Lawoczkin La-7

Ła-5FN był samolotem myśliwskim udanym i jak na konstrukcję wykonaną z zastępczych materiałów na bazie drewna, miał wyjątkowo dobre osiągi. Dla frontu to wciąż było jednak mało, tym bardziej że i Niemcy nie próżnowali, wprowadzając do służby udoskonalone myśliwce Messerschmitt i Focke Wulf. Trzeba było znaleźć sposób na poprawę osiągów Ła-5FN ale tak, by nie trzeba było wdrażać do produkcji całkiem nowego samolotu. Nie było to zadanie łatwe, ale Siemion A. Ławoczkin uporał się z nim.

Latem-jesienią 1943 r. S. A. Ławoczkin intensywnie pracował nad udoskonaleniem swojego samolotu myśliwskiego Ła-5FN z silnikiem ASz-82FN. Wiedział on, że przyrost charakterystyk lotnych można osiągnąć trzema sposobami: zwiększeniem mocy zespołu napędowego oraz zmniejszeniem masy i oporu aerodynamicznego. Pierwsza droga szybko okazała się zamknięta, ze względu na niedomagania silnika M-71 (2200 KM). Pozostawało zmniejszenie masy i skrupulatne dopracowywanie aerodynamiczne. Prace te prowadzono w ścisłym współdziałaniu z Centralnym Instytutem Aero i Hydrodynamiki. Ich wyniki miały być wykorzystane w projekcie zmodernizowanego myśliwca, którego dwa prototypy miały być zbudowane zgodnie z zadaniem postawionym przez ludowy komisariat przemysłu lotniczego 29 października 1943 r.
Po pierwsze, uszczelniono osłonę aerodynamiczną silnika. Dlaczego? Dlatego, że powietrze wpadające pod osłonę zespołu napędowego mocno się wewnątrz nagrzewa, chłodząc rozgrzane cylindry. Tym samym, wzrasta ciśnienie tego powietrza i ono szuka ujścia na zewnątrz. Jeśli wypływa spod zasłonek, jego prędkość jest odpowiednio większa, dając pewien efekt odrzutu, który odejmuje się od oporu aerodynamicznego samolotu, redukując go. Jeśli jednak osłona jest nieszczelna i powietrze wypływa przez dostępne szczeliny, to nie tylko tego efektu odrzutu nie ma, ale dodatkowo wypływające przez szczeliny powietrze wywołuje zawirowania zwiększające opór powietrza opływającego kadłub. Drugą ważną zmianą wprowadzoną w zmodernizowanym myśliwcu było przesunięcie chłodnicy oleju do tyłu, spod tylnej części osłony silnika pod kadłub, tuż za krawędzią spływu skrzydeł. Także i ta zmiana przyczyniła się do zmniejszenia oporu, jako że zawirowania wywołane opływem chłodnicy nie powstawały przed połączeniem skrzydła z kadłubem, lecz dopiero za skrzydłem. Jak się okazało w toku badań, oba rozwiązania przyczyniły się do zmniejszenia oporu, przekładającego się na wzrost prędkości maksymalnej o 24 km/h – uszczelnienie osłony silnika i 11 km/h – przeniesienie chłodnicy, czyli łącznie o 35 km/h.
Podczas przygotowywania seryjnej technologii uszczelniania osłony silnika postanowiono też zmniejszyć osłaniane zasłonkami upusty powietrza za osłoną zespołu napędowego. Mniejsze upusty to mniejsza wydajność chłodzenia, ale eksploatacja ASz-82FN pokazała, że jest on mniej podatny na przegrzanie od ASz-82F i można to było bezpiecznie zrobić. Jednocześnie silnik otrzymał indywidualne rury wydechowe w miejsce wypuszczania spalin otworami wylotowymi powietrza z 10 rur (na Ła-5FN osiem cylindrów miało po jednej rurze na dwa cylindry i sześć – indywidualne). Dzięki temu udało się podnieść dolne krawędzie upustów dalej od górnej powierzchni skrzydła przy połączeniu z kadłubem i strefa zawirowań powietrza (wypływające z upustów powietrze było pełne wirów) również została odsunięta od skrzydła.
Dodatkowo chwyt powietrza do silnika przeniesiono z górnej części osłony zespołu napędowego pod część dolną, co poprawiło widoczność z kabiny i ułatwiło pilotowi celowanie, wprowadzono dodatkowe osłony podwozia, pozwalające na całkowite zakrycie kół głównych po ich schowaniu, dopracowano aerodynamicznie przejście skrzydło-kadłub oraz usunięto maszt anteny radiostacji, wprowadzając antenę bezmasztową w usterzeniu pionowym. Przy okazji zwiększono z 20 do 23 % osiową kompensację steru wysokości, co zmniejszyło siły na drążku sterowym. Rozwiązania te przyczyniły się do dalszego zmniejszenia oporu aerodynamicznego, dając przyrost prędkości maksymalnej o dodatkowe 10-15 km/h.
Wszystkie te zmiany wprowadzono na przebudowanym Ła-5FN z numerem seryjnym 39210206. Jego badania w Instytucie Prób w Locie Ludowego Komisariatu Przemysłu Lotniczego na lotnisku Żukowski rozpoczęto 14 grudnia 1943 r., jednak przez dłuższy czas nie można było wykonać oblotu ze względu na trudne warunki atmosferyczne. Po raz pierwszy wzbił się on w powietrze dopiero 30 stycznia 1944 r., ale nie wykonano na nim zbyt wielu lotów, ze względu na awarię do której doszło 10 lutego. Pilot Nikołaj W. Adamowicz musiał wówczas opuścić samolot ze spadochronem po nie dającym się ugasić pożarze silnika.
Tymczasem ukończono przebudowę drugiego Ła-5FN, który miał numer fabryczny 45210150 i otrzymał oznaczenie – Ła-5 wzorzec produkcji seryjnej 1944 r. Warto zwrócić uwagę, że w przeciwieństwie do wcześniejszych egzemplarzy, na których testowano poszczególne rozwiązania, tym razem zmieniono oznaczenie fabryczne typu z „39” (Ła-5FN z drewnianym dźwigarem skrzydła) bądź „41” (Ła-5FN z metalowym dźwigarem skrzydła) na „45”. W maszynie tej dodatkowo wprowadzono pełną hermetyzację osłony zespołu napędowego, chwyt powietrza do silnika rozdzielono na dwa kanały i przeniesiono do przykadłubowych części centropłata (dwa chwyty po obu stronach kadłuba łączyły się następnie powyżej, skąd powietrze kanałem trafiało do sprężarki powietrza) oraz metalowe dźwigary skrzydła, do których mocowano nadal drewniane żebra i pokrycie z delta-drewna. Nowością było śmigło WISz-105W-4, które miało końcówki łopat o specjalnym okołodźwiękowym profilu, tak by przy wysokich obrotach zminimalizować opór falowy zbliżających się do prędkości dźwięku końcówek łopat. Kolejną zmianą było zastosowanie trzech działek B-20 w miejsce dwóch SP-20 (SzWAK), w obu przypadkach kal. 20 mm. Golenie podwozia głównego były o 8 cm dłuższe, niż w Ła-5FN, a goleń kółka tylnego krótsza. Zwiększyło to kąt postojowy samolotu oraz tolerancję na kapotaż, przy zbyt gwałtownym dodaniu gazu przy starcie lub przy zbyt ostrym hamowaniu podczas lądowania.