Продувки Ла-5 в натурной трубе позволили определить основные направления улучшения внешней и внутренней аэродинамики самолета: раз нет более мощного мотора, значит надо «вылизывать» самолет и облегчать конструкцию. Выяснилось, что внутренняя герметизация самолета дает прирост скорости в 24 км/ч, полное закрытие куполов шасси — еще 6 км/ч; перенос маслорадиатора из-под капота двигателя пол фюзеляж позволял снизить поперечное сечение радиатора за счет увеличения прохождения воздуха через него. Также благотворно влияло на аэродинамику истребителя удаление от поверхности центроплана нижней части боковых створок капота двигателя. Еще несколько километров скорости давал перенос воздухозаборника двигателя с крыши капота в корневую часть центроплана. С облегчением планера возникли трудности — все, что с машины можно было снять безболезненно — уже сняли, жертвовать прочностью конструкции, как это сделал Яковлев, Лавочкин не стал. К счастью, за счет поставок по ленд-лизу и налаживанием производства в глубине СССР, облегчилось положение с алюминием. Замена деревянных конструкций металлическими — большой резерв экономии массы. Одна замена деревянных лонжеронов крыла на дюралевые со стальными полками снижала массу на 100 кг! Надо сказать, что к этому времени в конструкции планера уже не осталось дельта-древесины — из-за нехватки смолы ее из конструкции постепенно вытеснили обычные сосна и береза. Чертежи металлических лонжеронов крыла и центроплана были разработаны летом 1943 г. в Нижнем Тагиле на заводе № 381 под руководством главного конструктора П.Д. Грушшю — впоследствии выдающегося конструктора зенитных ракет.
Эффективность мероприятий по аэродинамике, выданных работниками ЦАГИ, проверялась на доработанном самолете Ла-5 (заводской № 39210206). Испытания с 16 декабря по 10 февраля 1944 г. проводил летчик-испытатель Н.В.Адамович. Доработанный Лавочкин показал скорость на 34 км/ч большую, чем серийная машина (684 км/ч на высоте 6150 м), причем мероприятия по улучшению аэродинамики были реализованы не в полном объеме. Модернизация самолета № 39210206 проводилась на заводе № 21 под руководством С.М.Алексеева.
После завершения продувок Ла-5 «206» передали в ЛИИ, истребитель проходил летные испытания в Жуковском с 14 декабря 1943 г. по 10 февраля 1944 г. В ходе испытаний была достигнута скорость 630 км/ч у земли и 684 км/ч на высоте 6150 м. Результаты летных испытаний признали успешными и было принято решение строить второй прототип.
Истребитель Ла-5 «эталон 1944 г.» — первый прототип Ла-7.
Ла-7 раннего выпуска можно отличить по антенне, аналогичной Ла-5ФН.
На самолете Ла-5 «эталон 1944 г.» удалось еще в большей степени, чем на Ла-5 «206», улучшить аэродинамику. Воздухозаборник нагнетателя перенесли из-под фюзеляжа в корневую часть крыла, уменьшили количество панелей капота двигателя. Снижению лобового сопротивления самолета способствовала лучшая внешняя и внутренняя герметизация винто-моторной группы, а также доработанный стык крыла и фюзеляжа. Для улучшения управляемости самолета относительную площадь триммеров руля высоты увеличили с 20 % до 23 % (по отношению ко всей площади руля направления). В кабине появилась новая ручка управления, форма которой («баранка») напоминала форму ручки управления истребителя Bf 109, был установлен новый воздушный винт ВИШ-105В-4. Чтобы улучшить «проходимость» самолета на рулежке по тяжелым грунтам ход амортизаторов основных стоек шасси увеличили на 80 мм, до 220 мм. Учитывая ряд катастроф, произошедших с Ла-5, на «эталоне 1944 г.» в задней части фонаря кабины поставили противокапотажную раму. Рама могла спасти жизнь летчику, если самолет переворачивался на взлете или посадке (к сожалению, на серийных машинах рамы так и не появились, из-за чего погиб не один летчик, включая знаменитого аса А.Ф. Клубова из 9-го ГИАП).
Первый полет на модернизированном истребителе летчик-испытатель Георгий Михайлович Шиянов совершил 2 февраля 1944 г. Уже первые полученные результаты выглядели вполне приемлимыми — скорость у земли 597 км/ч, на высоте 6000 м — 680 км/ч. Первоначальный облет самолета провели в очень короткий срок — за пять дней.
После устранения ряда выявленных недостатков, 16 февраля, Ла-5 «эталон 1944 г.» был предъявлен на Государственные испытания, госиспытания проводились в Чкаловской. По программе Государственных испытаний намечалось выполнить 44 полета, но в девятом полете, 20 февраля, произошел обрыв шатуна в двигателе, и летчику-испытателю А.Г. Кубышкину с трудом удалось посадить истребитель. Испытания возобновились 8 марта, после ремонта Ла-5. Когда большая часть программы была отработана, из-за производственного дефекта (плохая склейка) в воздухе разрушился 12-й шпангоут фюзеляжа, Кубышкин вновь сумел посадить поврежденный самолет. К этому времени уже был готов прототип «эталона 1944 г.» № 2, на котором и завершили Государственные испытания, выполнив всего девять полетов вместо 44 запланированных; в частности, не проводился отстрел оружия — трех пушек Б-20. Интересный факт — параллельно с работой по Ла-5 «эталону 1944 г.» инженерам КБ Лавочкина удалось поднять максимальную скорость Ла-5ФН до 685 км/ч.
В заключении по Государственным испытаниям «эталона 1944 г.» говорилось:
— Характеристики скорости и скороподъемности можно оценить как «стандартные», несколько превосходящие аналогичные показателя истребителя Ла-5ФН. Максимальная скорость на высоте 6000 м составила 680 км/ч. Управление элеронами и рулем высоты — не требует особых усилий и не нуждается в дальнейших доработках. Фонарь обеспечивает прекрасный круговой обзор из кабины. Маневренные и взлетно-посадочные характеристики самолета полностью удовлетворяют требованиям.
Истребитель Ла-7 первой серии, заводской номер 452101150. В качестве бортового номера используются последние две цифры заводского номера — «50». Камуфляж самолета состоит из серых и зеленых пятен, низ — светло-голубой. Этот самолет проходил сравнительные испытания с прототипом в НИИ ВВС.
Тем не менее, за полученные результаты пришлось заплатить немалую цену. Из-за переноса маслорадиатора под фюзеляж, маслопроводы пришлось провести непосредственно под ногами летчика, из-за чего нормальная температура в кабине зимой была +40 град С, а летом — повышалась до +55 град. С. Учитывая, что в кабину пробивались выхлопные газы двигателя, а на стеклах фонаря образовывался конденсат, вполне можно сравнить кабину «эталона» с сауной. Кроме того, отмечался слишком тугой ход педалей руля направления и недостаточная отработанность механизма аварийного сброса фонаря кабины.
В отчете майор Кубышкин отметил, что значительно увеличилась горизонтальная скорость и скороподъемность, максимальная скорость достигла значения 680 км/ч на высоте 6250 м — лучший результат среди всех отечественных истребителей того времени. В то же время он указал и на недостатки «эталона 1944 г.» — жара в кабине (+40–50 град. С), скапливание в кабине конденсата влаги, велики усилия на педалях, не предусмотрено быстрое покидание машины, отсутствует автоматика управления винто-моторной группой. Вывод Кубышкин сделал следующий: «Самолет по своим летным данным является одним из лучших истребителей. Необходимо форсировать серийную постройку с одновременным устранением вышеуказанных недостатков». Не все из этих рекомендаций были учтены на серийных истребителях.
В начале мая эталон 1944 г. был запущен в серийное производство под обозначением Ла-7, а с ноября 1944 г. Ла-7 полностью вытеснил Ла-5ФН, производство которых прекратилось (кстати, на последних сериях Ла-5ФН внедрены некоторые нововведения «эталона», в частности, на Ла-5ФН 39-й и 41-й серий металлические лонжероны крыла).
Ла-7
В мае 1944 г. истребитель Ла-5 «эталон 1944 г.», получивший в КБ обозначение Ла-120, был запущен под наименованием Ла-7 в серийное производство. На серийных машинах не удалось учесть лишь одну рекомендацию, отраженную в заключении о прохождении истребителем Государственных испытаний — на самолете отсутствовал автомат управления работой винто-моторной группой. То что на Fw-190 управлялось перемещением одного рычага, на Ла-7 требовало манипуляций восьми органов управления.
Упростить управление работой винто-моторной группой можно было лишь путем установки на нагнетатель е-67 регулятора 82-ФН-ВГ и автоматического терморегулятора АРТГ-43. Данное оборудование истребители начали получать только с Ла-7 заводской номер 38101356, который проходил летные испытания с 20 марта по 8 апреля 1945 г., всего по программе летных испытаний было выполнено 24 полета.
