С 25 августа по 1 сентября 1942 г. этот ЛаГГ-3 прошёл государственные испытания, показавшие, что применение предкрылков и аэродинамической компенсации рулей облегчило управление самолётом (хотя управление рулём поворота оставалось ещё довольно тяжёлым); время виража, несмотря на увеличение полётного веса, сохранилось прежним; улучшилась поперечная устойчивость. Самолёт без проблем пикировал под углом 60° с приборной скоростью 650 км/ч. Наивыгоднейшими для атаки углами были 30–40°. Стрельба из 37-мм пушки не раскачивала машину и, соответственно, не влияла на точность прицеливания, что было особенно важно для борьбы с бронетехникой.
В заключении отчёта отмечалось, что самолёт может использоваться для поражения танков и бронемашин с бронёй толщиной до 40 мм, а также живой силы и техники противника. Несмотря на это, ЛаГГ-3 с пушкой Ш-37 дальнейшего развития не получил, хотя чуть позже на этом истребителе испытывалась пушка калибра 45 мм, созданная на базе Ш-37 путём замены ствола. Причина заключалась в появлении более совершенного орудия — НС-37 конструкции Нудельмана и Суранова.
ЛаГГ-3 с НС-37 успешно прошёл государственные испытания, но на вооружение пушку приняли лишь 30 декабря 1942 г. Тем не менее завод № 21 построил 15 ЛаГГ-3 с НС-37. По сравнению с машинами, оснащёнными Ш-37, они получились значительно легче. В связи с переходом завода № 21 на выпуск Ла-5 последующее производство противотанковых ЛаГГ-3 осуществлялось в Тбилиси.
ИСТРЕБИТЕЛИ ИЗ ТБИЛИСИ
Осенью 1942 г. ЛаГГ-3 продолжали строить только в Тбилиси. ГКО вновь потребовал повысить лётные качества машины. Следовало увеличить скорость, снизить вес, улучшить манёвренность и взлётно-посадочные характеристики. Завод № 31 обязали внедрить в серийное производство ЛаГГ-3 сначала весом 2850 кг, а к середине ноября облегчить самолёт ещё на 100 кг. Главному конструктору предприятия Горбунову пришлось приложить массу усилий для выполнения этого распоряжения. Рапортуя о результатах, из НКАП направили Сталину доклад, в котором отмечалось, что вес истребителя действительно снижен на 120 кг, введение аэродинамических усовершенствований даёт увеличение скорости на 30 км/ч, а Горбунов продолжает работу по снижению веса. Планировалось, что с 25 ноября завод № 31 будет серийно выпускать самолёты с весом 2850 кг вместо истребителей весом 3160 кг, которые изготавливали ранее горьковчане.
ЛаГГ-3 66-й серии завода № 31.
Некоторое улучшение аэродинамики должно было обеспечиваться введением уборки хвостового колеса. На опытном образце И-301 оно поднималось в фюзеляж, позднее из-за недостаточной надёжности перешли к неубирающемуся варианту. Теперь его опять стали складывать, но несколько иначе. Внешне это выразилось в появлении выпуклых створок, закрывающих костыль в полётном положении. Все самолёты после 35-й серии отличались убирающимся хвостовым колесом.
Облегчение ЛаГГ-3 позволило ускорить набор высоты 5000 м с 6,4 до 5,8 мин, сократить время виража на высоте 1500 м с 21 до 20 с, а разбег — с 370 до 280 м. Одновременно выпуклые стёкла фонаря кабины лётчика заменили плоскими, что улучшило обзор вперёд, устранили забрызгивание передней части фонаря маслом и увеличили точность стрельбы, установив в коллиматорном прицеле красную лампу подсветки. Но как ни старались конструкторы, полностью выполнить нормативы приказа НКАП им не удалось.
Первый экземпляр опытного истребителя «105».
Второй экземпляр истребителя «105» («105-2»).
Самолёт «105-2» с мотором М-105ПФ-2 и винтом ВИШ-105СВ на испытаниях, 1944 г.
В начале 1943 г. главной задачей завода № 31 оставалось изготовление ЛаГГ-3 с полётным весом 2950 кг (на 100 кг больше требований предыдущего года) и максимальной скоростью у земли 526 км/ч, а на второй границе высотности двигателя — 590 км/ч. Облегчённый самолёт запустили в серию без статических и лётных испытаний эталона, а вес буквально «выскребали» по крупицам, зачастую ослабляя силовые элементы. Уже в ходе производства истребитель пришлось дорабатывать для обеспечения требуемых запасов прочности и необходимой центровки.
Снижение толщины обшивки передней части фюзеляжа с 9,5 до 7 мм, облегчение каркаса капотов мотора, замена двух маслобаков одним, отказ от консольных бензобаков и уменьшение толщины протектора оставшихся трёх баков, замена проводки управления газом мотора и другие, более мелкие, изменения позволили сэкономить до 252–283 кг. В то же время аэродинамические улучшения (в частности, изменение тоннелей масло- и водорадиаторов, герметизация противопожарной перегородки и выхлопных патрубков с установкой на последние обтекателей) и возросший вес серийных двигателей М-105ПФ утяжелили машину на 55 кг. В итоге переступить рубеж полётного веса в 2962 кг так и не удалось.
У серийных истребителей разброс полётного веса доходил до 9 %. Вопрос этот нередко обсуждался в наркомате, и дело кончилось тем, что в июле 1943 г. вышел приказ «О соблюдении весовой дисциплины самолётов», касавшийся всех заводов.
Сложнейшей проблемой для отечественной промышленности было обеспечение самолётов радиооборудованием. Возможность справиться с ней появилась лишь в 1943 г., когда с марта на всех ЛаГГ-3 стали устанавливать приёмники, а на каждом пятом самолёте — комплектные приёмо-передающие радиостанции РСИ-4. Часть машин выпустили в варианте ближнего разведчика с фотоаппаратом АФА-1 в хвостовой части фюзеляжа. С середины 1943 г. состав вооружения дополнили вторым пулемётом БС. На последних сериях винт ВИШ-61П заменили на ВИШ-105СВ с более широкими лопастями. При этом кок стал немного шире и приобрёл более плоскую форму.
На заводе № 31 продолжали пытаться усовершенствовать мотоустановку с целью повышения тяговооружённости истребителя. Работали над возможной установкой двигателей М-107 и М-106, но из этого ничего не получилось. В 1943 г. Горбунов предпринял последнюю попытку существенно улучшить характеристики ЛаГГ-3. Машину под обозначением «105» с мотором М-105ПФ предъявили на государственные испытания в октябре 1943 г. Первое, что бросалось в глаза, — отсутствие гаргрота за кабиной лётчика. При вооружении, включавшем пушку ШВАК и пулемёт БС с боезапасом соответственно 160 и 200 патронов, удалось довести полётный вес до 2818 кг, а максимальную скорость — до 612 км/ч.
