Война и Мы - Я дрался на истребителе. Принявшие первый удар. 1941-1942

Ответ последовал незамедлительно: сразу в нескольких КБ развернулась спешная работа по созданию истребителей нового поколения. В результате появилась знаменитая «триада» — И-26 (Як-1), И-200 (МиГ-3) и И-301 (в серии — ЛаГГ-3). Этим машинам, а также их прямым «потомкам» пришлось вынести основную тяжесть войны на воздушных фронтах Великой Отечественной.

Во всех трех истребителях есть много общего как чисто внешне, так и концептуально. Весьма характерно, что все они получились гораздо более похожими на «мессершмитт», чем на «ишак». Такое сходство не случайно. Оно знаменовало решительный отказ от поликарповской модели «скоростно-маневренного» истребителя, воплощенной в И-16, который создавался еще с оглядкой на бипланную схему. И хотя МиГ-3 в основе имел эскизный проект того же Поликарпова И-200, это говорит лишь о том, что маститый авиаконструктор к концу 30-х годов во многом пересмотрел свои взгляды.

Все три самолета были ориентированы на скорость, все оснащены двухрядными двигателями водяного охлаждения, у всех — вытянутые «остроносые» фюзеляжи с закрытыми кабинами, плавно переходящими в гаргроты. Весьма схожи и геометрические размеры машин, а также многие конструктивные решения, вроде схемы уборки шасси или размещения бензобаков в крыле, а водорадиатора под кабиной пилота.

Характерной особенностью всех трех истребителей являлось широкое применение в них дерева и фанеры. В этой связи надо отметить один очень важный момент. К концу 30-х годов XX века СССР был единственной в мире авиационной державой, которая строила свою истребительную авиацию на базе древесины как основного конструкционного материала. С одной стороны, это упрощало и удешевляло производство, позволяя задействовать богатейшие лесные ресурсы нашей страны. Но с другой — дерево обладает меньшей удельной прочностью и большй удельной массой, чем дюраль. В результате деревянные силовые элементы при равной прочности неизбежно получались заметно тяжелее и объемнее дюралевых. Кроме того, дерево гигроскопично, подвержено гниению и в целом менее долговечно, чем металл. Исходя из этого даже в таких странах, как Румыния или Польша, не говоря уж о Германии, Великобритании, Японии или США, накануне Второй мировой войны проектировали и строили только цельнометаллические истребители.

Но в СССР решили иначе. У нас возобладала точка зрения на строительство боевых самолетов, которую можно выразить формулой «быстрее, проще, дешевле».

В известной мере количество у нас предпочли качеству, что было вполне оправданно, ведь обеспечить качество поточного производства, хотя бы равное немецкому, американскому или английскому, в тогдашних условиях было бы все равно нереально. В стране остро не хватало опытных и квалифицированных инженерных кадров, а значительную часть рабочих составляли зачастую малограмотные вчерашние крестьяне, с детства привыкшие только к сельскому труду.

К тому же при выборе «деревянной стратегии» исходили из объективных возможностей авиазаводов, на которых имелось в достаточном количестве деревообрабатывающее оборудование, но вот в станках, инструментах и оснастке для массового производства металлических конструкций ощущался явный дефицит. Не хватало и самого алюминия: предприятия цветной металлургии не могли обеспечить выплавку «крылатого металла» в тех объемах, которые требовались для выпуска планируемого количества боевых самолетов. А выпуск планировался именно массовый — ведь в том, что большая война не за горами, мало кто сомневался…

Истребитель И-200 (в дальнейшем — МиГ-1 и МиГ-3) можно назвать дальним потомком И-16, во многом от него отличавшимся, но сохранившим тем не менее отдельные «родовые черты». Прежде всего это конструктивная схема фюзеляжа, унаследованная от «ишака», но переработанная под двигатель водяного охлаждения. Заднюю часть фюзеляжа образовывал полумонокок, выклеенный из шпона и подкрепленный деревянными шпангоутами и стрингерами. Каркас центральной и носовой части, включая съемную мотораму, сварен из тонкостенных стальных труб и покрыт дюралевыми листами и съемными капотами. Центроплан крыла и стабилизатор — цельнометаллические. Такое сходство с И-16 неслучайно: Поликарпов при разработке эскизного проекта полагал, что самолет будет выпускаться на том же заводе и том же оборудовании, что и И-16.

Однако отличие тоже имелось, причем немаловажное. Как уже говорилось, согласно указанию «сверху» советские авиаконструкторы должны были увеличить долю древесины в создаваемых ими машинах. В соответствии с этим консоли крыла нового истребителя оказались деревянными. Сейчас уже сложно сказать, было ли это решением самого Поликарпова или же инициативой конструкторов А. И. Микояна и М. И. Гуревича, которым осенью 1939 года были переданы все наработки по И-200 и которые довели истребитель до запуска в серию. Важно то, что дерево увеличило массу машины.

Дополнительным отягощающим фактором стала установка довольно мощного, но тяжелого двухрядного мотора АМ-35А массой 830 кг (для сравнения, двигатель М-105П, стоявший на Як-1 и ЛаГГ-3, весил 570 кг, то есть был почти на 35% легче). АМ-35А у нас считался высотным. Наивысшую номинальную мощность — 1200 л. с. он «выдавал» на пяти километрах, а мощность на малых и средних (до 4 км) высотах составляла примерно 1100 — 1150 л. с. Исходя из этого в советской авиационно-исторической литературе можно встретить высказывание, что И-200 создавался как высотный истребитель. Однако в документах КБ нет упоминаний о таком целевом предназначении. Самолет там назван скоростным истребителем, а максимальные значения скорости (разумеется, если мотор позволяет) проще достичь на большой высоте, то есть там, где разреженная воздушная среда оказывает меньшее сопротивление. Для И-200 такой оптимальной высотой, обеспечиваемой двигателем, были 7500 — 8000 м, и на них он демонстрировал свою наивысшую «прыть». На испытаниях прототип сумел разогнаться до 640 км/ч на высоте 7800 метров. Но, чем ближе к земле, тем хуже становились его характеристики.

И-200 (он же МиГ-1) имел два топливных бака в центроплане крыла. Таких самолетов построили всего 100 экземпляров, и заметной роли в войне они не сыграли. МиГ-3 отличался от них дополнительным бензобаком, размещенным под кабиной и установленным по требованию военных для повышения дальности полета. Этот бак увеличил и без того немалый взлетный вес истребителя.

Для облегчения машины пришлось пожертвовать огневой мощью. МиГ-3 изначально оснащался всего одним крупнокалиберным пулеметом УБ и двумя ШКАСами, то есть его вооружение было таким же слабым, как и у И-16 тип 29. Для 1941 года такой набор оружия считался уже явно недостаточным, особенно — против бомбардировщиков, поэтому на истребители начали ставить дополнительно два пулемета БК в подкрыльевых контейнерах. Монтировать пулеметы с боекомплектом непосредственно в крыле не позволяла его деревянная конструкция с очень объемными силовыми элементами. А висящие под крыльями контейнеры увеличивали не только массу машины, но и ее лобовое сопротивление, из-за чего заметно снижались летные данные.

Кроме того, крупнокалиберных БК в 1941 году попросту не хватало, поэтому в начале войны вышел приказ демонтировать контейнеры БК со всех «мигов» и отправить пулеметы обратно на завод для установки на новые машины.

В конце 1941 года, незадолго до прекращения серийного выпуска, вооружение МиГ-3 все же решили усилить. 315 машин было построено с двумя синхронными пулеметами УБС, а 52 штуки — даже с двумя пушками ШВАК. Впрочем, такие количества, как говорится, погоды уже не делали.

Серийные МиГ-3, выпускавшиеся в первой половине 1941 года, имели взлетную массу 3355 кг (в трехпулеметном варианте). Удельная нагрузка на площадь несущей поверхности составляла 192 кг, то есть гораздо больше, чем у «мессершмиттов» Bf 109E и F. Удельная нагрузка на мощность — почти 2,8 кг, что также намного выше, чем у обоих его оппонентов. Неудивительно, что на высотах до пяти километров МиГ-3 проигрывал в скорости как Bf-109F-2, так и более старому Bf 109E-4. Еще более резким было отличие в скороподъемности. По этому показателю МиГ-3 на малых и средних высотах отставал от «эмиля» в полтора раза, а от «фридриха» — почти вдвое! Затем, когда мощность мотора у «немцев» начинала снижаться, разрыв постепенно сокращался, но полностью не исчезал вплоть до достижения практического потолка.

В горизонтальной маневренности МиГ-3 также сильно проигрывал, особенно — ранние серии машины, не имевшие предкрылков. В зависимости от высоты «мессершмитт» даже без отклонения закрылков выполнял виражи на несколько секунд быстрее и с меньшим радиусом, а пилоту МиГ-3, совершая разворот, надо было постоянно следить за тем, чтобы не сорваться в штопор. Испытания в НИИ ВВС, прошедшие в 1942 году, показали, что на высоте 1000 метров МиГ-3 не может выполнить установившийся вираж (то есть вираж с фиксированным креном) менее чем за 28 секунд.

Тут мы подошли к еще одной негативной черте истребителя — сложному и тяжелому управлению. Если И-16 был излишне верток и неустойчив, то в случае с МиГ-3 наши авиаконструкторы, похоже, впали в другую крайность. Этот самолет тяжело и неохотно входил в любой маневр, особенно на больших скоростях. Усилия на ручке управления при скорости 350 км/ч были во много раз выше, чем у И-16 или Як-1, а с увеличением скорости эта разница только увеличивалась.

К сожалению, вполне оправдан нелестный отзыв о МиГ-3 известного летчика-истребителя генерала Н. Г. Захарова: «МиГ-3 был тяжеловат для истребителя. Ошибок при пилотировании он не прощал, был рассчитан на хорошего летчика. Средний пилот на „миге“ автоматически переходил в разряд слабых, а уж слабый и вовсе не смог бы на нем летать». И подобные оценки были не редкостью.

Еще более ухудшала картину неустойчивая и ненадежная работа мотора. АМ-35 обладал низкой приемистостью, то есть он медленно набирал обороты. Отмечалось у него и еще одно коварное свойство — при излишне резкой «даче газа» этот двигатель мог внезапно заглохнуть. Часто сгорали свечи, которые требовалось менять через каждые три часа работы. Вдобавок AM-35 в полете «плевался» маслом, просачивавшимся сквозь уплотнения вала редуктора. Чтобы масло не забрызгивало остекление кабины, сверху на капот даже пришлось ставить специальную пластинку — отсекатель, которая, разумеется, не лучшим образом влияла на аэродинамику.

Несмотря на то, что теоретически рассчитанный потолок истребителя равнялся 11 500 метров (и эта цифра фигурирует в авиационных справочниках), в отчете НИИ ВВС записано, что реально МиГ-3 не мог летать выше 8000 — 8500 м из-за падения давления масла ниже допустимых пределов. Справиться с этим дефектом АМ-35А так и не смогли за все время его серийного выпуска, а потому характеристика «высотный» в отношении МиГ-3 неправомерна.

Оборудование и вооружение МиГ-3 также вызывали немало нареканий: отсутствие среди приборов авиагоризонта и гирокомпаса затрудняло полеты в облаках и в темное время суток. Через тусклое стекло коллиматорного прицела ПБП-1 сложно было прицелиться даже на близких дистанциях, а плохое охлаждение пулеметов, размещенных вплотную к раскаленному двигателю, не позволяло стрелять длинными очередями из-за риска «пережечь» стволы. Это стало для летчиков еще одним неприятным «дополнением» к и без того далеко не богатырской огневой мощи трехпулеметного истребителя.

Но несмотря на все свои недостатки, МиГ-3 был самым массовым советским истребителем нового поколения накануне нападения Германии на СССР. За первое полугодие 1941 года их построили 1363 экземпляра. К рассвету 22 июня в пяти приграничных округах находилось 917 «мигов» (почти 22% от общего числа истребителей), а спустя двое суток осталось всего около 380 Впрочем, такие колоссальные потери, конечно, объясняются не только дефектами самого самолета, но и множеством иных, не менее важных факторов, анализ которых выходит за рамки данной статьи.

Если же вернуться к сравнению летных и боевых характеристик, можно сделать неутешительный вывод, что МиГ-3 уступал своим немецким оппонентам практически по всем параметрам за исключением разве что разгонных характеристик на пикировании. В пике гораздо более тяжелый МиГ-3 набирал скорость быстрее «мессершмитта», а затем он за счет инерции мог сделать более высокую и крутую «горку».

Обобщенная оценка истребителя строевыми пилотами, испытателями НИИ ВВС и авиационным командованием в целом была негативной. В этом одна из причин того, что производство МиГ-3, достигнув своего пика в августе 1941-го, затем резко пошло на спад. Но окончательно поставило на нем крест решение Государственного Комитета Обороны о резком увеличении выпуска штурмовиков Ил-2, оснащенных моторами АМ-38. А эти двигатели выпускались тем же заводом, что и АМ-35А. В октябре производство «35-х» моторов прекратилось в пользу «38-х», а в декабре сошел к нулю и выпуск МиГ-3. Всего было построено 3278 таких машин. К концу следующего года на фронте они уже не встречались.

Первым из истребителей нового поколения в январе 1940 года вышел на испытания самолет авиаконструктора А. С. Яковлева И-26, позднее переименованный в Як-1. Он имел смешанную конструкцию, в которой примерно поровну были представлены древесина и металл. Крыло цельнодеревянное, неразъемное, с сосновым лонжероном и работающей фанерной обшивкой. Каркас фюзеляжа — сварная ферма квадратного сечения из тонкостенных стальных труб с внутренними перекрестными расчалками, составлявшая единое целое с моторамой. Сверху и снизу за кабиной каркас был опрофилирован фанерными гаргротами для придания ему обтекаемой формы. Борта фюзеляжа обшиты полотном. Стабилизатор и киль так же, как и крыло, имели деревянный силовой набор и фанерную обшивку. Из дюраля выполнялись только каркасы рулей и элеронов (обшивка — полотно), съемные капоты двигателя, тоннель водорадиатора, зализы крыла и оперения, крышки люков, посадочные щитки, а также щитки, закрывающие стойки шасси в убранном положении.

Для своего времени конструкция машины была весьма архаичной и в целом соответствовала конструктивно-силовой схеме, разработанной немецким авиаконструктором Энтони Фоккером еще в годы Первой мировой войны. Та же трубчатая расчалочная ферма фюзеляжа с фанерно-полотняной обшивкой и относительно толстое цельнодеревянное свободнонесущее крыло.

Изначально И-26 проектировался под 1250-сильный мотор М-106, однако двигателестроителям так и не удалось довести его до требуемой степени надежности. Яковлеву пришлось установить на прототип своего истребителя менее мощный, но более надежный и отработанный в производстве двигатель М-105П, развивавший 1110 л. с. на высоте 2000 метров и 1050 л. с. — на 4000 метров. Таким же двигателем (или М-105ПА той же мощности) оснащались и первые серийные экземпляры Як-1.

Из положительных качеств Як-1, выгодно отличавших его от И-16, помимо существенного повышения летных данных, необходимо отметить хорошую устойчивость, легкость и простоту пилотирования, делавшие самолет доступным даже для летчиков невысокой квалификации. Яковлеву удалось найти баланс между маневренностью, устойчивостью и управляемостью, недаром он до войны специализировался в основном на учебных и спортивных машинах. К тому же взлет и посадка на «яке» были проще и безопаснее, чем на «ишаке» и на «миге».

Як-1 образца 1941 года имел взлетную массу 2950 кг (без радиостанции и оборудования для ночных полетов — около 2900 кг). Удельная нагрузка на мощность составляла 2,73 кг/л. с, а на площадь несущей поверхности — 171 кг/кв. м. Таким образом, даже без радиосвязи самолет получился заметно тяжелее Bf 109E и F, отставая от них по энерговооруженности за счет большего веса и менее мощного мотора. В результате Як-1 проигрывал «мессершмиттам» в скороподъемности на всем диапазоне высот, а более аэродинамичному Bf 109F — еще и в скорости, хотя и не столь фатально, как И-16. Такова была неизбежная плата за простоту и дешевизну.

Несмотря на то, что время виража «яка» примерно такое же, как и у «мессера», маневренный бой для его пилота был все же более сложен и требовал повышенного внимания. Дело в том, что Bf 109 за счет автоматических предкрылков имел меньшую скорость сваливания, он устойчивее держался на крутых виражах и вертикальных фигурах пилотажа.

Отставанием ЛТХ недостатки раннего «яка» не исчерпывались. Первые серийные машины, поступавшие в авиачасти в 1941 году, были еще очень «сырыми», недоработанными и страдали множеством «детских болезней». Вот перечень конструктивных и производственных дефектов серийных истребителей Як-1 образца 1941 г., взятый из книги инженера-конструктора А. Т. Степанца «Истребители Як» (М., «Машиностроение», 1992):

— перегрев воды и масла при работе двигателя на номинальной мощности;

— выбивание масла из суфлера, уплотнений вала редуктора и других уплотнений двигателя (в полете маслом забрызгивало весь фюзеляж вплоть до хвостового оперения);

— неравномерная и неполная выработка горючего из правой и левой групп крыльевых бензобаков;

— трещины на всасывающих и выхлопных патрубках;

— утечки сжатого воздуха из пневмосистемы;

— перекос и заклинивание патронной ленты правого пулемета;

— частые перегорания сигнальных ламп;

— самопроизвольное (от вибрации) выворачивание болтов и шурупов.

Остановимся на первом пункте. На практике он означал, что из-за плохой работы системы охлаждения летчику периодически приходилось в полете сбрасывать газ и давать мотору «передышки» на несколько минут, полностью открыв заслонку радиатора, иначе двигатель в любой момент мог перегреться и заклинить. Чем это грозило в воздушном бою, говорить не приходится.

Но в ходе серийного производства конструктивные недостатки Як-1 постепенно устранялись, самолет в целом и его отдельные агрегаты становились более надежными и безотказными, хотя некоторые дефекты, например выбрасывание масла из уплотнения вала редуктора, еще долго отравляли жизнь пилотам и механикам. На капотах отдельных машин даже приходилось устанавливать самодельные щитки или козырьки, как и на МиГ-3, чтобы брызги масла не попадали на остекление кабин, ухудшая видимость.

Положение дел с радиосвязью на Як-1 поначалу было еще хуже, чем на И-16. Первая 1000 экземпляров истребителя вообще не имела радиостанций. Лишь с весны 1942 года установка радиооборудования стала более-менее распространенной, а с августа — обязательной. При этом передатчики вначале имела лишь каждая десятая машина, с августа 42-го — каждая пятая, а с октября — каждая четвертая. На остальные ставили только приемники.

Вооружение Як-1 аналогично «мессершмитту» Bf 109F — одна 20-миллиметровая мотор-пушка ШВАК (боекомплект — 120 снарядов) и два синхронных пулемета ШКАС над двигателем (по 750 патронов на каждый). Масса секундного залпа (1,99 кг) — за счет более высокой скорострельности советского оружия превышала аналогичный показатель немецкого истребителя.

К началу войны советская авиапромышленность выпустила 425 истребителей Як-1. 125 машин успели поступить в авиаполки западных приграничных военных округов, 92 из них находились в боеготовом состоянии, но почти все они были потеряны в первые дни боев. До конца 1941 г. построено еще 856 экземпляров Як-1.

Осенью того же года появилась его модификация, получившая обозначение Як-7 — одноместный вариант двухместного учебно-тренировочного истребителя УТИ-26. По массогабаритным характеристикам, оборудованию и вооружению Як-7 был аналогичен Як-1, однако на нем первоначально стоял двигатель М-105ПА, у которого для улучшения температурного режима число оборотов было понижено за счет изменения редукции с 2700 до 2350 об. /мин. Из-за этого скороподъемность машины заметно ухудшилась, хотя остальные характеристики остались без изменений. По скороподъемности Як-7 образца 1941 года оказался даже хуже, чем пулеметные модификации И-16.

В феврале 1942 года началось серийное производство модификации Як-7А (построено 277 самолетов), отличавшейся наличием радиостанции РСИ-4 «Малютка» с повышенной помехозащищенностью и рядом мелких улучшений в конструкции планера. ЛТХ самолета практически не изменились.

В апреле Як-7А сменил Як-7Б (он же «эталон 1942 г.», выпущен 261 самолет) с усиленным вооружением. Вместо пулеметов ШКАС на нем установили два синхронных крупнокалиберных пулемета УБС с общим боекомплектом 400 патронов (260 — на левый пулемет и 140 — на правый). Масса секундного залпа достигла 2,72 кг. Кроме того, на самолете вновь повысили до 2700 обороты мотора, установили более удобную ручку управления под одну руку «по типу» Ме-109 вместо прежней кольцевой рукоятки (в дальнейшем такую ручку начали ставить и на других советских истребителях), ввели уборку хвостового колеса шасси и провели ряд других усовершенствований в аэродинамике. Несмотря на увеличение взлетной массы, перевалившей за три тонны, летные данные остались на прежнем уровне.

Некоторому улучшению характеристик истребителей Яковлева способствовало появление форсированного мотора М-105ПФ. За счет снижения высотности номинальная мощность этого мотора, замеренная на высоте 700 м, увеличилась до 1260 л. с, а на высоте 3000 м — до 1180 л. с. С июня 1942 г. такие моторы начали устанавливать на Як-1 и Як-7. Удельная нагрузка на мощность немного понизилась, а скорость горизонтального полета — возросла, в целом сравнявшись со значениями этого показателя у Bf 109F-2. Но по скороподъемности «яки» все еще отставали от «прошлогодней» модификации «худого».

Между тем в начале 1942 года на советско-германский фронт начали поступать новые версии «мессершмитта» — Bf 109F-3 и Bf 109F-4. На них стоял двигатель DB-601E мощностью 1350 л. с. Различие между F-3 и F-4 заключалось лишь в калибре мотор-пушки: на F-3 монтировали MG-151 15-миллиметрового калибра, а на F-4 — то же орудие, но с 20-миллиметровым стволом. Взлетная масса F-4 выросла до 2860 кг, однако за счет увеличения мощности двигателя энерговооруженность повысилась до 2,12 кг/л. с. Соответственно, увеличилась и максимальная скорость машины, перешагнув отметку в 630 км/ч. Немецкий соперник наших истребителей снова далеко ушел в отрыв.

Кроме того, начиная с Bf 109F-3 на всех «мессершмиттах» появилось сделанное на базе термостата устройство, заметно облегчившее жизнь их пилотам. Оно автоматически меняло положение заслонок радиаторов для поддержания заданной температуры охлаждающей жидкости. Пилотам «яков» в 1941 — 1943 годах приходилось регулировать заслонки вручную. На испытаниях наши летчики для достижения максимальной скорости до предела прикрывали заслонки, снижая тем самым аэродинамическое сопротивление за счет повышения температуры воды в системе до 90 — 95 град. Но при этом необходимо было постоянно следить, чтобы температура не «зашкалила» и двигатель не перегрелся. Фронтовые летчики, чтобы не отвлекаться во время боя, обычно ставили заслонки в полуоткрытое положение, обеспечивающее поддержание температуры воды в пределах 55 — 60 градусов, а это увеличивало сопротивление и снижало максимальную скорость на 15 — 20 км/ч. Термостат-автоматы АРТ-41, подобные немецким, появились на «яках» только летом 1944-го.

С появлением на фронте Bf 109F-4 для наших авиастроителей начался очередной напряженный этап «гонки за мессером». Поскольку советские двигателисты в обозримом будущем не могли предоставить для «яка» более мощный мотор, его создателям вновь пришлось облегчать и тщательно «вылизывать» свое изделие, буквально по крупицам набирая дополнительные километры скорости.

Но Яковлев с целью экономии веса изначально заложил в И-26 минимально допустимый запас прочности, а потому никакое облегчение за счет ослабления конструкции было уже невозможно. Выходом мог стать переход на дюраль. Этот путь сулил широкие перспективы, поскольку одна лишь замена деревянного стабилизатора Як-7 на металлический дала экономию в весе планера почти на 20 килограммов. Однако он тоже оказался заблокирован, поскольку немцы в 1941 году захватили основные советские мощности по производству алюминия. Выпуск «крылатого металла» упал почти на 70%, а американские поставки по ленд-лизу не компенсировали и половины этого падения. В СССР начался «дюралевый кризис», окончательно преодоленный только к концу войны.

Як-1 пробовали облегчить за счет снятия части оборудования и даже вооружения, но это дало лишь незначительный эффект, а боевая ценность истребителя существенно понизилась. Самолеты без пулеметов, раций, кислородных баллонов и бронеспинок, вооруженные одной лишь пушкой, были выпущены в 1942 году малой серией и поступили на вооружение двух истребительных полков.

Поскольку попытки облегчения истребителя положительных результатов не дали, для повышения его летных данных оставалась аэродинамика. Благодаря установке реактивных выхлопных патрубков двигателя и герметичных перегородок внутри фюзеляжа, сглаживанию форм тоннелей водо— и маслорадиатора, а также ряду иных доделок и переделок появился «Як-1 с улучшенной аэродинамикой», ставший самой крупносерийной версией машины. С декабря 1942 по июль 1944 г. выпущен 4461 экземпляр истребителя, максимальную скорость которого, несмотря на все ухищрения, удалось довести лишь до 595 км/ч.

Большинство таких машин относилось к модификации Як-1 Б (он же «Як-1 с улучшенным обзором, бронированием и вооружением»), отличавшейся пониженным закабинным гаргротом и установкой каплевидного, полностью застекленного фонаря, обеспечившего значительное улучшение обзора задней полусферы. Для защиты головы летчика в фонаре установили переднее и заднее бронестекла.

Интересно, что Вилли Мессершмитт, не желая ломать отлаженную до мелочей технологию сборки фюзеляжей Bf 109 (временно снижая тем самым темпы серийного выпуска), не решился на подобную переделку своего истребителя. Вплоть до конца войны Bf 109 так и не получил каплевидный фонарь. Высокий гаргрот закрывал обзор, из-за чего пилотам «мессершмиттов» было гораздо сложнее обнаружить врага, напавшего сзади, чем их противникам. Это давало советским летчикам, не забывавшим в полете «крутить головой», определенное преимущество.

Вооружение Як-1Б состояло из мотор-пушки и одного синхронного крупнокалиберного пулемета УБС с боекомплектом 200 патронов (с марта 1943 г. — 240 патронов). Масса секундного залпа — 1,92 кг.

Производство Як-1 Б началось в сентябре 1942-го, а с октября все Як-1 строились только в этой модификации. Общий итог серийного выпуска составил 4188 экземпляров.

Финальной вехой развития конструкции Як-1 стал Як-1М, появившийся в середине 1943 года и при запуске в серию переименованный в Як-3. Основные отличия от предыдущих модификаций: применены металлические лонжероны и нервюры крыла вместо деревянных, что дало ощутимую экономию в весе. Само крыло уменьшено по размаху и площади, также слегка уменьшены стабилизатор и киль. Вместо одного маслорадиатора, размещенного под двигателем, установлены два меньших размеров, перенесенные в корневую часть крыла. Полотняная обшивка хвостовой части фюзеляжа заменена фанерной. Более плавными и сглаженными стали очертания фонаря кабины. Взлетная масса машины понизилась до 2690 кг.

Двигатель М-105ПФ-2 (в дальнейшем — ВК-105ПФ-2, так как с 1944 года двигателям в СССР присвоили новые обозначения по инициалам их разработчиков: ВК — Владимир Климов), форсированный по наддуву до 1250 л. с. на высоте 2000 метров. Вооружение состояло из мотор-пушки ШВАК и одного (на первых 197 экземплярах), а затем — двух синхронных крупнокалиберных пулеметов УБС.

Самолет выпускался крупными сериями с марта 1944 г. Всего построено 4200 машин, но часть из них — уже после окончания войны.

Благодаря снижению взлетной массы, улучшению аэродинамики и повышению мощности двигателя Як-3 обладал наивысшими летными данными из всех истребителей Яковлева, принимавших активное участие в Великой Отечественной войне. Его удельная нагрузка на мощность составляла 2,12 кг/л. с. (как у Bf 109F-4), максимальная скорость достигла 644 км/ч на высоте 4000 м, скороподъемность у земли — 22 м/с, а минимальное время виража — 21 с. Эти цифры, безусловно, можно считать выдающимися. По своим летным данным Як-3 превосходил поздние модификации «мессершмитта», за исключением скорости на больших высотах.

Параллельно с Як-1 развивался и Як-7. Летом 1942 года появилась очередная модификация Як-7ДИ («дальний истребитель») с увеличенным запасом топлива и масла. Чтобы освободить место для размещения в крыле двух дополнительных бензобаков, массивные деревянные лонжероны и нервюры заменили на дюралевые. Между тем обшивка крыла осталась фанерной, а законцовки — деревянными. С целью облегчения машины вооружение уменьшили на одну огневую точку, оставив мотор-пушку и один (левый) пулемет УБС. Фюзеляж имел пониженный гаргрот и каплевидный фонарь по типу Як-1 Б. Самолет посчитали удачным, и в конце того же года запустили в серию под индексом Як-9, но не с четырьмя, а с двумя крыльевыми баками. В марте 1943-го началось производство и «четырехбакового» Як-9 под индексом Як-9Д («дальний»). Як-9 и Як-9Д выпускались одновременно в больших количествах с марта 1943 по июнь 1945 г.

Еще одной распространенной модификацией Як-9 стал Як-9Т («танковый»), также выпускавшийся с марта 1943-го по июнь 1945 года. На нем вместо мотор-пушки ШВАК установили 37-миллиметровую пушку НС-37. Боекомплект этого орудия составлял всего 30 снарядов, стрельба длинными очередями была невозможна из-за сильной отдачи, зато при удачном попадании одного снаряда порой было достаточно для уничтожения вражеского самолета. Масса секундного залпа «танкового яка» достигла 3,74 кг. Масса машины увеличилась почти на 150 кг по сравнению с обычным Як-9, но летные характеристики понизились незначительно. С целью сохранения центровки кабину пилота сдвинули назад на 40 см.

Такое же расположение кабины отличало модификацию Як-9М («модифицированный»). По вооружению и запасу топлива этот самолет был аналогичен Як-9Д. На нем усилили конструкцию крыла и внедрили ряд усовершенствований, в частности, механизм аварийного сброса фонаря кабины, пневмомеханический механизм перезарядки пушки, автомат регулировки температуры воды АРТ-41, противопыльныи фильтр на всасывающем патрубке карбюратора и т. д. От всего этого взлетная масса возросла до 3095 кг, а двигатель остался прежним — ВК-105ПФ. В результате летные данные ухудшились по сравнению с Як-9Д, Як-9Т и даже с Як-9 образца 1942 года. Тем не менее в мае 1944-го самолет запустили в массовое производство и выпускали вплоть до июля 1945 г.