Существенные отличия Як-9К от Як-9Т проявились, когда он начал летать, а еще большим это отличие стало, когда он начал стрелять. Модификация «К» стала более тяжелой не только потому, что тяжелее было вооружение (НС-37 и НС-45, обе весили примерно по 150 кг), была увеличена емкость топливных баков — с 440 л у Як-9Т до 650 л. Появились так же небольшие, но все же существенные пополнения в оборудовании. За головой пилота установили бронестекло, теперь он так же имел в своем распоряжении не только радиоприемник, но и передатчик.
Масса самолета возросла до 3030 кг, а его характеристики существенно упали, то же произошло с маневренностью. На высоте 5000 м он был медленнее Як-9Т на 40 км/час, и на эту же высоту забирался за 6,5 мин — на целых 60 сек медленнее. Ухудшение летных характеристик было настолько значительным, что когда дело дошло до войсковых испытаний, то в частях Як-9К летал уже с двумя топливными баками, общей емкостью 480 л.
Перейдем к стрельбе. Когда Як-9К летел со скоростью меньшей чем 350 км/час и пилот начинал стрелять из НС-45, то трясло не только самолет, но и его самого мотало в кресле взад-вперед как в разгоняющемся и тормозящем автомобиле. Однако трудно вообразить себе ситуацию, при которой истребитель, рассчитанный на скорости до 580 км/час, атаковал бы, летя на 200 км/час медленнее. Когда самолет летел значительно быстрее и пилот делал одиночные выстрелы, то это уже не оказывало существенного виляния на характер полета и точность огня. Прицеливание облегчало то, что 45 мм снаряды оставляли за собой бледно-розовый с лед в течение 4,5 сек. Огонь, тянущийся за снарядом, прочерчивал путь к цели и был хорошо виден как днем, так и ночью. Второй выстрел, а так же очередь из трех или больше снарядов, делали прицеливание полностью невозможным, так как самолет изменял даже направление полета. Если принять во внимание, что после попадания одного снаряда из пушки НС-45 вражеский самолет рассыпался в воздухе, то боезапас в 29 снарядов представляется вполне достаточным. Один снаряд так же полностью уничтожал грузовой автомобиль.
Увы, сила отдачи, несмотря на использование дульного тормоза, была так велика (7000 кг), что после возвращения из боя на самолете обнаруживались многочисленные течи — из трещин трубопроводов различных систем.
Все это было уже известно после государственных испытаний, проводившихся в НИИ ВСС в период с 12 января по 8 апреля 1944 года. Но мощь огня Як-9К была так велика, что в период с апреля по июль 1944 года было построено 53 машины, 44 из которых передали в два истребительных полка.
Вначале, в период с 13 августа по 18 сентября 1944 года, они проходили испытания в 274 ИАП из 278 ИАД, а позднее, с 15 января по 15 февраля 1945 года в знаменитом 812-ом ИАП. В отчетах об испытаниях упомянуто о 340 боевых вылетах, во время которых был проведен 51 воздушный бой. Пилоты на Як-9К сбили 12 истребителей врага и таранили один. Не отмечено встреч с бомбардировщиками и возможно это была одна из основных причин прекращения производства этой модификации. Официальная формулировка — недоведенность конструкции пушки НС-45.
Строевые пилоты рекомендовали использовать модификацию «К» как основной ударный истребитель, предназначенный для борьбы с бомбардировщиками и блокирования аэродромов. Однако ему был необходим эскорт из более легких машин: Як-1 или Як-3. Тем не менее, истребителей Як-9К так и осталось только 53 экземпляра, которые все же внесли свою лепту в победы в воздушных битвах над Донбассом, Крымом и Берлином.
Оснащение кабины Яка было довольно скромным. На приборной доске расположены альтиметр, компас КИ-11, индикатор ускорения УС-800, спидометр УП-1, индикатор поворота, тахометр ТЕ-22, часы АВР, индикатор давления масла, индикатор температуры двигателя, индикатор температуры масла и воды. Радиостанция РСИ-4 включается кнопкой на нижней стороне ручки газа. Часы имеют электроподогрев. Простой прицел с двумя дефлекторными кольцами можно было использовать лишь при дневном свете. Лишь ночные истребители оснащались более совершенным прицелом с подсветкой.
Як-9 прогревает двигатель, Тула, конец 1943 года. Зимой механики часто снимали створки люка хвостового шасси. На заднем плане виден двухместный учебный Як-7В.
Як-9Д
Хотя конструкторы Яков решили, что Як-9 будут летать с двумя баками общей емкостью 350 л, но было ясно, что нужно разрабатывать и дальний истребитель.
В январе 1943 года, когда был разработан Як-9Д, Красная Армия начала марш на запад. Уже тогда, а особенно позже (собственно говоря, до самого конца войны) часто возникали ситуации, когда истребительные полки не могли обеспечивать прикрытие с воздуха быстро наступающим войскам. Новая «девятка» с дальностью более чем 1300 км, стала единственным массовым истребителем, возможно, и не дольнего, но хотя бы увеличенного радиуса действия.
То чем отличалась модификация «Д» от «Т», было прежде всего количество топлива.
В крыльях находились четыре топливных бака: два внешних вмещали в сумме 234 л бензина, а два находящихся ближе к фюзеляжу — 436 л. Второе и третье важные отличия были связаны с иным вооружением — пушка ШВАК с боезапасом 120 снарядов и пулемет УБС с 200 патронами. В связи с этим (это существенное различие) кабина пилота не была сдвинута назад (как на модификации «Т») и помещалась в том же месте, где и на оригинальном Як-9.
Государственные испытания длились с 14 января по 16 февраля 1943 года и закончились предложением о начале его серийного производства.
Пустой Як-9Д, несмотря на то, что весил больше чем Як-9Т (примерно на 50 кг) был быстрее на 20 км/час. Причиной лучших характеристик было более высокое качество сборки и улучшенная аэродинамика. Ситуация менялась когда все четыре бака Як-9Д заполнялись бензином. До того как заливалась половина полной заправки, модификация «Д» была еще сравнима с другими Яками-9. На практике, в боевых частях, внешние баки обычно не заправляли. Механики попросту заделывали их заправочные горловины. Субъективной причиной такого поведения было желание пилотов иметь более скоростной и маневренный самолет. Объективной — то, что Якам-9Д редко бывало необходимо 650 л бензина. Данные из боевых частей свидетельствовали, что среднее потребление топлива в одном боевом вылете составляло около 270 л — то есть едва 40 % полной емкости баков.
Это, конечно, не означает, что Як-9Д был не нужным. Имелось большое количество заданий требующих дальних истребителей. А когда таких заданий не возникало, Як-9Д был надежным, быстрым и маневренным фронтовым истребителем. В период с марта 1943 года по июнь 1946 года было изготовлено 3058 Як-9Д.
Як-9 в необычном камуфляже. Точно определить цвета невозможно, предположительно это белый, зеленый и светло-серый. Обтекатель втулки красный, пропеллер не окрашен. Воздухозаборник у основания крыла закрыт.
Як-9 из 5-й воздушной армии генерала С.К. Горюнова. Армия закончила войну в Чехословакии, на аэродромах в Слатине и Медланки, район Брно. Вскоре после войны истребитель превратили в буксируемую мишень. Стандартный серо-темно-серый камуфляж. Даже в конце войны Яки-9 не имели сбрасываемого фонаря. Створки ниши заднего колеса сняты. В конце августа 1945 года лейтенант Г.Н. Кочетов перелетел в американскую оккупационную зону и запросил политического убежища. Однако, американцы отклонили просьбу пилота и предложили ему в 24 часа покинуть оккупационную зону. Тогда Кочетов перелетел в Швейцарию, приземлившись на аэродроме Дюбендорф, под Цюрихом. В декабре 1945 года самолет был возвращен советскому правительству вместе с лендлизовским С-47 Dakota. Перегонят машины из Швейцарии в Советский Союз группа механиков под командованием капитана Кашникова. Позднее Кочетов и авиаконструктор Новиков были выданы СССР швейцарским правительством в обмен ни сотрудников Красного Креста.