Як-3 с ВК-107А смешанной конструкции
Построено два экземпляра: № 1 и «дублер». Сборку первого прототипа закончили 6 января 1944 года, а заводские испытания проводились с 15 апреля по 20 ноября 1944 года. Летчик-испытатель П.Ю. Федоров.
Новый двигатель был не единственным изменением в конструкции самолета. Кабину пилота сдвинули назад на 400 мм, самолет получил 12 отдельных выхлопных патрубков, а емкость топливных баков увеличили с 390 до 518 литров. Вооружение состояло из двух пушек Б-20С калибра 20 мм с боекомплектом 120 выстрелов на ствол, хотя в ходе испытаний вооружение на самолет не устанавливали. Первая половина испытаний прошла под флагом борьбы за надежность двигателя. Лишь 25 из 38 полетов прошли успешно. Причем эти успехи были многообещающими. Несмотря на то, что масса самолета выросла до 2984 кг, скорость у земли достигла 611 км/ч, а на высоте 5750 м - 720 км/ч. Высоту 5000 метров самолет набирал за 3,9 минут. Заметно возросла дальность действия: на скорости 509 км/ч самолет пролетал до 1060 км. В ходе боевого разворота Як-3 с новым двигателем набирал 1500 метров, что делало его очень ценной машиной. Немецкие самолеты безнадежно отставали от Як-3 по этому параметру: Bf 109G-2 с тремя пушками на 400 метров, a Fw 190A-4 -на 800 метров! Тем не менее, прототип нуждался в доработке, прежде всего, требовалось улучшить надежность двигателя и повысить эффективность системы охлаждения. Очень быстро вырабатывали ресурс подшипники коленвала, происходила разгерметизация цилиндров, при некоторых режимах работы двигатель начинал вибрировать. При эксплуатации двигателя на предельных режимах отмечался быстрый рост температуры воды и масла. Охлаждение становилось адекватным лишь при полностью раскрытом воздухозаборнике, но это резко ухудшало аэродинамику самолета.
Смешанная конструкция самолета характеризовалась недостаточной прочностью. Большая масса самолета и уменьшение оборотов винта (с 1800 до 1600 в минуту) привели к росту разбега и пробега. При посадке самолет проявлял тенденцию к капотированию, что не позволяло энергично тормозить.
Часть отмеченных недостатков устранили на «дублере», который был готов 22 января 1944 года. «Дублер» дважды направлялся на государственные испытания, которые проходили с 7 февраля по 15 мая 1944 года и с 13 июля по 29 августа того же года. В ходе испытаний состоялось 44 полета общей длительностью 25 часов 41 минута. Однако капризный ВК-107А не позволил завершить испытаний. Однако характеристики самолета оказались настолько высокими, что было решено продолжить работу над машиной.
