Вскоре это было закреплено и официально: в ноябре 1940 года Лавочкин был назначен главным конструктором завода № 21 в Горьком. Вскоре завод был определен головным в производстве истребителя. Возглавивший ОКБ-21 С. Лавочкин наделялся функциями главного конструктора самолета. В. Горбунов был направлен для организации выпуска серийных машин на завод № 31 в Таганроге, а М. Гудков остался на заводе № 301.
Самолет, принятый к серийному производству в октябре 1940 года на пяти авиазаводах под наименованием ЛаГГ-3, имел ряд существенных отличий от прототипа И-301 (ЛаГГ-1). В связи с требованием увеличить дальность были установлены дополнительные крыльевые баки, вследствие чего взлетный вес машины достиг 3,3 тонны, что в сочетании с менее мощным, чем изначально планировалось, двигателем достаточно негативно сказалось на его характеристиках. Скорость серийной машины не превышала 570, а то и 550 км/ч, а у земли не достигала отметки 500 км/ч, скороподъемность ухудшилась до до 600–735 м/ мин, а время выполнения виража превысило 20 сек. Кроме того, как упоминалось ранее, пушка конструкции Таубина была снята с производства, и ЛаГГи первых серий имели только пулеметное вооружение в составе трех 12,7-мм пулеметов Березина и двух 7,62-мм пулеметов ШКАС. Практически по всем основным показателям ЛаГГ-3 уступал как истребителям Яковлева, так и самолетам противника Мессершмитт Bf.109E и Bf.109F.
Начиная с 4-й серии на истребитель снова установили пушку – 20-мм ШВАК, при этом сняв один из синхронных пулеметов БС. В дальнейшем самолет получил возможность нести две 50-кг бомбы или 6–8 реактивных снарядов РС-82 или РС-132. В конструкцию удалось внести ряд изменений, несколько снизивших вес, однако летные данные при этом не улучшились. Но работа по совершенствованию самолета продолжалась – изыскивались резервы для снижения веса, улучшения аэродинамических характеристик. Часть истребителей получила на вооружение 23-мм пушку ВЯ-23, а летом 1943 года на Калининском фронте появились самолеты, вооруженные 37-мм пушкой НС-37
[32].
На ухудшение характеристик серийных машин по сравнению с эталоном влияли не только огрехи производства, но и неправильная эксплуатация. Так, из-за отсутствия устройства аварийного сброса пилоты летали с открытым фонарем кабины, для предотвращения забрызгивания кабины маслом через изношенные прокладки устанавливали «козырьки», в итоге подобной самодеятельности терялось до 50 км/ч скорости.
В середине 1942 года на самолет установили модернизированный мотор М-105ПФ, состав вооружения сократили до двух единиц: пушки и одного крупнокалиберного пулемета.
Распространенное утверждение, что аббревиатуру ЛаГГ в войсках расшифровывали как «Лакированный Гарантированный Гроб», все же не имеет под собой оснований и относится к гораздо более поздним слухам. ЛаГГ все же не был настолько плохим самолетом и в руках умелых летчиков становился достаточно грозным оружием. Например, Герой Советского Союза Павел Камозин счет своим победам открыл 10 октября 1942 года, в течение одного дня сбив на ЛаГГ-3 три истребителя «Мессершмитт Bf.109», а к 1 мая 1943 года на его счету имелось 11 подтвержденных личных побед, в том числе 6 истребителей Мессершмитта. А Герой Советского Союза Андрей Кулагин в период с декабря 1942 года по май 1944 года провел на ЛаГГ-3 около 110 боев в более чем 320 боевых вылетах и сбил 24 самолета противника.
И все же, несмотря на все старания, характеристики ЛаГГа не соответствовали требованиям, предъявляемым боевой обстановкой. Положение оказалось настолько серьезным, что руководство поставило вопрос о прекращении выпуска ЛаГГов. Еще в январе 1942 года один из заводов, выпускавших ЛаГГи, – новосибирский завод № 153 – был переведен на выпуск истребителей Як-7. А вскоре Яковлев предъявил претензии на завод № 21 – головное предприятие Лавочкина. Необходимы были срочные меры. В этой ситуации заместитель наркома П. Дементьев и порекомендовал Лавочкину практически невостребованный до сего времени промышленностью звездообразный мотор А. Швецова М-82
[33].
Значительная заслуга в появлении нового истребителя принадлежит заместителю Лавочкина С.М. Алексееву. Сам Лавочкин скептически относился к возможности установки мотора с воздушным охлаждением, хотя и более мощного, но при этом имевшего на 250 кг больший вес и диаметр, в 1,5 раза превосходящий ширину рядного мотора М-105. Необходимо было решать целый ряд проблем: с сопряжением нового двигателя с проектировавшимся совсем под иной мотор фюзеляжем, с неизбежным нарушением центровки, открытым оставался вопрос с выбором нового типа вооружения. Основные надежды Лавочкин возлагал на рядный двигатель М-107, но он не был готов к серийному выпуску. В сложившейся ситуации С. Алексеев вызвался с небольшой группой помощников попытаться все же установить М-82.
Все проблемы инженерам удалось решить. Оказалось, что благодаря небольшой длине мотора центровка машины почти не изменилась, для сопряжения обводов фюзеляжа установили в местах соединения с капотом фанерные ложные борта, а для выхода воздуха вместо обычной круговой «юбки» металлические «совки» по бокам фюзеляжа. Решили вопрос и с вооружением, установив имевшиеся на заводе еще с периода выпуска И-16 синхронные пушки ШВАК.
Испытания самолета проходили в крайне напряженной атмосфере. Еще до того как была закончена его постройка, поступило распоряжение о передаче завода Яковлеву под выпуск Як-7. ОКБ Лавочкина переводилось на завод № 31 в Тбилиси. Но все же по разным каналам (в том числе благодаря участию секретаря Горьковского обкома КПСС М. Родионова и секретаря Пермского обкома Н. Гусарова) информация о новом самолете была передана в Москву. Постановлением ГКО от 19 апреля 1942 года была назначена комиссия для проведения совместных государственных испытаний.
Спешка, в которой создавался прототип, не прошла бесследно – первые полеты едва не закончились аварией – перегревалось масло, отказало управление закрылками. Тем не менее перспективность новой машины была очевидна.
На устранение недостатков было отведено всего 10 дней. Но Лавочкин и небольшая группа его сотрудников и единомышленников, оставшихся для проведения испытаний (основной коллектив вместе с заводским оборудованием был вынужден уже отправиться на новое место, самому Лавочкину разрешили задержаться на период испытаний), сумели сделать, казалось бы, невозможное. Не обошлось и без «запрещенных приемов» – на самолет, невзирая на протесты Лавочкина, установили обнаруженный в сборочном цехе новый маслорадиатор, который предположительно, предназначался для опытного самолета Яковлева, но отлично подошел новому истребителю
[34].
