В 1943 г. была выполнена серия продувок Ла-5 в натурной аэродинамической трубе ЦАГИ Т-104. Продувки показали, что даже простая герметизация фюзеляжа может дать прирост скорости в 24 км/ ч, прирост еще в 6 км/ч давала полная уборка хвостового колеса. Проводились продувки самолета с перенесенным из-под капота мотора под среднюю часть фюзеляжа маслорадиатором. Выяснилось, что такой перенос снижает лобовое сопротивление маслорадиатора на 50 % при увеличении воздушного потока через радиатор на 35 %.
Данные продувок были использованы при доработке серийного Ла-5ФН с заводским номером 39210206, на воздушный винт этой машины, также, установили кок увеличенного размера без втулки стыковки с автостартером; жаропрочные панели в районе выхода выхлопных газов стали меньших размеров и без дополнительных отверстий. Переоборудованный самолет известен как Ла-5 «206».
Воздухозаборник нагнетателя на Ла-5 «206» перенесен с верхней на нижнюю поверхность капота двигателя, маслорадиатор установлен на нижней поверхностью фюзеляжа в районе задней кромки крыла; изменена форма обтекателя маслорадиатора. Проволочная антенна крепилась к передней кромке вертикального оперения, ее лучи — к фюзеляжу и антенному вводу, расположенному непосредственно на заднем сегменте остекления фонаря кабины. Ла-5 «206» имел щитки шасси, полностью закрывающие в убранном положении стойки и колеса основных опор.
Самолет с 16 декабря 1943 г. по 10 февраля 1944 г. проходил испытания на аэродроме ЛИИ в Жуковском, пилотировал Ла-5 «206» летчик-испытатель Н.В. Адамович. Результаты испытания полностью подтвердили расчеты ученых ЦАГИ. Максимальная скорость у земли составила 630 км/ч, на высоте 6150 м — 684 км/ч — на 50 км/ч больше, чем у серийного Ла-5ФН, не смотря на то, что Ла-5 «206» имел взлетную массу (3445 кг) на 150 кг большую, по сравнению со «стандартным» самолетом.
Аэродинамические усовершенствования не внедрялись в конструкцию Ла-5ФН, но результаты, полученные на Ла-5 «206», в полной мере учли в ходе проектирования Ла-7.
Ла-5 УТИ продолжали служить в ВВС Чехословакии и в послевоенные годы. Оба самолета окрашены по послевоенной серо-зеленой камуфляжной схеме, на них нанесены опознавательные знаки ВВС Чехословакии; створки ниши хвостовой опоры шасси демонтированы.
В начале 1943 г. в КБ Лавочкина начались работы по Ла-5 с альтернативной силовой установкой. Огромные надежды связывались с новым мотором АШ-71Ф. Двойная звезда воздушного охлаждения имела мощность 2200 л.с. — на целых 350 л.с., чем АШ-82ФН. Установка перспективного мотора могла резко улучшить характеристики Ла-5.
Разработка АШ-71 началась в 1940 г., он представлял собой спарку двух девятицилиндровых звездообразных моторов М-63 и имел непосредственный впрыск топлива в цилиндры. В свою очередь двигатель М-63 являлся улучшенной копией американского мотора Райт-Циклон R-1820 G-5. Масса двигателя АШ-71 со всеми необходимыми агрегатами составляла 1556 кг.
Первый экземпляр АШ-71 развил мощность в 2000 л.с. — почти в два раза больше, чем стоявший на Як-1 и ЛаГГ-3 двигатель водяного охлаждения М-105 с рядным расположением цилиндров. На высоте 2600 м двигатель АШ-71 развивал мощность 1800 л.с., на высоте 6250 м -1670 л.с. Доводка мотора, однако, заняла много времени — первый АШ-71, имевший более-менее приемлемый уровень надежности, появился в начале 1942 г.
Еще в марте 1941 г. АШ-71 был установлен на опытный истребитель И-185 конструкции Н.Н. Поликарпова. И-185 представлял собой единственного реального конкурента Ла-5, на заводских испытаниях этот самолет показал скорость 680 км/ч. В январе 1943 г. НКАП распорядился свернуть все работы по И-185, поскольку Ла-5ФН в большей степени подходил ВВС Красной Армии. Несколько прототипов И-185 проходили войсковые испытаний на Калининском фронте в составе 18-го гвардейского истребительного авиационного полка. Испытания ясно продемонстрировали ненадежную работу двигателей М-71. Решение об отказе от И-185 было также вызвано и широким использованием в его конструкции металла, с которым СССР в то время все еще испытывал трудности.
Проектирование Ла-5 с АШ-71Ф велось параллельно с работами о Ла-5Ф/ФН с двигателями АШ-82ФН. Мотор АШ-71 был установлен на планер Ла-5Ф. В конструкцию самолета внесли ряд усовершенствований, апробированных на Ла-5 «206», в частности под капот мотора был перенесен воздухозаборник, а маслорадиатор сдвинули назад под фюзеляж. Ла-5 с АШ-71 Ф не имел жаропрочных накладок на бортах фюзеляжа: длина фюзеляжа составляла 8,31 м, несколько меньше, чем у Ла-5Ф/ФН (8,67 м). Крыло осталось неизменным, но хвостовое колесо полностью убиралось в фюзеляж. Имея взлетную массу 3516 кг Ла-5 с АШ-71Ф весил на 358 кг больше, чем Ла-5ФН.
Прототип Ла-5 с АШ-71 Ф был окрашен по стандартной камуфляжной схеме: верх — черно-зеленый и оливково-зеленый, низ — светло-голубой. Опознавательные знаки — красные звезды с черной окантовкой — наносились на вертикальное оперение, борта фюзеляжа и нижние поверхности плоскостей крыла. Законцовка киля красилась в желтый цвет.
Первый полет Ла-5 с АШ-71 Ф совершил 28 апреля 1943 г., всего через несколько недель после первого полета Ла-5ФН. С конца апреля по июнь 1943 г. самолет проходил испытания на базе ЛИИ в Свердловске. Максимальная скорость у земли составила 612 км/ч, на высоте 5500 м — 685 км/ч, что было на 50 и 37 км/ ч больше соответствующих показателей Ла-5ФН. В целом же, характеристики продемонстрированные Ла-5 с АШ-71 Ф оказались ниже расчетных, поэтому было решено организовать продувки самолета в аэродинамической трубе Т-104. Перед продувками с самолета смыли камуфляжную окраску.
Продувки помогли найти причину значительных расхождений между истинными и расчетными характеристиками — плохое качество внешних поверхностей, особенно капотов двигателя. Инженеры ЦАГИ пришли к выводы, что после исправления недостатков самолет способен развивать скорость порядка 720 км/ч.
Тем не менее, самолет не оправдал возлагавшиеся на него надежды, не оправдал, прежде всего, из-за ненадежной работы мотора АШ-71Ф. Стало ясно, что этот мотор не будет запущен в массовое производство — дальнейшая работа над Ла-5 с АШ-71Ф прекратилась. Всего было построено довольно незначительно количество двигателей АШ-71, часть из которых ставилась на опытные самолеты Поликарпова и Лавочкина.
Неудачные испытания Ла-5/АШ-71 поставили окончательную точку в истории этого двигателя. Стандартным авиационным двигателем воздушного охлаждения до конца войны стал АШ-82ФН.
ранний Ла-5УТИ
поздний Ла-5УТИ
Двухместный учебно-тренировочный истребитель Ла-5УТИ был разработан в КБ Лавочкина летом 1943 г. на основе конструкции самолета Ла-5Ф, кабина второго пилота (летчика-инструктора) оборудована на месте радиоотсека одноместного Лавочкина. Ла-5УТИ имел двойное управление, управление из первой кабины автоматически отключалось в случае, если пилотировать самолет начинал из второй кабины инструктор. Длина фюзеляжа Ла-5Ути по сравнению с длиной фюзеляжа Ла-5Ф не изменилась, двухместная машина оснащалась мотором АШ-82Ф.
Хотя Ла-5УТИ и предназначался для выполнения тренировочных полетов, на нем осталось достаточное количество элементов боевого самолета — бронестекло на козырьке фонаря кабины, бронезаголовники кресел летчиков (бронеспинки кресел не устанавливались). Вместе с тем рядом «боевых» систем пришлось пожертвовать в целях экономии массы: на Ла-5УТИ отсутствовали система наддува топливных баков инертным газом, кислородное оборудование радиостанция (на Ла-5УТИ первых выпусков), оборудование для сброса бомб. Объемом центрального топливного бака пришлось пожертвовать — часть пространства, отводившего под этот бак на одноместных истребителях заняла вторая кабина; в результате — суммарная емкость топливных баков Ла-5УТИ стала меньше, чем у Ла-5Ф. Вооружение учебно-тренировочного истребителя состояло из одной пушки ШВАК с боезапасом 170 снарядов, но отверстие в капоте мотора и обтекатель казенной части второй пушки были оставлены. Прицел — стандартный для Ла-5, ПБП-1Б.
Сокращение состава оборудования позволило компенсировать рост массы планера, связанный с установкой второй кабины, взлетная масса Ла-5УТИ составила 3210 кг — почти как у одноместного Ла-5Ф.
Ла-5Ф первый выпусков имели фонарь кабины по типу Ла-5/ЛаГГ-3, более поздние машины получили каплевидные фонари, характерные для Ла-5ФН. На сдвижных частях фонарей первых «УТИ» не имелось ручного захвата, на машинах позднего выпуска захват был оборудован на левой части сдвижного сегмента.
Прототип Ла-5УТИ проходил испытания в ЛИИ с 3 по 30 сентября 1943 г. Самолет продемонстрировал максимальную скорость у земли — 552 км/ч (на 5 км/ ч меньше Ла-5Ф), на высоте 3500 м — 600 км/ч. Самолет набирал высоту 5000 м за 5,7 мин. В целом, летные характеристики учебно-тренировочной модификации были близки к характеристикам исходного одноместного истребителя.
