Як-9ТК с двигателем М-105ПФ являлся модификацией Як-9Т стем же двигателем и отличался от него в основном тем, что на нем впервые была предусмотрена возможность установки четырех вариантов (в зависимости от требований ВВС) мотор-пушек: ШВАК калибра 20 мм, ВЯ-23 калибра 23 мм, НС-37 калибра 37 мм и НС-45 калибра 45 мм.
Для установки различных мотор-пушек необходима была замена узлов крепления пушек, газоотводных труб, агрегатов питания оружия (патронных коробок, гильзо- и звеньеотводов и др.) и шлангов пневмосистем.
Монтаж пушек был возможен в полевых условиях при наличии соответствующего комплекта оружия и узлов к нему (узлы МП-20 и МП-37 выпускались серийно).
Летными испытаниями Як-9ТК было установлено, что полетная масса, центровка, техника пилотирования, летно-тактические данные, пилотажные и штопорные характеристики и т.д., а также методы ведения стрельбы зависели от установленного на самолете варианта пушечного вооружения.
При стрельбе из пушек ШВАК и ВЯ даже на скоростях, близких к минимальным эволютивным (250...260 км/ч по прибору), ощущалась лишь небольшая отдача, которая не нарушала прицеливания. При скорости 400 км/ч по прибору отдача вовсе не чувствовалась, стрельбу можно было вести длинными очередями.
При стрельбе из пушки НС-37 на скоростях до 300...350 км/ч по прибору самолет сильно раскачивался. Прицельный огонь получался только при первом выстреле, а при последующих снаряды разбрасывались. Стрельба создавала кабрирующий момент, ввиду чего второй и последующие выстрелы в очереди ложились с перелетом тем большим, чем длиннее очередь. Стрельба из пушки НС-45 была возможна одиночными выстрелами на скоростях, близких к максимальным. Ввиду наличия трассы (дымный след от снаряда) это не уменьшало вероятности поражения цели.
Среднее время трассирования 45-мм снаряда составляло 4,5 с, начало трассирования - у дульного среза ствола пушки. Трасса бледно-розового цвета, хорошо видимая как ночью, так и днем.
Як-9ТК со сменными мотор-пушками был создан и предъявлен ОКБ на государственные испытания в НИИ ВВС в октябре 1943 г. (летчик В.И.Хомяков, ведущий инженер по вооружению А.Г.Аронов).
Як-9ТК с различными сменными вариантами (универсальными установками) пушечного вооружения серийно не выпускали ввиду того, что пушка ВЯ-23 по мощности мало отличалась от пушки ШВАК, а НС-45 была не вполне надежной, и поэтому эти варианты не получили большого распространения.
Универсальные установки пушечно-пулеметного вооружения нашли широкое применение на самолетах Як-9У несколько позже, после того, как на них были установлены более мощные двигатели ВК-105ПФ2 и ВК-107А и после появления на вооружении более совершенных, более легких и более скорострельных пушек НС-23, Н-37 и Н-45 (см. Як-9УТ).
