После запуска в серию Ла-5 и Ла-5Ф не прекращалась работа над улучшением летных данных самолета и повышением мощности и надежности работы мотора.
Немало проблем доставил авиапрому и ВВС карбюратор АК-82ВП мотора М-82, который вызвал повышенный расход горючего, отчего падала дальность Ла-5 и Ла-5Ф. Испытания Ла-5 в НИИ ВВС в октябре 1942 г. показали, что в полете на выгодной скорости и высоте 2 000 м дальность не превышала 970 км. Летом следующего года дальность Ла-5 снизилась до 820 км, а у Ла-5Ф до 580 км. В топливных баках было 340 кг горючего, другой причиной снижения дальности была ухудшившаяся аэродинамика.
В феврале 1943 г. продули в аэродинамической трубе Т-101 серийный Ла-5, ее включать можно было только ночью, поскольку она потребляла много электроэнергии.
Исследования показали, что добиться увеличения скорости на 35 км/ч можно снизив аэродинамическое сопротивление. 24 км/ч могла дать герметизация самолета, тогда воздух бы не перетекал из отсека в отсек.
На некоторых режимах полета крыло Ла-5 обладало наименьшим из отечественных истребителей значением коэффициента подъемной силы. Если пилот открывал створки капота для охлаждения мотора, поток на центроплане срывался и падал коэффициент подъемной силы.
В марте - апреле 1943 г. самолет с герметизированным капотом мотора и тоннелем маслорадиатора, с воздухозаборником, перенесенным под фюзеляж продули в трубе ЦАГИ Т-104. Результаты были хорошие, только эти мероприятия дали прибавку в скорости в 25 - 30 км/ч, ряд других улучшений добавлял еще 10 - 15 км/ч. Улучшился температурный режим работы мотора, потому что через маслорадиатор проходило на четверть больше воздуха.
Пока ОКБ шла доработка Ла-5, в соответствии с рекомендациями ЦАГИ, на контрольные испытания представили серийную машину с убирающимся хвостовым колесом. За 8 полетов выяснилось, что летные данные машины соответствуют постановлению ГКО от 9 декабря 1942 г., хотя еще не были закрыты купола шасси и возвышалась мачта антенны радиостанции.
В начале 1943 г. М-82Ф лишился карбюратора, вместо него поставили аппаратуру непосредственного впрыска бензина в цилиндры. Взлетная мощность мотора М-82ФН (форсированный с непосредственным впрыском) возросла на 150 л. с., номинальная на высоте 1 650 м, на 90 л. с. В целом М-82ФН развивал мощность 1 850 л. с. или на 150 л. с. больше, чем М-82Ф. Чрезвычайный 10-минутный форсированный режим работы стал номинальным.
Сам мотор потяжелел незначительно на 30 кг. Вскоре мотор запустили в серийное производство.
Первый Ла-5ФН выпустился в Горьком (Нижнем Новгороде) в марте 1943 г. и примерно в одно время с Ла-5Ф пошел в истребительные полки.
Истребители Ла-5ФН поздних серий получили моторы М-82ФНВ с улучшенными высотными характеристиками.
Двигатель запускался от баллона со сжатым воздухом или путем раскрутки воздушного винта автостартером.
По сравнению с Ла-5 на капоте Ла-5ФН был удлиненный воздухозаборник нагнетателя компрессора. Выхлопные газы у Ла-5 и Ла-5Ф выводились по бортам фюзеляжа с помощью труб-коллекторов, на Ла-5ФН выхлопные газы отводились через щели по бортам фюзеляжа, к каждой щели подвели по 7 индивидуальных выхлопных патрубков, похожа система отвода выхлопных газов была на "Фокке Вульфе" 190 с БМВ-801. В задней части жаропрочных панелей сделали по три отверстия, которые должны были улучшать вентиляцию двигателя.
Серийные Ла-5ФН получили на борта фюзеляжа металлические жаропрочные накладки прямоугольной формы, прототип Ла-5ФН таких накладок не имел.
На первых Ла-5ФН конфигурация радиоантенн была как и у Ла-5Ф. Но на подавляющем большинстве самолетов антенна была по типу первых Ла-5. На последних сериях Ла-5ФН мачту убрали и антенный провод крепился прямо к фюзеляжу за остеклением фонаря кабины. Первые серийные Ла-5ФН получили радиостанции РСИ-4, потом появились модернизированные РСИ-4ХФ.
Большинство Ла-5ФН получили 57 мм бронестекло, машины первых выпусков только 55 мм. Толщина бронеспинки возросла с 6 до 8 мм. Потом до 10 мм, затем уменьшена до 7 мм.
Иногда после ремонта самолеты получали дополнительный вертикальный переплет на сдвижной части фонаря. У самолетов последних серий имелся блистер на правой стороне сдвижной части фонаря.
В апреле 1943 г. Ла-5ФН испытывался в ЛИИ, он испытывался одновременно с Ла-5Ф. Ла-5ФН показал у земли максимальную скорость 595 км/ч, на 38 км/ч больше, чем Ла-5Ф. На 6 300 м он был опять же быстрее на 58 км/ч, разгоняясь до 648 км/ч.
На 5 000 м Ла-5ФН забирался за 4,7 мин, против 5,5 минут у Ла-5Ф. Таким образом, Ла-5ФН стал первым истребителем Лавочкина, который почти сравнялся по характеристикам с Bf 109G-6. Мессершмитт даже уступал Ла-5ФН по максимальной скорости на 4 км/ч, быстрее был только "Фокке Вульф" 190A-3 - 660 км/ч.
В апреле 1943 г. в Люберцах провели учебные воздушные бои предсерийного Ла-5ФН и трофейного Bf 109G-2. Советский истребитель на малых и средних высотах превосходил немца, в том числе и в вертикальном маневре. На горизонталях Ла-5ФН заходил в хвост немцу через 4 - 5 виражей.
Тактика советской истребительной авиации значительно поменялась.
Конечно летные качества "Лавочкина" варьировались в широком диапазоне, в зависимости от материалов, квалификации рабочих и т. п. В июне 1943 г. серийный Ла-5ФН проходил в Свердловске сравнительные испытания с предсерийным Ла-5ФН. Серийная на уровне моря показала скорость 539 км/ч, на высоте 6 250 м - 634 км/ч.
Немцы даже захватили один Ла-5ФН с М-82ФНВ и испытали его в октябре 1944 г. в Рехлине. Ла-5ФН уже повоевал, весил на 57 кг больше, чем самолет испытывавшийся в ЛИИ в 1943 г. У земли его разогнали до 530 км/ч, на высоте 6 500 м до 545 км/ч. Немцы отметили хорошую управляемость истребителя, только на максимальной скорости при пикировании самолет почти не реагировал на отклонение ручки управления.
Выяснили, что на малых и средних высотах Ла-5ФН может вести маневренный воздушный бой с высокими перегрузками. На высотах до 3 000 м "Лавочкин" превосходил по скороподъемности немецких оппонентов.
Сразу же после запуска Ла-5ФН в серию, решили для облегчения самолета заменить деревянные элементы конструкции на металлические. Замена дерева металлом дала экономию в массе 172 кг.
В мае 1943 г. сборочный цех завода № 21 покинули первые серийные Ла-5ФН, самым легким был самолет с металлическими лонжеронами выпущенный в феврале 1944 г. при весе 3 145 кг он развивал скорость 595 км/ч на высоте 5 950 м. А самым тяжелым был самолет с деревянными элементами конструкции - 3 445 кг.
От серии к серии самолет продолжали совершенствовать, в августе 1943 г.
Первые Ла-5ФН комплектовались тремя топливными баками, когда внедрили металлические крылья стали устанавливать четыре и пятый, небольшой топливный бак позади двигателя. Все Ла-5ФН имели систему наддува баков нейтральным газом.
Поскольку мотор М-82ФН потреблял много горючего, время боевого вылета ограничивалось 40 минутами, но в экономичном режиме при обороте мотора 1600 об/мин самолет мог держаться в воздухе 2 ч 34 мин.
Для улучшения управляемости самолета улучшили аэродинамику и внедрили статистическую компенсацию поверхностей управления.
Вооружение Ла-5ФН осталось как у Ла-5Ф - две пушки ШВАК с 200 снарядами на ствол. Перезаряжались пушки осуществлялась с помощью пневматики или механически.
Под каждой плоскостью крыла монтировали бомбодержатели под 100 кг бомбы. Рычаг сброса бомб располагался слева от кресла пилота. Ла-5 редко бомбил наземные цели, в том числе потому что механизм сброса бомб работал ненадежно и был уязвим от обстрела с земли.
Все Ла-5ФН окрашивались двумя оттенками серого цвета: темно-серый + средний серо-голубой. В большинстве случаев опознавательные знаки и тактические номера наносили как на Ла-5Ф. На капотах большинства Ла-5ФН наносили логотип "ФН" в ромбе.
По табличным данным Ла-5ФН мог успешно противостоять немецким "Мессершмиттам" Bf 109F и G.
Спасибо за прочтение.