Самолеты Як-ЗПД с двигателями ВК-105ПД и ВК-105ПВ были высотными модификациями серийных Як-З ВК-105ПФ2. В апреле 1944 г. в ОКБ А.С.Яковлева был подготовлен эскизный проект высотного истребителя-перехватчика с большой вертикальной и горизонтальной маневренностью, отличающегося от серийного Як-З с двигателем М-105ПД с двухступенчатым нагнетателем небольшими изменениями в ВМГ. Вооружение: одна моторная и одна синхронная облегченные пушки калибра 20 мм с боезапасом по 150 снарядов. Расчетные данные: полетная масса 2650 кг; практический потолок 12900 м; максимальная скорость у земли - 540 км/ч, на 5000 м - 656 км/ч, на 10 800 м - 715 км/ч; время набора 5000 м - 4,8 мин, 10000 м- 10,8 мин.
Рабочее проектирование варианта с ВК-105ПД началось осенью 1944 г. Расчетные данные на этот раз: полетная масса 2580 кг, практический потолок 12 500 м, максимальная скорость 715 км/ч на высоте 10 800 м. Модификации подвергся Як-З N36-20, на котором к концу января 1945 г. заменили двигатель и облегчили конструкцию. Летчик М.И.Иванов испытал ВМГ модифицированного самолета в двух непродолжительных полетах с Центрального аэродрома 5 февраля (с винтом СВ-02) и 18 февраля (с винтом Л-2). Фактически полетная масса составляла 2616 кг с 270 кг горючего. Была достигнута высота 9000 м, на которой давление бензина упало до нуля. Двигатель давал перебои. 19 февраля М.И.Иванов перегнал самолет в ЛИИ для дальнейших испытаний и доводки.
С 20 февраля по 5 мая 1945 г. Як-З с двигателем ВК-105ПД N1012-43 завода N466 с двухступенчатым нагнетателем Э-100 (передаточное число 9,72) проходил летные испытания и доводку в ЛИИ.
С 23 февраля по 3 мая было выполнено 18 полетов (летчик С.H.Анохин, ведущий инженер Е.Ф.Шварцбург) и произведена одна замена двигателя ввиду появления стружки в маслофильтре и отказа турбомуфты. Испытания часто прерывались из-за ненанежной работы двигателя и ВМГ. Ввиду невозможности установить нормальный режим работы двигателя 14 мая было решено закончить первый этап испытаний.
Для другой модификации Як-ЗПД взяли серийный самолет Як-З ВК-105ПФ N44-19 завода N292, который до этого подвергся изменениям в ОКБ и проходил заводские испытания как эталон Як-З на 1945 год. С 20 по 28 сентября 1944 г. на нем заменили двигатель на М-105ПВ N7327-43, винт - на ВИШ-105ТЛ-2, а также внесли изменения в ВМГ, провели ремонт и подкраску поверхностей самолета. Полетная масса уменьшилась с 2685 до 2678 кг, центровка сместилась с 24,9 до 25,3% САХ. Заводские испытания проводились с 29 сентября по 7 октября 1944 г. (летчик В.Л.Расторгуев, ведущий инженер А.H.Кануков, техник H.И.Макеев). Цель испытаний - проверка работы нового двигателя с опытным нагнетателем и определение максимальных скоростей по высотам и скороподъемности (определялись на высотах до 6500 м). Было выполнено шесть полетов с 3 до 7 октября, общей продолжительностью 2 ч 48 мин сначала с винтом ВИШ-105ТЛ-2, а затем - с ВИШ-105СВ-01 (серийным). Получены наибольшие скорости: 656 км/ч на высоте 5525 м (2-я граница высотности), 554 км/ч у земли и 617 км/ч на высоте 2800 м (1-я граница высотности).
Ввиду неустойчивой работы двигателя самолет решили направить на испытания в ЛИИ для доводки двигателя. Як-З с ВК-105ПВ N 1006-43 с нагнетателем Э-100 проходил испытания в ЛИИ в июне-июле 1945 г. (летчик И.И.Шунейко, ведущие инженеры от ЛИИ Е.Ф.Шварцбург и А.В.Евдокимов, от ОКБ - К.H.Мкртычан). Цель испытаний - определение максимальной скорости на 2-й границе высотности и потолка самолета.
Испытания проводились с вооружением (одна мотор-пушка HС-23) и полным боекомплектом (60 снарядов) при полетной массе 2625 кг с нагрузкой 448 кг (летчик - 90 кг, бензин - 270 кг, смесь для впрыска - 25 кг, масло - 30 кг, боеприпасы - 33 кг). Площадь крыла по сравнению с серийными Як-З увеличена на 0,5 м2 за счет увеличения размаха на 0,6 м.
Перед началом испытаний в ЛИИ были произведены следующие работы: смонтирована система перепуска воздуха из нагнетателя двигателя в атмосферу, предложенная инженером-летчиком ЛИИ И.И.Шунейко, что полностью устранило неустойчивую работу двигателя (помпаж) и позволило совершать полеты выше 13 000 м при нормальной работе двигателя и ВМГ; для улучшения работы системы охлаждения воды в водосистеме самолета установлены сепаратор и диффузор конструкции ЛИИ; крыло и оперение были вновь покрыты шпатлевкой и окрашены; улучшена герметизация приборной доски и подвижной части фонаря.
В полете 26 июня 1945 г. была достигнута скорость 710 км/ч на высоте 11 000 м (2-я граница высотности), а 6 июля - практический потолок 13 300 м. Hа высотах 11 000 ... 12 500 м благодаря наличию достаточного запаса мощности можно было совершать необходимые боевые эволюции (боевые развороты и виражи с достаточным креном) при хорошей управляемости самолета. Отмечено, что полеты на высоту 13 000...13 300 м с кислородной маской КПА-Збис требуют специальной высотной тренировки и соблюдения летчиком строгого режима.
Як-ЗПД серийно не строился, но исследования в ЛИИ продолжались. Так, в марте 1947 г. был выпущен отчет об исследовании работы в высотных условиях водо- и маслорадиаторов на самолете Як-ЗПД с двигателем ВК-105ПВ.
