Самолет направили на государственные испытания, которые продолжались с 25 мая по 9 июня 1945 года. Самолет совершил 44 полета и получил рекомендацию к серийному производству. Завод № 31 в Тбилиси в 1945 году выпустил 40 цельнометаллических Яка-3, еще восемь машин собрали в 1946 году. Потом было решено прекратить выпуск Як-3 с двигателем ВК-107А, переключившись на выпуск Як-9У, которые лучше соответствовали новому мотору.
Это был экспериментальный самолет. Изначально было ясно, что новый двигатель не годится для эксплуатации в полевых условиях. Однако было интересно посмотреть, на что будет способен самолет, если на него установить еще более мощный мотор (номинальная мощность 1550 л.с.). Двигатель ВК-108 вращал пропеллер ВИШ-107ЛТ-5, вооружение состояло из одной пушки НС-23 с боекомплектом 60 выстрелов. Двигатель оборудовали новыми радиаторами, элероны вместо ткани обшили дюралевым листом.
Заводские испытания длились с 7 октября 1944 года по 8 марта 1945 года. При этом с самолета сняли вооружение, а топливные баки, вмещавшие до 350 л топлива, заполняли не до конца. Это позволило самолету развить 21 декабря 1944 года скорость 745 км/ч, немногим меньше, чем показал в рекордном полете Bf 209V1 — 755 км/ч. Несмотря на то, что официально испытания продолжались до 8 марта 1945 года, с 21 декабря 1944 года самолет не летал, поскольку ему меняли двигатель. Замена шла долго, до 8 марта. В первом же полете с новым мотором произошла авария и работы над машиной прекратили.
Еще одну попытку установить на Як-3 двигатель ВК-108 предприняла во второй половине 1945 года в ОКБ Яковлева группа инженера В.Г. Григорьева. Однако и в этот раз удачного самолета не получилось. В планах НКАП на 1946 год фигурировала постройка на заводе в Тбилиси трех Як-3 с ВК-108, но планы так и остались на бумаге.
Як-3РД
Сорок истребителей Як-1 и восемь транспортников Ли-2 полка «Нормандия-Неман» закончили свой боевой путь на аэродроме в Ле-Бурже. Полк совершил 869 боевых вылетов, заявил 273 воздушные победы и потерял 45 пилотов.
Этот самолет представлял собой попытку «скрестить» планер Як-3 с двигателем Швецова. Большая мощность двигателя давала надежду на то, что Як-3 в этой модификации может стать лучшим советским истребителем. Чтобы установить на истребитель звездообразный двигатель потребовалось радикальным образом переработать носовую часть фюзеляжа. Некоторые конструктивные изменения пришлось внести и в другие части самолета. Размах крыльев увеличился до 9,4 м, а их площадь возросла на 0,5 м². Металлические топливные баки заменили мягкими, одновременно увеличив их емкость на 110 л. Чтобы сохранить обзор из кабины, кресло пилота подняли на 84 мм. Фюзеляж и хвостовое оперение дюралевые, вооружение состояло из двух пушек Б-2 °C с боекомплектом 120 выстрелов на ствол.
Масса новой машины оказалась необычайно малой — всего 2792 кг. Сборку самолета начали 20 января 1945 года в Новосибирске, а закончили 23 апреля 1945 года в Москве. Заводские испытания начались 29 апреля. На высоте 6000 метров Як-3У развивал скорость 682 км/ч. Высоту 5000 метров самолет набирал 3,9 мин. Чтобы еще больше улучшить характеристики машины, ее отправили назад в ОКБ с целью заменить деревянное крыло металлическим. Работы закончились 25 сентября 1945 года, но из-за конца войны дальнейшего развития проект не получил. Опыт, полученный при создании Як-3У, использовали при проектировании Як-11.
История истребителей Яковлев имеет еще одну страничку. Завод в Оренбурге получил заказ из Санта-Моники, США на 20 копий Як-3 для богатых американских миллионеров. Самолеты летают, но вместо штатного климовского двигателя на них установлен двигатель Allison 21 мощностью 925 кВт. Один такой самолет был доставлен транспортником АН-124 на авиасалон в Париже в 1993 году. Машина несла эффектный серо-темно-серый камуфляж и пользовалась огромным успехом у посетителей.
Яки-1 начали войну выкрашенными в зеленый цвет с нанесенными по верхней половине фюзеляжа темно-зелеными или черными пятнами. Днище фюзеляжа и нижняя поверхность крыльев была голубого цвета. Переход между цветами был плавный, так как краску наносили из пульверизатора. В первые две зимы самолеты покрывали белой краской, которая очень быстро облезала. Чтобы упростить поиск самолетов, совершивших вынужденную посадку на снег, концы крыльев окрашивали в красный цвет. Также часто встречались самолеты с не перекрашенным в белый цвет капотом. У таких самолетов на стоянке капот закрывали белым полотном.
В июле 1943 года появилась новая камуфляжная схема. Самолеты стали красить серой краской двух оттенков. Матерчатую и фанерную обшивку красили темно-серой краской АМТ-12 и серо-голубой краской АМТ-11. Металлические части покрывали красками А-32М и А-33М, соответственно. Нижняя поверхность фюзеляжа и крыльев остались голубого цвета. Переходы между цветами по инструкции должны были быть резкими. Новый камуфляж начал использоваться летом 1943 года и сохранялся до конца войны, хотя резкие границы перехода между цветами были лишь у малого числа самолетов. Как следует из анализа фотоматериалов и рассказов летчиков, в последние месяцы войны известная доля самолетов выкрашивалась лишь в один оттенок серого цвета. Пропеллер черного цвета, иногда концы лопастей несли желтую метку. В начале войны передняя поверхность лопастей не красилась, а черной краской покрывалась лишь та поверхность, которую видел пилот. Однако скоро выяснилось, что блестящий диск вертящегося пропеллера демаскирует самолет, поэтому скоро лопасти стали чернить с обеих сторон.
Сталин подарил самолеты французским пилотам, следуя старинной французской традиции возвращаться домой с оружием. По возвращении во Францию красные звезды были закрашены, вместо них были нанесены французские трехцветные розетки.
Три Як-3 на аэродроме Ле-Бурже, лето 1945 года. Передний самолет перекрашен в светло-серый цвет. Полк вошел в состав ВВС Франции как GC 3/5 Normandie- Niemen и базировался на аэродромах в Ле-Бурже и Туссю-ле-Нобль.
Хотя до начала войны советская промышленность выпустила 425 самолетов Як-1, в боевые части поступила едва ли четверть от этого числа машин. В частности в апреле 1941 года 78 самолетов отправили в Баку, где они оставались какое-то время и после нападения Германии. Скорее всего задержки с доставкой объясняются приказом СНК от 7 сентября 1940 года, согласно которому Яковлев должен был представить третий прототип И-26, вооруженный пушкой и четырьмя пулеметами. Конструкторы сопротивлялись этому приказу, поскольку такой самолет имел бы худшие летные характеристики. Тем не менее, было решено создать компромиссный вариант, который следовало представить к концу января 1941 года. Все это привело к тому, что вплоть до 3 марта 1941 года военные не принимали выпущенные в Москве и Саратове самолеты, ожидая их перевооружения.
К 22 июня 1941 года в пяти западных военных округах Советского Союза находилось 105 самолетов Як-1, из которых 92 было укомплектовано, облетано и принято военными. Следует иметь в виду, что в части самолеты отправлялись по железной дороге в контейнерах. В Ленинградском ВО 20 машин находилось в составе 158-го ПАП, в Прибалтийском ОБО — три машины, в Западном ОБО — 20 Як в 123-м ИАП, а в Киевском ОБО — 62 самолета распределялись между 20-м и 91-м ИАП. В Одесском ВО Як не было вовсе. Однако и эти машины почти все не участвовали в первых боях, поскольку боеготовность имели только два полка: 20-й и 158-й ИАП. Сравнительно много Як находилось в распоряжении морской авиации. 23 июня 1941 года их было 44 штуки, из них семь принадлежали Черноморскому Флоту, а 11 — Балтийскому. Из них лишь восемь машин входило в состав балтийского 71-го ИАП, находившегося в боеготовом состоянии.
В ходе войны морская авиация получила 368 Як-1 и 131 Як-3. Североморский флот по состоянию на 18 февраля 1942 года располагал девятью Яками-1, в том числе пятью боеспособными. К 1 апреля 1943 года число самолетов сократилось до шести (два боеспособных). К 1 июля того же года Североморский флот располагал уже 32 истребителями (29 боеспособных). Позднее начали поступать Яки-9 и 3. К 1 июля 1944 года Североморский Флот располагал 20 Яками-9 и 14 Яками-3, а 1 января 1945 года Североморский Флот имел уже 62 боеспособных Яка-3, еще семь машин находилось в ремонте.
Более скромными были силы Черноморского Флота. 22 июля 1942 года в составе 62-й АБ было 16 боеспособных Як-1 и четыре машины находилось в ремонте. К 22 декабря 1942 года число боеспособных и ремонтируемых машин составило 29 и 9, соответственно.
Авиация Балтийского Флота на 15 мая 1942 года располагала следующим числом самолетов: 3-й ГИАП — 22 боеспособных и 6 в ремонте (ЛаГГ-3, МиГ-3, Пе-2 и Як-1), 21-й ИАП — 22 Як-1, в том числе 7 в ремонте.
