Третий путь увеличения секундного залпа - увеличение калибра оружия. Уже в 1940 г. у нас были созданы пушки калибра 23 мм, а в Германии - 30 мм, на что советские конструкторы А. Э. Нудельман и А. С. Суранов ответили новой пушкой НС-37 (ОКБ-16) калибра 37 мм. Пушка весила 152 кг, а каждый снаряд 0,72 кг, скорострельность составляла 250-260 выстрелов в минуту. Размещение такого орудия на легком истребителе представляло очень трудную задачу, однако место для пушки нашли в развале цилиндров V-образного мотора М-105ПФ, при этом ствол выводился через вал воздушного винта.
В начале 1942 г. пушка была испытана на самолете ЛаГГ-3, а несколько позже установлена на истребитель Як-7, названный Як-7-37. Последний проходил войсковые испытания на боевое применение в плохую погоду, и запрет на полеты над территорий, занятой противником, долгое время не позволял выявить боевые качества нового орудия. Отдельные перестрелки с немецкими самолетами с дальней дистанции не давали желае-мого эффекта и уже сложилось отрицательное мнение о возможностях новой пушки. Но под конец испытаний произошла встреча Як-7-37 с бомбардировщиком Юнкерс-87… Одного снаряда 37-мм пушки хватило, чтобы Юнкере раскололся надвое. Як-7-37 серийно не строился. В серию пошел более совершенный вариант -Як-9Т.
Интересен еще один вариант самолета Як-7. Как известно, на яковлевские истребители устанавливались V-образные моторы М-105 жидкостного охлаждения, нов 1941 г. в нашей стране уже был и другой двигатель, пригодный для установки на фронтовой истребитель - двухрядная «звезда» воздушного охлаждения -М-82 конструкции А. Д. Швецова.
К основным преимуществам М-82 следует отнести большую мощность - 1700 л. с. против 1100 у М-105, а также простоту конструкции и эксплуатации, хорошую боевую живучесть -неоценимые качества для фронтового истребителя.
Заманчивой оказалась возможность наделить новыми качествами уже хорошо отработанный серийный истребитель путем замены М-105 на М-82. Эта идея и нашла свое воплощение в самолете Як-7-М-82.
Все, что можно, взяли с выпускавшегося серийно Як-7. Фюзеляж пришлось сделать новый, но силовой каркас-ферма остался без изменений. Обшивка гаргротов фюзеляжа - фанерная, бортов - перкалевая. Крыло цельнодеревянное двухлонже-ронное - такое же, как на серийном Як-7, но с автоматическими предкрылками и посадочным щитком увеличенной площади.
Маслорадиатор расположили снизу фюзеляжа за капотом мотора, выхлопные патрубки направили вдоль бортов фюзеляжа. Поток воздуха, охлаждающего двигатель, регулировался створками на выходе из-под капота.
На ЯК-7-М-82 вооружение было усилено и состояло из двух крыльевых пушек ШВАК и одного синхронного пулемета УБ калибром 12,7 мм, расположенного в фюзеляже. Крыло и размещенное в нем вооружение полностью соответствовали испытанному несколько ранее Як-7М.
Самолет оснащался радиостанцией РСИ-4 и пилотажно-навигационным оборудованием, позволяющим проводить полеты в сложных метеоусловиях и ночью.
Проектирование машины начали еще в конце 1940 г., почти одновременно с И-30, однако Яковлев, будучи заместителем Наркома авиационной промышленности, считал, что в серийное производство следует запускать уже достаточно хорошо отработанный к тому времени И-185 конструкции Н. Н. Поликарпова с тем же мотором М-82. Нецелесообразно было, имея И-185, распылять силы и средства на постройку второго аналогичного истребителя в условиях начального периода Великой Отечественной войны.
Работы по Як-7-М-82 разворачивались крайне медленно, а все силы ОКБ были сосредоточены на доводке и обеспечении серийного производства истребителей с двигателями жидкостного охлаждения. Тем не менее самолет был построен и во время эвакуации ОКБ в 1941 г. перевезен в Новосибирск, где летчик-испытатель П. Я. Федрови в конце февраля 1942 г. поднял его в первый испытательный полет.
Взлетный вес самолета составил 3260 кг - больше, чем у серийного Як-7 (за счет более тяжелого двигателя и вооружения), но нагрузка на мощность у нового истребителя была всего лишь 1,9 кг/л.с. (против 2,5 кг/л.с. у Як-7). По технике пилотирования Як-7-М-82 практически не отличался от серийного Як-7, оставаясь таким же простым, но вертикальный маневр (одно из главных слагаемых победы в воздушном бою) стал значительно лучше.
Во время испытаний была получена скорость 571 км/ч на высоте 2860 м, 5000 метров Як-7-М-82 набирал за 5,5 минут. Потолок превышал 10000 метров. Интересно сравнение этого самолета с опытным Ла-5: при более мощном вооружении и примерно той же дальности полета Як-7-М-82 весил на 100 кг меньше Ла-5 и превосходил его по скорости на 30 км/ч.
К сожалению, летные качества Як-7-М-82 не были реализованы в полной мере, так как при установке М-82 на Як-7 было принято решение не увеличивать высоту шасси, и воздушный винт для обеспечения требуемого клиренса до земли пришлось подрезать. Заводские испытания затянулись, а когда выяснилось, что в серию уже запущен Ла-5, все работы по Як-7-М-82 были прекращены, на государственные испытания самолет не передавался.
Разумеется, даже самый совершенный поршневой двигатель не мог в полной мере решить проблему достижения больших скоростей. Новые перспективы должен был открыть реактивный двигатель.