). В то же время самолет по технике пилотирования ничем не отличался от Як-9У, нагрузки на ручку от элеронов и руля высоты несколько уменьшились, но все же оставались большими.
Як-9УВ испытания не выдержал, и главной причиной этого был перегрев воды практически на всех режимах полета (за исключением снижения) и на рулении. Отмечались и другие дефекты, которые требовалось устранять. Самолет почему-то не стали доводить до кондиции, и он остался в единственном экземпляре.
Разработка двигателя жидкостного охлаждения М-107 взлетной мощностью 1500 л. с. началась в КБ В. Я. Климова еще в 1941 году, однако при его создании столкнулись с серьезными трудностями, затянувшими доводку мотора в течение всего следующего года. Лишь в декабре 1942-го М-107А (ВК-107А) прошел 50-часовые совместные с заказчиком стендовые испытания, и в следующем месяце была запущена в производство серия в количестве 10 экземпляров. Хотя эти моторы и предназначались для установки на самолеты, но при их эксплуатации встретились трудности, вызванные главным образом его высокой теплоотдачей.
Выпускавшиеся в то время промышленностью масло– и водорадиаторы не могли эффективно охлаждать М-107А на самолете до нужной температуры, к тому же мотор очень сильно «обжимался» капотами. С этой проблемой столкнулись в конструкторских бюро, возглавлявшихся С. А. Лавочкиным и В. П. Горбуновым на модификациях ЛаГГ-3. Пытались их решить и в ЦКБ-29 НКВД, где под руководством Д. Л. Томашевича разрабатывали И-110. Задавался аналогичный истребитель и В. М. Мясищеву, опробовали М-107А и на Як-7. Но наибольших успехов добились в ОКБ-115 при создании Як-9У.
Первый Як-9 с двигателем М-107А построили в 1942 году. Заводские испытания (летчик П. Я. Федрови) начались в канун Нового, 1943 года, но судьба машины оказалась трагичной. Однако об этом чуть позже.
4 марта П. Я. Федрови направил наркому А. И. Шахурину письмо, в котором, в частности, сообщал:
«В феврале с. г. мною доводился и испытывался в воздухе самолет Як-9 с опытным мотором М-107А. 23 февраля 1943 г. мною была получена <…> скорость у земли 590 км/ч и на высоте 5800 м – 680 км/ч.
Температуры воды и масла обеспечивали работу мотора и доведены до условий нормальной эксплуатации самолета.
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.