Силовая установка Ла-5 состояла из 14-цилиндрового двухрядного звездообразного мотора воздушного охлаждения М-82/М-82А, снабженного двухскоростным нагнетателем. Взлетная мощность составляла 1670/1700 л.с. при 2500 об/мин, а номинальная — 1150/1540 л.с. на высоте 2050 м и 990/1330 л.с. на высоте 5400 м. Диаметр цилиндра — 155,5 мм, ход — 155 мм, полный объем — 41,2 л, компрессия — 7. Вес двигателя составлял 850 кг, максимальный диаметр — 1260 мм, общая длина — 1980 мм. В качестве топлива использовался бензин 4Б-78 с минимальным октановым числом 95, который смешивался с воздухом в карбюраторе АК-82БП. Каждый из цилиндров имел по одному индивидуальному выхлопному патрубку, ведущему в общий выхлопной коллектор, в свою очередь имевший по одному выхлопному патрубку с каждого борта фюзеляжа. Все элементы выхлопной системы были выполнены из жаропрочной стали. Запуск мотора осуществлялся с помощью пневмостартера РВ-02. Через редуктор с передаточным отношением 11:16 мотор приводил во вращение трехлопастный винт изменяемого шага ВИШ-105В. Угол установки лопастей мог меняться от 22 до 51 градуса. Диаметр винта 3,10 м, вес — 141 кг. Моторама была сварена из труб, изготовленных из хромо-никелевой стали, и крепилась в двух точках к центроплану крыла и в двух точках — к ферме крепления пушек. Капот был выполнен из листов дюраля толщиной 1,2 мм. С каждого борта имелось по две панели, верхняя откидывалась вверх, а нижняя — вниз. Панели имели резиновые прокладки для улучшения герметичности и крепились замками типа Дзус, после чего стягивались по краям стальными лентами. В районе выхлопных патрубков фюзеляж был дополнительно защищен панелями из оцинкованной стали. Маслобак устанавливался на ферме крепления пушек, позади которой размещалась противопожарная перегородка из 0,8 мм дюраля, подкрепленная стрингерами. Мотор М-82Ф по конструкции не очень отличался от М-82А, но неограниченно долго мог работать на боевом режиме, вместо 5 минут у его предшественника.
Значительные изменения были внесены в конструкцию силовой установки Ла-5ФН, что было связано с использованием мотора М-82ФН (АШ-82ФН). Этот двигатель был оснащен системой непосредственного впрыска топлива НБ-3У, заменившей карбюратор АК-82БП. Чтобы освободить место для инжектора, узлы крепления мотора пришлось сдвинуть на 50 мм. Топливные трубопроводы, состоящие из медных, дюралевых и стальных трубок, заменили бронированными шлангами. Это значительно упростило работу техникам, ранее тратившим долгие часы на устранение утечек… Было увеличено поперечное сечение воздуховодов, чтобы обеспечить больший массовый расход воздуха. Кроме того, полностью перепроектировали выхлопную систему. С каждого борта фюзеляжа теперь стало пять выхлопных патрубков, объединенных с цилиндрами следующим образом: 1-й и 2-й цилиндры (цилиндры считались от верхнего в первом ряду по часовой стрелке, глядя по полету) имели общий выхлопной патрубок; 3-й, 4-й и 5-й цилиндры имели индивидуальные патрубки, в то время как 6-й, 7-й и 8-й цилиндры имели общий выхлоп. По левому борту общий патрубок имели 9-й и 10-й цилиндры, а остальные (с 11 по 14) оснащались индивидуальным выхлопом. Такая система позволила получить дополнительные прирост тяги, эквивалентный 80 л.с., по сравнению с выхлопной системой Ла-5 и Ла-5Ф. Соответственно изменилась и форма боковых створок системы охлаждения мотора, лишившихся характерной выштамповки под единственную выхлопную трубу. Механизм управления створками перенесли с левого борта на правый, что позволило значительно сократить усилия, необходимые для регулировки.
Для уменьшения нагрузки на пилота переделали управление нагнетателем так, чтобы давление наддува не превышало 1,3 атм на второй скорости. Упростили конструкцию панелей капота — теперь они открывались вверх, складываясь посредине на рояльных петлях. Изменили конструкцию противопожарной перегородки, которая теперь примыкала к капоту, что позволяло снизить температуру в кабине пилота. В этих же целях снабдили теплоизоляцией маслобак.
Схема маслосистемы Ла-5.
Установка пушек в фюзеляже Ла-5. Под левой пушкой хорошо виден патронный ящик.
Авиационная пушка ШВАК СП-20.
Органы управления силовой установкой включали: РУД, рычаги управления шагом винта и скоростью нагнетателя и рукоятки управления системой охлаждения (лобовыми и боковыми створками и «совком» маслорадиатора). Ла-5 первых серий имели пять топливных баков общей емкостью 548 л. В центроплане размещались центральный бак емкостью 124 л и два боковых по 114 л каждый. В каждой консоли размещалось по одному баку емкостью 98 л. Чтобы облегчить истребитель, баки в консолях позже были сняты, а запас топлива в оставшихся трех баках в центроплане составил 464 л за счет увеличения вместимости центрального бака до 168 л. Баки заполнялись самотеком через заливные горловины, находившиеся на верхней поверхности боковых баков. Центральный бак располагался ниже боковых и топливо поступало в него самотеком через обратные клапаны. Баки были сварены из листов алюминиевого сплава АМЦ (толщиной 1,2 мм у центрального бака и 1 мм у боковых) и имели протектор, предотвращавший утечку топлива при простреле в течение 15 сек. Протектор состоял из пяти слоев: первый (считая от стенки бака) был изготовлен из бензостойкой резины толщиной 1 мм, второй — из не вулканизированного 3 мм натурального каучука, разбухавшего при попадании на него бензина, третий и четвертые слои состояли из прорезиненной ткани толщиной 1,5 мм, а внешняя оболочка — опять из бензостойкой резины толщиной 1 мм.
Чтобы предотвратить возможный взрыв паров бензина при простреле бака, подавались охлажденные выхлопные газы двигателя. Газы отбирались от выхлопного патрубка 9 и 10 цилиндров и поступали в фильтр, где они охлаждались и из них удалялись водяные пары, после чего шли в бак.
Топливная система имела в своем составе фильтры — один в виде бумажного патрона и сетчатый тонкой очистки, размещенные в центроплане, в колодце шасси. Кроме того, в состав системы входил ручной насос, предназначенный для предварительного заполнения основного топливного насоса БНК-10ФН.