Як-9Д (дальний) с двигателем М-105ПФ и винтом ВИШ-61Ппредставлял собой истребитель с увеличенной дальностью полета и наряду с Як-9Т являлся одной из первых и основных модификаций серийного Як-9 с тем же двигателем. Необходимость в таком истребителе возникла в 1943 г., когда советские наземные войска стали осуществлять глубокие прорывы обороны противника. При быстром продвижении и отсутствии впереди подготовленных аэродромов возникла опасность отрыва авиации от наземных войск.
От серийного Як-9 Як-9Д отличался в основном запасами горючего и смазочного материала. Вместо двух бензобаков на 440 л (320 кг) были установлены четыре бака на 650 л (480 кг). Запас масла - 48 кг вместо 25 кг на Як-9.
Емкость бензобаков распределялась следующим образом: два корневых по 208 л и два консольных по 117 л, расходный бачок отсутствовал. В кабине был установлен трехходовый бензокран, позволявший производить питание двигателя как раздельно от правой или левой групп баков, так и от обеих групп баков одновременно.
На самолетах войсковой серии вместо трехходового бензокрана был установлен расходный бачок на 6 л, и все бензобаки самостоятельно соединялись с ним. Обратные клапаны в трубопроводах между расходным бачком и основными бензобаками пре- пятствовали переливанию горючего из одного бака в другой.
Як-9Д, как и Як-9, был вооружен одной мотор-пушкой ШВАК с боезапасом 120 снарядов и одним (левым) синхронным пулеметом УБС с боезапасом 200 патронов.
По скороподъемности, потолку, маневренности и взлетнопосадочным свойствам Як-9Д при максимальной полетной массе уступал двухбачному Як-9. Однако примерно при половинной выработке горючего разница между ними в этих показателях сглаживалась.
Серьезным недостатком Як-9Д первых выпусков как истребителя сопровождения являлось отсутствие авиагоризонта и радиополукомпаса, что ограничивало возможность его использования в плохих метеоусловиях, а также несоответствие между дальностью полета (905 км на режиме скоростной дальности) и дальностью двухсторонней радиосвязи (60 км).
Як-9Д построен ОКБ в январе 1943 г., проходил государственные испытания в НИИ ВВС с 14 января по 26 февраля 1943 г. (летчик В.Е.Голофастов, ведущий инженер И.Г.Рабкин), выпускался серийно с марта 1943 г. по июнь 1946 г. Всего выпущено 3058 самолетов Як-9Д.
Войсковые испытания на боевое применение проводились на Западном фронте в 18 гв.иап (командир Герой Советского Союза подполковник А.Е.Голубов) с 17 августа по 18 сентября 1943 г. и также в 20 иап (командир - подполковник А.К.Петровец).
В 18 гв.иап участвовали в испытаниях три Як-9Д. На одном из них было осуществлено получившее в дальнейшем широкое распространение объединенное управление винтом и газом (ВГ), на двух других - штурвальное. Кроме трех Як-9Д в 18 гв.иап имелись на вооружении 12 Як-9Т и 7 Як-9. Все типы самолетов были равномерно распределены по трем эскадрильям. Для них ставились одинаковые боевые задачи, которые выполнялись в смешанных боевых порядках. Полеты производились с полевых аэродромов с рабочей площадью 500х1500 м. На этих же аэродромах базировался авиационный полк "Нормандия", на вооружении которого имелись 9 Як-9Д и 11 Як-9. Ряд боевых задач 18 гв.иап выполнял совместно с полком "Нормандия". За время войсковых испытаний на трех Як-9Д выполнено 58 полетов с общим налетом 66 ч 37 мин (средняя продолжительность полета 1 ч 14 мин), проведено 7 воздушных боев, сбито 5 самолетов противника, в том числе: He-111 - 1, Ju-87 - 2, FW-190 - 2. Свои потери - один сбитый и один поврежденный Як-9Д.
Однако, по данным из других частей, обычно наибольшая удаленность Як-9Д от своего аэродрома равнялась 211 км, наибольшая продолжительность полета - 1 ч 20 мин, а средняя - 54 мин; средний часовой расход горючего - всего лишь 270 л, т.е. использовалось в среднем 40% горючего.
В авиаполку "Нормандия" и в других частях, имевших на вооружении Як-9Д, по собственной инициативе заглушали консольные бензобаки, и все полеты совершали при заправке только корневых баков.
Опыт боевого применения показал, что использование Як-9Д в истребительных полках, где подавляющее большинство самолетов имело меньший запас горючего, для совместного выполнения одних и тех же задач нецелесообразно, так как в этом случае Як-9Д возит с собой как лишний груз неиспользованное горючее, что снижает летные данные самолета и, кроме того, служит источником повышенной уязвимости его по сравнению с Як-9. Было признано, что наиболее целесообразно использовать Як-9Д для выполнения специальных задач, которые не могли быть решены истребителями с ограниченным запасом горючего (Як-1, Як-7, Як-9), например для сопровождения бомбардировщиков в глубокий тыл противника; действий истребителей при отрыве аэродромов в наступательных операциях, когда впереди нет подготовленных аэродромов; обеспечения действий танковых групп, прорвавшихся в глубокий тыл противника; продолжительных полетов по прикрытию наземных войск и поля боя; полетов в условиях быстро меняющейся метеообстановки, когда невозможно возвращение на свой аэродром; разведки, прикрытия своих аэродромов и др.
Большой запас горючего позволял летчику быть более спокойным в боевом вылете в отношении вынужденной посадки из-за нехватки горючего, но увеличенный объем бензобаков делал поражение самолета более вероятным.
Опыт воздушных боев показал, что Як-9Д до высоты 3500 м имел преимущество над Me-109G-2 и FW-190A-8 на виражах, а при израсходовании примерно половины запаса горючего и на вертикальном маневре.
30 августа 1943 г. Як-9Д в одном из воздушных боев с FW-190A-8 получил серьезные повреждения: у него был пробит снарядом левый корневой бензобак, пробит картер редуктора двигателя, фюзеляж имел несколько пулевых пробоин. Несмотря на повреждения самолета и двигателя, летчик довел самолет до своего аэродрома и произвел благополучную посадку, что говорит о высокой живучести Як-9Д.
Небольшое число Як-9Д в конце 1944 т. было передано болгарским ВВС. Самым выдающимся болгарским летчиком, летавшим на истребителях "Як", был 3.Захариев, получивший звание Героя Советского Союза.
