Як-7ПД - это высотный истребитель-перехватчик, специально предназначенный для использования в ПВО. Так была продолжена работа, начатая в 1940 г. на И-28 (Як-5).
В конструктивном отношении Як-7ПД представлял собой серийный Як-7Б N22-02, на котором ОКБ А.С.Яковлева установило опытный двигатель М-105ПД с нагнетателем Э-100 В.А.Доллежаля (ЦИАМ). О конструкции и работе Э-100 рассказано в разделе, посвященном самолету И-28 (Як-5).
В связи с установкой двигателя М-105ПД были переделаны моторамы, маслобак и примыкающие к двигателю участки масло и бензопроводок. Попутно ОКБ установило улучшенный всасывающий патрубок, переделало верхний гаргрот фюзеляжа и фонарь кабины летчика по типу Як-1 N 35-60, установил переднее и заднее бронестекла, радиомачту с двухлучевой антенной (однако радиостанцией самолет не оборудовали из-за отсутствия генератора, экранировки и металлизации).
В целях максимального облегчения для обеспечения требуемой высотности из вооружения оставили одну мотор-пушку ШВАК с боекомплектом 120 снарядов.
С учетом малой вероятности повторной атаки по воздушной цели на высотах, близких к практическому потолку, это вооружение по мощности огня было явно недостаточным, но приходилось выбирать между высотностью самолета и мощностью его вооружения.
По максимальной скорости Як-7ПД превосходил МиГ-З АМ-35А до высоты 5000 м и уступал ему выше 6000 м, уступал Ла-5 М-82А на высотах до 3800 м и превосходил его выше 3800 м. Скороподъемность Як-7ПД была значительно лучше, чем у МиГ-З и Ла-5.
Практический потолок по сравнению с Як-7Б М-105ПФ увеличился на 1400 м и был выше, чем у всех серийных отечественных истребителей того времени. Взлетно-посадочные свойства были примерно такие же, как у Як-1 и Як-7Б М-105ПФ.
Летно-тактические характеристики Як-7ПД могли бы быть значительно выше при большей доведенности двигателя М-105ПД и при наличии автоматического, а не ручного управления турбомуфтами (т.е. регулирования числа оборотов первой ступени сжатия). Турбомуфта не имела отдельной помпы, поэтому давление масла в ней зависело от давления масла в главной магистрали двигателя. Давление же масла в главной магистрали по мере подъема падало, в результате чего давление масла в турбомуфте начиная с высоты 6800 м становилось недостаточным для сохранения номинального режима работы нагнетателя. Это приводило к падению давления наддува, снижению мощности двигателя и, как следствие, к уменьшению максимальной скорости полета по крайней мере на 16 км/ч и столь же существенному ухудшению остальных характеристик самолета [В ЛИИ в октябре-ноябре 1942 г. на опытном Як-5 и модифицированном серийном Як-7 N12-70 с М-105ПД производились летные испытания автомата управления турбомуфтами конструкции ЦИАМ, предназначенного для регулировки по высоте числа оборотов крыльчатки двухступенчатого нагнетателя двигателя. Всего выполнего 27 полетов об- щей продолжительностью 18 ч 10 мин. Испытания не дали положительных результатов.]. Отсутствие автоматического регулирования управления турбомуфтами усложняло эксплуатацию самолета и требовало от летчика непрерывного вмешательства для изменения числа оборотов крыльчатки первой ступени сжатия, что отвлекало его от управления самолетом.
Кроме того, летчик просто физически был не в состоянии точно поддерживать номинальное значение давления наддува в соответствии с изменением атмосферного давления, в результате чего летные характеристики самолета снижались.
Як-7ПД проходил государственные испытания в НИИ ВВС с 17 по 23 сентября 1942 г. Испытания проводила бригада в составе: ведущий летчик-испытатель А.Г.Прошаков, ведущий инженер М.А.Пронин, техник Л.В.Николаев. Было произведено 11 полетов общей продолжительностью 7 ч 30 мин.
Госиспытания были приостановлены вследствие недоведенности М-105ПД, проявлявшейся в дымлении и тряске двигателя, падении давления масла ниже допустимого значения на высотах, превышающих 6800 м. В Акте НИИ ВВС по результатам госиспытаний отмечалось, что самолет Як-7 с двигателем М-105ПД после установки автомата турбомуфты, устранения дефектов, увеличения мощности вооружения (одна пушка калибра 20 мм с боезапасом 120 снарядов и один пулемет калибра 12,7 мм с боезапасом 200 патронов) и оборудования самолета приемо-передающей радиостанцией может быть использован как истребитель-перехватчик ПВО.
Перед НКАП ставился вопрос о необходимости поставки ВВС 10 самолетов Як-7 М-105ПД для проверки их в боевых условиях, а также о целесообразности проведения работ по форсированию М-105ПД без снижения его высотности и предъявлении его на повторные испытания.
Як-7ПД серийно не строился как вследствие недоведенности двигателя, так и по другим причинам (в период работы над самолетом немецкая авиация не совершала интенсивных налетов на Москву, в системе ПВО еще сохранилось некоторое число самолетов МиГ-З и др.).
После госиспытаний Як-7ПД был оставлен в НИИ ВВС для испытаний двигателя М-105ПД по 50-часовой программе.
