1 июня 1940 года на госиспытания был представлен второй опытный образец, однако и на нем основные недостатки его предшественника устранены не были.
По воспоминаниям инженера НИИ ВВС И.Г. Рабкина, «
Испытания носили достаточно странный характер. Поскольку из-за неудовлетворительного функционирования систем осуществлять полет на полных оборотах двигателя продолжительностью более 2,5–3 минут было невозможно, часть пунктов из программы испытаний была исключена, а часть характеристик снималась «поэтапно». Так, приходилось «…
На основании подобных «полуполетов», как прозвали подобные манипуляции в институте, было вынесено заключение, что И-26 способен развить оговоренные техническим заданием 586 км/ч скорости и набирать высоту 5000 м за 6 минут. Однако самолет, неспособный не только энергично маневрировать, но и в принципе находиться в воздухе продолжительное время, не мог расцениваться как боевой и был признан не прошедшим госиспытания. Тем не менее еще до окончания испытаний уже в феврале 1940 года было вынесено постановление о постройке войсковой серии из 25 машин, а в мае этого же года о начале серийного выпуска. И это при том, что испытания удалось пройти только третьему прототипу уже в ноябре, причем с рядом оговорок. В заключительном акте приемной комиссией указывалось: «…
На заводских испытаниях облегченный прототип развил скорость 575 км/ч на высоте 4600 метров. При этом по итогам испытательных полетов отмечалось, что истребитель, несмотря на имеющиеся дефекты, имеет хорошие пилотажные данные. Возможно, именно опыт конструирования легких тренировочных самолетов позволил Яковлеву создать простую в управлении, доступную для освоения летчику средней квалификации машину. Кроме того, как показали дальнейшие события, самолет мог быть легко освоен промышленностью даже при отсутствии высококвалифицированных кадров – достаточно сказать, что один из заводов, на которых был начат серийный выпуск истребителей Яковлева – саратовский авиазавод № 292 – еще в 1937 году носил наименование «Саркомбайн», а другой – завод № 301, – являлся ранее мебельной фабрикой Наркомлеса.
Получивший в серийном выпуске наименование Як-1 на первом этапе не расценивался как основная боевая машина истребительной авиации РККА. На 22 июня 1941 года в составе советских ВВС числилось всего 235 Яков, в том числе чуть больше сотни в Западных округах, но уже к середине 1942 года доля Яков в составе фронтовой авиации стала преобладающей. Хотя Як-1 еще не избавился от «детских болезней», уже в процессе выпуска шла упорная работа по устранению дефектов и улучшению параметров самолета.
За время выпуска самолет претерпел ряд модернизаций, в том числе изменивших облик машины – в частности, был убран высокий гаргрот за кабиной летчика, затруднявший обзор назад-вверх на машинах первых серий, а фонарь кабины принял каплевидную форму. Кроме того, был предпринят ряд мероприятий по совершенствованию систем охлаждения и улучшению аэродинамических характеристик, в том числе герметизация и изменение профиля туннелей масло– и водорадиаторов, формы патрубков, герметизация фюзеляжа и куполов шасси, при этом убирающейся стала и хвостовая опора. Одновременно были рассмотрены все возможные способы снижения массы самолета, включавшие в себя как совершенствование конструкции – в частности замена деревянного оперения металлическим, так и сокращение состава бортового оборудования, в том числе снятие одного из двух баллонов сжатого воздуха, масляного фильтра грубой очистки, одного из двух бензиномеров, протекторов бензобаков.
Все эти меры уже позволили получить существенную прибавку скорости до 35–38 км/ч. Кроме того, вместо 1050-сильного мотора М-105 был установлен форсированный М-105ПФ мощностью 1180 л.с. Изменилось и вооружение – вместо изначально устанавливавшихся в комплекте с мотор-пушкой ШВАК двух пулеметов ШКАС винтовочного калибра теперь в состав вооружения входил 12,7-мм пулемет БС. Кроме того, более тысячи серийных самолетов было оснащено пусковыми установками РС-82.
Воплощением осуществленных доработок стал истребитель Як-1Б, серийный выпуск которого был начат в сентябре 1942 года в соответствии с постановлением ГКО от 11 августа 1942 года. Уже в первый месяц было построено 10 машин, а с октября производство полностью переведено на выпуск этой модификации, продолжавшийся до середины 1944 года.
Всего истребителей типа Як-1, в течение длительного времени остававшихся самыми распространенными истребителями советских ВВС, было выпущено более 8,7 тысячи, из которых 4188 машин модификации Як-1Б и 273 «переходных».
Хотя по ряду характеристик Як-1 уступал истребителям Мессершмитта, все же тем не менее это была уже машина иного поколения, позволявшая советским летчикам более уверенно противостоять противнику.
В марте 1942 года газета «Красная звезда» сообщила о воздушном бое, ставшем известным как «7 против 25», проведенном в небе над Харьковом эскадрильей под командованием капитана Б. Еремина. 8 марта семь Як-1 встретились в воздухе с семеркой бомбардировщиков Ju.87 и Ju.88 под прикрытием 18 Bf.109. Советским истребителям удалось сбить пять «мессершмиттов» и два Юнкерса (по другим описаниям, четыре истребителя и бомбардировщик), не понеся потерь.
7 августа 1942 года восьмерка Як-1 32-го ИАП атаковала группу из 36 Ju.88 под прикрытием 10 Bf.109. Советские истребители доложили об уничтожении одиннадцати немецких самолетов, потеряв два Яка (оба летчика выбросились с парашютом).
Як-1 стал первым боевым самолетом эскадрильи «Нормандия», сформированной из французских летчиков, сражавшихся по соглашению с руководством движения «Сражающаяся Франция» в составе советской 303-й истребительной авиационной дивизии. Сформированный на основе эскадрильи 1-й иап «Нормандия – Неман» воевал на истребителях Яковлева (Як-1, Як-9, Як-3) до окончания войны, записав на свой счет 273 победы[13].
На Як-1 воевал и выполнявший боевые функции в составе войск ПВО единственный «женский» истребительный полк – 586-й иап[14], летчицы которого одержали не менее 19 документально подтвержденных побед. Некоторые из них продолжили службу и в «мужских» авиационных частях, в их числе одна из самых известных советских летчиц Второй мировой, младший лейтенант Лидия Литвяк, одержавшая до ее гибели в 1943 году, по данным М. Быкова, 5 побед в воздухе (ранее в советских источниках упоминали об 11 сбитых ею немецких самолетах).
Одним из экспериментов, осуществленных на Як-1, стало применение в зимнее время убираемого лыжного шасси. В период с сентября 1941 по 25 февраля 1942 года было выпущено около 830 самолетов Як-1, оборудованных лыжами. Однако опыт боевого применения показал, что даже в убранном положении лыжи создают значительное сопротивление, что ведет к ухудшению летных характеристик. Поэтому уже зимой 1942/43 года от использования лыж (кроме некоторых северных участков фронта) отказались, а снег на аэродромах стали плотно укатывать до возможности эксплуатации на штатном колесном шасси.
Одна из модификаций Як-1 была создана специально для частей противовоздушной обороны. Выпущенный в период 1943–1944 годов в количестве 385 машин Як-1 М-105ПФ МПВО отличался от фронтового истребителя наличием дополнительного оборудования для полетов ночью и в сложных метеоусловиях: фары, вариометра, авиагоризонта, радиополукомпаса.
Дополнительные надежды при совершенствовании Як-1 возлагались на новый двигатель M-106, оснащенный турбонаддувом, благодаря чему его мощность возросла до 1350 л.с. Опытный самолет с двигателем М-106 показал увеличение скорости на высоте 1000 м с 546 до 555 км/ч, на высоте 3000 м с 571 до 596 км/ч, а на высоте 5000 м – с 592 до 606 км/ч, скороподъёмность при этом увеличилась с 800 до 892 м/мин. Однако, как и при испытаниях опытного И-26, конструкторы столкнулись с проблемой перегрева двигателя при длительном полете на высоких оборотах, решить которую так и не удалось. В начале 1943 года было построено 47 самолетов Як-1 М-106, из которых были приняты лишь 19. Устранить дефект в результате так и не удалось.
Появление новых типов истребителей вызвало необходимость создания нового самолета для подготовки летчиков. Эту задачу также поручили Яковлеву как уже имеющему опыт создания учебно-тренировочных машин. Выпуск имеющего двухместную кабину с двойным комплектом управления и вооруженного одним пулеметом ШКАС УТИ-26, в серии получившего наименование Як-7УТИ, начался в апреле 1941 года. В течение полугода было выпущено 186 самолетов, использовавшихся не только как учебные, но и в качестве разведчиков. Позже выпуск учебного самолета был возобновлен под наименованием Як-7В «вывозной» в упрощенном варианте – без вооружения и с неубирающимся шасси. В период с марта 1942 года до декабря 1943 года было построено 510 экземпляров, 87 дополнительно переоборудовано из истребителя Як-7Б.
Летные данные нового учебного самолета оказались столь многообещающими, что по инициативе инженера К.В. Синельщикова, занимавшегося вопросами организации серийного производства Яков, одна из машин была переоборудована в одноместный истребитель. С самолета сняли второй комплект оборудования и средств управления, установили бронеспинку, протектированые бензобаки, вооружили истребитель мотор-пушкой ШВАК и двумя синхронными пулеметами ШКАС, кроме того, предусмотрели пусковую установку шести реактивных снарядов РС-82. Оказалось, что по сравнению с Як-1 новый самолет, получивший название Як-7, имел лучшую продольную устойчивость и управляемость, усовершенствованную конструкцию шасси. Образовавшееся пространство вместо кабины инструктора теперь могло использоваться для перевозки имущества или военнослужащих-техников при перебазировании, размещения дополнительного топливного бака и оборудования, а боевых условиях и для спасения своих товарищей, совершивших вынужденную посадку или будучи сбитыми, выбросившихся с парашютом.