И-201 С. Лавочкина, В. Горбунова и М. Гудкова обладал более мощным вооружением: 20-мм пушкой, одним крупнокалиберным и двумя пулеметами обычного калибра. Конструкция деревянная, из так называемой дельтадревесины, фанерного шпона, пропитанного фенольными смолами. Дельтадревесина не горела, а лишь обугливалась от огня. В сочетании с отличной аэродинамикой крыла и фюзеляжа гладкие полированные поверхности позволили истребителю развивать на высоте скорость до 560 км/ч. Правда, машина вышла тяжеловатой — полетный вес доходил до 3300 кг. Третий самолет, И-200, спроектированный конструкторами А. Микояном и М. Гуревичем, принадлежал к классу высотных истребителей. 1350-сильный двигатель АМ-35А развивал максимальную мощность на высоте 7—10 км. Расчет конструкторов был на то, что в разреженной атмосфере, где самолет противника теряет свои мощностные и маневренные свойства, И-200 как бы распрямляет плечи, в полной мере проявляет и быстроходность и верткость. На высоте 7250 м самолет развивал 640 км/ч — весьма высокая по тем временам скорость! Летом — осенью 1940 года, еще до конца испытаний, новые машины пошли в «серию», И-26 стал истребителем Як-1, И-201 получил наименование ЛаГГ-1, И-200 превратился в серийный самолет МиГ-1. Параллельно с запуском в «серию» конструкторы доводили истребители, устраняли недостатки, отмеченные испытателями и армейскими пилотами.

На смену ЛаГГ-1 пришел ЛаГГ-3, который при том же полетном весе летал почти вдвое дольше своего предшественника. Чтобы улучшить маневренность и сделать машину терпимее к ошибкам пилотов, ее оснастили автоматическими предкрылками. При больших углах атаки крыла ЛаГГ выбрасывал по передней кромке предкрылки. Они-то и не давали, воздушному потоку отрываться от крыла, удерживали истребитель от срыва в штопор. Строгим в управлении слыл и МиГ. Серийные МиГ-3 оснастили автоматическими предкрылками на концах крыла. Дальность полета МиГа тоже не устраивала заказчика. Как же заставить «спринтера» освоить и «стайерские» (конечно, по истребительным понятиям) дистанции? Нельзя посягать на боевую нагрузку и снимать оружие, и без того машину не удалось оснастить пушкой — только крупнокалиберными пулеметами. Да и емкость баков нельзя увеличивать беспредельно. Остается кропотливый, но благодарный труд — улучшать аэродинамику истребителя по крохам: по граммам и килограммам уменьшать силу сопротивления!

Очень кстати оказались для отечественного опытного самолетостроения гигантские аэродинамические трубы ЦАГИ, запущенные в 1939-году. Первой продувочной «моделью» стал МиГ-3 в натуральную величину. При продувках истребитель, тщательно «вылизанный» после исследований на моделях и в опытных полетах, раскрыл таившиеся в нем резервы скорости и косвенно дальности. Выяснилось, что одна только антенна «украла» у машины 2 км/ч. Свободно свисавший провод заключили в обтекаемую трубу. Так, проанализировав влияние «пустяков» на аэродинамику самолета, добились немалого выигрыша в сопротивлении. Отсюда и экономия горючего, а значит, и большая дальность полета. МиГ-3 считался одним из самых перспективных самолетов наших ВВС. Его стихией была высота, и именно на высоте, как полагали до начала боевых действий специалисты по тактике авиации, разыграются воздушные бои второй мировой войны. Теперь все зависело от промышленности, которой предстояло свернуть выпуск устаревших «Чаек» и И-16, «размножить» в тысячах экземпляров новейшие советские истребители.

Спроектированные с дальним прицелом, воплотившие в себе последние достижения науки и техники, они оказались самыми «молодыми», а потому и сильными соперниками авиации врага. Конструкция поддавалась модернизации, переход к другим, более совершенным моделям шел прямо «с колес», без остановки налаженного серийного производства. Оценив сильные и слабые стороны наших истребителей, советские конструкторы взяли курс не на разработку совершенно новых образцов, а на последовательное модифицирование удачных машин, их оснащение более мощными двигателями, «вылизывание» оправдавших себя аэродинамических форм, включение в проверенные конструкции новых материалов, оборудования, оружия.

Занимаясь новым вариантом самолета, нельзя совершенствовать его вообще, добиваться повышения абсолютно всех характеристик машины. Конструктор вынужден опираться в своей работе на освоенную промышленностью технологию, пользоваться каталогом готовых изделий — унифицированными пневматиками шасси, крепежом, иными стандартными элементами. Не всегда стоит менять, скажем, пусть не самую совершенную, но доведенную гидросистему, которая не грозит внезапным отказом, как это может случиться с абсолютно новыми гидроцилиндрами, золотниками, аккумуляторами. Конечно, прежде чем оснастить какой-нибудь новинкой сотни и тысячи серийных машин, ее проверяют на стендах и в испытательных полетах, но главные испытания — на фронте. Поспеши конструктор, побуждаемый самыми лучшими намерениями,— ошибка будет стоить немалой крови, потери драгоценного времени на исправление опрометчивого решения.

Модифицирование самолета тесно связано с качествами вражеских машин того же назначения, или самолетов, с которыми истребителю предстоит бороться, с текущими условиями воздушной войны и действиями наземных войск, наконец, с долгосрочными планами командования. Конструктор обязан считаться также с производительными возможностями страны в тот или иной момент мировой войны. Лучшие пилоты-истребители добивались на ЛаГГах отличных боевых результатов — летчик К.Груздев уменьшал радиус виража своей машины, выпуская посадочные щитки на 10—15°. Тем не менее, маневренности и скороподъемности самолета явно недоставало в боях с Ме-109Е. К тому же серьезным недостатком обернулись и технологические достоинства ЛаГГ-3: его конструкция из дельтадревесины. Ведь смолы для пропитки дерева были импортными, а война затруднила доставку столь нужного материала. Возврат к обычной древесине утяжелил бы конструкцию и без того слишком тяжелую для 1050-сильного мотора М-105П. Более мощный, но пока «сырой» двигатель М-106 проходил еще стендовые испытания. Выпуск ЛаГГов собирались прекратить.

Положение с этой машиной требовало радикальных, но безошибочных переделок. С. А. Лавочкин нашел выход — в моторе воздушного охлаждения АШ-82 А. Швецова. Этот появившийся накануне войны двигатель не слишком привлекал конструкторов истребителей — их отпугивал большой «лоб» звездообразного мотора, высокое аэродинамическое сопротивление «звезды». Но двигателисты заметно уменьшили высоту цилиндров, диаметр мотора лишь ненамного превышал модель М-105П, зато мощность 1700 л. с. вместо 1050. Важное достоинство такого двигателя и его высокая живучесть в бою — пробоины не выводят из строя систему охлаждения. К тому же АШ-82 хорошо защищал пилота от обстрела спереди. В начале 1942 года в воздух поднялся опытный модифицированный ЛаГГ, летавший быстрее Ме-109 (1941) на 40—50 км/ч. Вдобавок Ла-5 — так называлась серийная машина — превосходил Ме-109Е по вооружению: две 20-мм пушки против одной такого же калибра и двух пулеметов у фашистского самолета.