Осенью того же года появилась его модификация, получившая обозначение Як-7 – одноместный вариант двухместного учебно-тренировочного истребителя УТИ-26. По массогабаритным характеристикам, оборудованию и вооружению Як-7 был аналогичен Як-1, однако на нем первоначально стоял двигатель М-105ПА, у которого для улучшения температурного режима число оборотов было понижено за счет изменения редукции с 2700 до 2350 об./мин. Из-за этого скороподъемность машины заметно ухудшилась, хотя остальные характеристики остались без изменений.
В апреле 1942 года появился Як-7Б с усиленным вооружением. Вместо пулеметов ШКАС на нем установили два синхронных крупнокалиберных пулемета УБС с общим боекомплектом 400 патронов. Масса секундного залпа достигла 2,72 кг. Кроме того, на самолете вновь повысили до 2700 обороты мотора, ввели уборку хвостового колеса шасси и провели ряд других усовершенствований в аэродинамике. Несмотря на увеличение взлетной массы, перевалившей за три тонны, летные данные остались на прежнем уровне.
Некоторому улучшению характеристик истребителей Яковлева способствовало появление форсированного мотора М-105ПФ. За счет снижения высотности номинальная мощность этого мотора, замеренная на высоте 700 м, увеличилась до 1260 л.с., а на высоте 3000 м – до 1180 л.с. С июня 1942-го такие моторы начали устанавливать на Як-1 и Як-7. Удельная нагрузка на мощность немного понизилась, а скорость горизонтального полета возросла, в целом сравнявшись со значениями этого показателя у Bf 109F-2. Но по скороподъемности «яки» все еще отставали от «прошлогодней» модификации «худого».
Между тем в начале 1942 года на советско-германский фронт начала поступать новая версия «Мессершмитта» – Bf 109F-4. На ней стоял двигатель DB-601Е мощностью 1350 л.с., за счет чего увеличилась максимальная скорость машины, достигнув отметки 620–630 км/ч. Усилилось и вооружение – на F-4 монтировали MG-151 с 20-мм стволом. Немецкий соперник советских истребителей снова ушел в отрыв.
Кроме того, на всех «Мессершмиттах» появилось автоматическое регулирование положения заслонок радиаторов. Пилотам «яков» в 1941–1943 годах приходилось регулировать заслонки вручную. Фронтовые летчики, чтобы не отвлекаться во время боя, обычно ставили заслонки в полуоткрытое положение, обеспечивающее поддержание температуры воды в пределах 55–60 градусов, а это увеличивало сопротивление и снижало максимальную скорость на 15–20 км/ч. Термостат-автоматы АРТ-41, подобные немецким, появились на «яках» только летом 1944-го.
С появлением на фронте Bf 109F-4 для советских авиастроителей начался очередной напряженный этап «гонки за «мессером». Поскольку советские двигателисты в обозримом будущем не могли предоставить для «яка» более мощный мотор, его создателям вновь пришлось облегчать и тщательно «вылизывать» свое изделие, буквально по крупицам набирая дополнительные километры скорости.
Выходом мог стать переход на дюраль. Этот путь сулил широкие перспективы, поскольку одна лишь замена деревянного стабилизатора Як-7 на металлический дала экономию в весе почти на 20 килограммов. Однако он оказался неприемлемым, поскольку немцы в 1941 году захватили основные советские предприятия по производству алюминия. Выпуск «крылатого металла» упал почти на 70 %, а американские поставки по ленд-лизу не компенсировали и половины этого падения. В СССР начался «дюралевый кризис», окончательно преодоленный только к концу войны.
Поскольку попытки облегчения истребителя положительных результатов не дали, для повышения его летных данных оставалась аэродинамика. Благодаря установке реактивных выхлопных патрубков двигателя и герметичных перегородок внутри фюзеляжа, сглаживанию форм тоннелей водо– и маслорадиатора, а также ряду иных мероприятий появился Як-1Б, ставший самой массовой версией машины. Производство Як-1Б началось в сентябре 1942-го, а с октября все Як-1 строились только в этой модификации. До июля 1944 года, когда серийный выпуск завершился, был выпущен 4461 экземпляр усовершенствованного истребителя (всего – 8670 машин), максимальную скорость которого, несмотря на все ухищрения, удалось довести лишь до 595 км/ч.
