Все эти доработки были сделаны очень быстро, и 22 декабря самолет уже передали на заводские испытания. Летать должен был В.Л. Расторгуев, а ведущим инженером назначили Б.С. Моторина.
Дело сразу пошло трудно. В своих мемуарах Адлер писал: «Жгучая азотная кислота появлялась там, где ее не ждали. Механики сбились с ног, устраняя течи, и сами не обходились без ожогов. В довершение всего, хорошо отлаженный ЖРД. прекрасно запускаемый на земле, никак не хотел запускаться в полете, а это было опасно: запаздывание запуска хотя бы на одну-две секунды могло привести к взрыву ЖРД от накопленной в его камере сгорания смеси компонентов, вовремя не воспламененной, а это могло взорвать весь самолет». Тогда в голову пришла простая мысль: в момент запуска надо создать в камере сгорания условия, близкие к земным, и сделано это было элементарно: сопло закрыли простой картонкой, примотав ее нитками. Разрежение в камере сгорания в полете уменьшилось, и удалось включить ракетный двигатель, разогнавшись на высоте 5000 м до скорости 782 км/ч. Но 12 мая на аналогичном самолете Ла-7Р при запуске РД-1 на земле произошел взрыв.
Хотя уже было ясно, что дальнейшее развитие истребительной авиации будет связано с турбореактивными двигателями, и на Як-3 уже «примеряли» немецкий ТРД JUMO 004, Яковлев настаивал на продолжении работ по ЖРД. Для повышения его надежности Глушко предложил вместо электрического запуска применить химический. Новый двигатель РД-1ХЗ быстро поставили на Як-3РД, но 14 мая в процессе его первого запуска на земле произошла вспышка скопившейся в камере топливной смеси, повредившая сопло. В тот же день поставили новый ЖРД (с электрозапуском). 15 мая Яковлев пригласил специалиста КБ-16 для консультации. Приехал сам Глушко, посмотрел запуск РД-1 на земле и разрешил полеты. Е.Г Адлер вспоминает: «На наш вопрос: «Что же произошло у Лавочкина?", он (Глушко. – Авт.) бодро ответил там у них был тощий факел, у вас – нормальный". Хотя Адлер не был удовлетворен таким ответом, полетный лист Расторгуеву он подписал. Но сам поехал к Яковлеву с намерением добиться прекращения испытаний ввиду их небезопасности и явной бесперспективности, ведь боевая ценность самолета, который мог выполнить всего одну атаку, была невысока. Пока он спорил с Главным конструктором, зазвенел телефон. Яковлев взял трубку Звонили с ЛИСа: в полете произошла авария топливной системы ЖРД, и при попытке его запуска в камере сгорания произошел взрыв. Расторгуев посадил самолет с оторванной левой половиной руля высоты. Всего на Як-3РД удалось выполнить 21 полет продолжительностью 7 ч 11 мини предпринять 8 попыток включения РД-1 в воздухе.
Як-3РД долго стоял, все усилия ОКБ были сосредоточены на турбореактивной модификации Як-3 (его ведущим конструктором стал Е.Г. Адлер, а законсервированный РД курировал Моторин), но в начале августа 1945 г. неожиданно поступил приказ подготовить его к воздушному параду в честь Дня авиации 18-го числа. Турбореактивных истребителей у СССР еще не было, но надо было показать бывшим союзникам, а теперь – вероятным противникам, хотя бы что-нибудь. Як-3РД должен был подойти к Тушино на малой высоте, включить ЖРД и перейти в набор высоты крутой «свечой».
Однако в тренировочном полете 15 августа в кабине лопнула трубка, подводящая керосин к манометру системы подачи горючего. Все ее пространство мгновенно заволокло туманом, эмульсия попала Расторгуеву в глаза и легкие, но все же он смог посадить машину. Самый тщательный осмотр не выявил других неисправностей. трубку заменили, и на следующий день председатель аварийной комиссии Адлер распорядился проверить ЖРД запуском на высоте 5 км. Но по плану на тот день стоял полет на малой высоте, как он должен состояться на параде. Штаб по подготовке к параду настаивал на этом варианте, и Яковлев не поддержал своего подчиненного. К 12.00 на Центральном аэродроме ждали министра авиапромышленности Шахурина, он же возглавлял и «парадную комиссию». Адлер рассчитывал поговорить с ним и добиться отмены задания, но Шахурин так и не приехал, и Расторгуев ушел в полет по «низкому профилю».
Темно-синий Як-3РД появился над Тушино, включил ЖРД, пошел вверх, но факел у хвоста вдруг пропал, а от самолета стали отделяться белые клубы дыма. Вспоминает Е. Г. Адлер: «…совершенно потеряв скорость самолет нехотя перевернулся носом вниз и, снова ее набирая, перешел в отвесное пике, затем снова в отрицательное, далее стал очень вяло снова выходить в пикирование с положительным углом – Прыгай! – кричу я, не владея собой. – Прыгай!!! Видим столб черного дыма…»
Эта катастрофа, единственная на испытаниях всех опытных самолетов семейства Як-3 поставила точку в попытке сделать гибрид поршневого и ракетного перехватчика. Это не удалось не только Яковлеву, но и вообще никому
Двадцатого июня 1944 г. на аэродром 91-го ИАП 2-й воздушной армии прибыли новые самолеты – сорок один Як-3 (строго по числу летчиков) часть получила для проведения войсковых испытаний. Полк работал на Як-9 и быстро освоил новую технику, получив под руководством летчиков ОКБ и НИИ ВВС по 25-30 часов тренировок. Этого оказалось достаточно даже для семнадцати молодых пилотов, которые еще не были в бою. 13 июля началась Львовско-Сандомирская наступательная операция, в ходе которой 91-й ИАП выполнил на новых самолетах 431 боевой вылет на прикрытие войск и аэродрома базирования, свободную охоту, перехват самолетов противника по наведению с передовых постов наблюдения и «по-зрячему», а также на наращивание сил в вознельзя. Среди всех истребителей завершающего периода II мировой войны этот самолет Яковлева имел самый слабый двигатель с боевой мощностью всего 1290 л.с. Для сравнения: мотор DB 605DC самолета Bf 109G-10 на высоте 5000 м с впрыском вод- но-спиртовой смеси развивал 1800 л.с., a DB 605ASCM, установленный на Bf 109К-4,- 2030 л.с. Соответственно, по нагрузке на мощность Як-3 проигрывал лучшим модификациям Bf 109. С боевым весом (75% топлива) этот параметр у стандартного Як-3 был 1,93 кг/л.с., а у Як-3П – 1,94 против 1,7 у Bf 109G-10 и 1,41 у варианта К-4. Зато FW 190D-9 был чуть хуже «Яка» – 2,0 кг/л.с., а А-8 уступал ему уже заметно – 2,83. По данному показателю Ла-7 несколько превосходил Як-3.
Летчики-асы группы «Меч» из состава 13-й ИАД
Як-3 из состава 303-й ИАД. В маневренном бою истребитель Яковлева имел неоспоримые преимущества перед машиной Мессершмитта
В горизонтальном полете до высоты 5500 м серийный Як-3 обгонял Bf 109G-10, который по комплексу боевых характеристик с учетом надежности можно назвать лучшим немецким истребителем конца войны, причем на 4000 м преимущество составляло около 30 км/ч, а у земли – почти 20 км/ч. Тяжелый FW 190А-8 мог догнать «Як» только выше 5750 м, на 4000 м он отставал на 50 км/ч, а у земли – на 30 км/ч. «Длинноносый» FW 190D-9 получал преимущество перед Як-3 на эшелоне 5000 м, уступая на высоте 4 км 35 км/ч, а у земли – 25. Что касается советских истребителей, то Як-3 мог обогнать Ла-7 АШ-82ФН только в узком диапазоне высот от 3900 до 4750 м, уступая Як-9У ВК-107А на всех высотах.
По удельной нагрузке на крыло с боевым весом Як-3 был лучше всех – 167 кг/м2 , у Bf 109G-10 этот параметр был равен 191, у «облегченного» К-4 – 179 кг/м2 . FW 190 был еще хуже – 226 кг/м2 у варианта D-9 и 231 – у А-8. Соответственно, Як-3 наголову превосходил их всех по характеристикам виража. Особенно велико было преимущество в вираже неустановившемся. Здесь сыграли роль правильно подобранные плечи рулей, элеронов и их сервокомпенсаторов, а также удачная конструкция системы управления, которые обеспечили легкость управления и оптимальную реакцию самолета на движения ручки и педалей.