Итак, к середине 1943 г. в руках Яковлева не было ни «журавля» (с двигателем М-107), ни даже «синицы» (с М-106), но двигателисты все же нашли выход. В начале войны действия пикировщиков Ju 87 заставляли советские ВВС работать на малых высотах В 1943 г. уже авиация РККА, в которой важнейшую роль стали играть штурмовики, вынуждала врага вести бои в диапазоне высот до 4 км, но чаще – ниже 2500 м, что определялось типовым эшелоном полета Ил-2 и радиусами восходящих маневров истребителей. Воспользовавшись этим обстоятельством, Климов перерегулировал нагнетатель двигателя М-105ПА, повысив мощность модификации М-105ПФ именно на тех высотах, где чаще всего шли бои. По персональной просьбе Яковлева он снова увеличил наддув, в результате номинальная мощность на 1-й скорости нагнетателя возросла с 1260 до 1310 л.с. на высоте 200 м, а на 2-й -с 1180 до 1240л.е., но I граница высотности была понижена с 2700 до 700 м. Это не обеспечивало оптимального соотношения скоростей и высот полета и снижало надежность и ресурс мотора, и в серии Климов разрешил повысить наддув только для 1-й скорости. В итоге за счет снижения II границы высотности с 2400 до 2000 м взлетную мощность повысили с 1210 до 1290 л е., а боевую – с 1150 до 1290 л.с.
Такой мотор поставили на первый «Москит» в июле, но теперь радиаторы не справлялись с его охлаждением. Их переделали, и самолет поставили на продувку в натурной аэродинамической трубе ЦАГИ, эксплуатация которой возобновилась, когда исчезла опасность налетов немецкой авиации. В августе рекомендации ЦАГИ были реализованы на первом Як-1М: на все цилиндры поставили индивидуальные выхлопные патрубки, воздухозаборник нагнетателя перенесли под капот, полотняную обшивку хвостовой части заменили фанерной, улучшили герметизацию и подгонку панелей, люков и створок шасси. Летные испытания доработанного самолета показали, что скорость у земли достигла 573, а на высоте 4500 м – 653 км/ч.
На «дублере «Москита» (3-м летном образце Як-1М) успели учесть многие замечания, которые выставили испытатели к первой машине. Теперь сразу поставили М-105ПФ2 с облегченным винтом ВИШ- 105СВ-01, который за счет высокого КПД компенсировал потерю мощности по сравнению с М-106П. Летчики оценили систему ВГ (объединенное управление газом и шагом винта) и особенно автомат регулирования температуры мотора АРТ-41, который вместе с новыми радиаторами исключил и перегрев мотора, и его переохлаждение на пикировании. Аэродинамику улучшили по рекомендациям ЦАГИ: полотно на фюзеляже заменили фанерой, исключили отсос щитков шасси и т.д. Заменив пушку ШВАК облегченной ША-20М с боекомплектом 110 снарядов вместо 120-ти, поставили второй синхронный пулемет УБ (по 150 патронов на ствол, а раньше на одном было 200), примитивный кольцевой прицел уступил место колиматорному ПБП-1а. Гнутая бронеспинка теперь защищала и бока летчика, заднее бронестекло крепили в новой раме, исключив перекосы и появление микротрещин (т.н. «серебра») и потерю прозрачности. Увеличенные на 6 л баки были полностью протектированы и заполнялись охлажденными выхлопными газами. Фонарь кабины получил систему аварийного сброса. Сделано было много, а вес самолета увеличился всего на несколько килограмм.
Дублер» сдали в руки ведущего инженера ОКБ по испытаниям Канукова 9-го (по другим данным – 17) сентября, и 20 числа Федрови его облетал. После декады полетов и недели доработок 6 ноября машину приняли на Госиспытания летчик НИИ ВВС Прошаков и ведущий инженер Седов, а уже 23 октября главный инженер ВВС Репин утвердил Акт по результатам испытаний. Замечания были оперативно устранены, что подтвердили дополнительные полеты летчика Кочеткова и контрольный облет, который выполнил П.М. Стефановский.
Постановлением ГКО № 4410 от 26.10.1943 г. «Москит» был принят на вооружение. Поскольку в то время еще велись работы по другим истребителям Яковлева, именоваемым Як-1М, тем же документом самолету было присвоено обозначение Як-3. Другие машины, проходившие ранее под индексом Як-3 (опытный пушечный истребитель И-30 и серийный самолет, получивший официальное обозначение Як-7А), были к тому времени либо переименованы, либо их испытания уже прекратились.
За создание Як-3 и Як-9У А.С Яковлев был удостоен Сталинской премии по изобретательству за 1943 г., причем в списке НКАП его фамилия стояла первой.
1943 г вошел в историю как год коренного перелома в Великой Отечественной войне однако враг был еще силен. Необходимо было внедрять в серию новые самолеты, не допуская снижения темпов поставки уже освоенной авиатехники.
2 ноября вышел приказ по НКАП № 658, определявший выпуск Як-3 на заводе № 292 в Саратове, где ранее строили Як-1б В ночь на 24 июня 1943 г. предприятие подверглось сильнейшей бомбардировке и почти все сгорело, но сдача самолетов возобновилась уже 29 июня, а 13 сентября «догнали» план. К марту 1944 г. специально для Як-3 запустили поточно-конвейерную линию с принудительным движением. Бригады теперь располагались на «станциях» конвейера, а не следовали за каждой машиной. Это не только подняло производительность труда, но позволило повысить качество и улучшить взаимозаменяемость – агрегатные цехи вынуждены были подтянуться и делать стыковые узлы так, что подгонка при окончательной сборке самолета была уже не нужна.
Постановлением ГКО № 4553 от 12 ноября 1943 г и приказом по НКАП № 686 от 16 ноября Як-3 шел в серию и в Тбилиси на заводе № 31. До 1 марта следующего года завод должен был достраивать имевшийся задел истребителей ЛаГГ-3. а дальше полностью перейти на самолеты Яковлева
Эталоном для серийного Як-3 стал «дублер «Москита» с учетом большинства доработок. Планер усилили из расчета на 700 км/ч, а шасси пересчитали на больший вес, улучшили аэродинамику кабины и зализа крыла, а также герметизацию противопожарной перегородки, отделяющей мотор от кабины. Пушка ША-20М на испытаниях показала себя лучше, чем Б-20 Березина и В-20 Владимирова, но на снабжение ВВС она все же не была принята. Яковлев решил оставить серийную ШВАК, а чтобы не потерять в маневре из-за всех этих мероприятий по усилению самолета, вновь разрешил снять один пулемет. В серию внедрили новые радиаторы воды и масла, изменили их тоннели, увеличили отклонение заслонок, отодвинули от бортов шкалы бензиномеров в крыле, чтобы летчик их лучше видел.
В серию мотор ВК-105ПФ2 пошел на заводе № 26 в Уфе, а затем и на № 16 в Казани. До октября 1944 г он поставлялся только для Як-3, затем его стали устанавливать и на Як-9М, Як-9У, последние серии ЛаГГ-3 и бомбардировщика Пе-2. Приказом по НКАП № 39 от 19 января 1944 г. была заказана первая серия в 100 штук ВК-105ПФ2, которым на основании заводских длительных испытаний был установлен ресурс 150 ч, но эксплуатация выявила много дефектов, и завод № 26 приступил к их устранению Постепенно все вопросы были сняты за счет усиления поршневых пальцев, коленвала, привода нагнетателя и ряда других деталей ценой незначительного повышения массы.
Изготовление первых деталей на Як-3 саратовский завод начал 12 января 1944 г., 1 марта закончилась сборка самолета № 06-01 (6-я машина 1-й серии «поспела» первой: пока самолет строился не на конвейере), а 8-го он сделал первый 10-минутный полет вокруг заводского аэродрома. Не допустить снижения темпов выпуска Як-1 в Саратове не удалось, и оправдываясь 22 марта замнаркома Дементьев и Яковлев писали Сталину: «…уменьшение выпуска старых самолетов Як-1 позволит заводу 292 значительно
