Немецкие и английские истребители с турбореактивными двигателями (ТРД) впервые появились на фронте в 1944 г. Более скоростные, чем поршневые машины, они обещали коренным образом изменить соотношение сил в воздухе. Другие воюющие страны, включая и СССР, существенно отставали в этой области. Разработанные в Советском Союзе самолеты-перехватчики ╚БИ╩ завода 293 НКАП с жидкостным ракетным двигателем (1941 г.) и ╚302╩ НИИ-3 НКБ (1942 г.), спроектированный под установку ЖРД и прямоточных воздушно-реактивных двигателей (ПВРД), из-за слишком малой продолжительности полета и эксплуатационных недостатков оказались непригодными для принятия на вооружение. Рассчитывать на появление в ближайшее время отечественных ТРД не приходилось, поэтому было решено основной упор сделать на установку ЖРД и ПВРД в качестве ускорителей на серийные поршневые самолеты. Согласно вышедшему 22 мая 1944 г.
Постановлению Государственного комитета обороны (ГОКО), к сентябрю предполагалось построить и предъявить на летные испытания модификации истребителей Як-9, Ла-5 и Су-6 2ТК-3 с дополнительными ЖРД РД-1, разработанными В. П. Глушко в ОКБ НКВД при заводе 16. При работе ускорителей на самолетах Як-9 и Ла-5 время набора высоты 5000 м должно было уменьшиться до трех минут, а максимальная горизонтальная скорость полета - возрасти до 780 км/ч на отрезке времени до трех минут.
Построить двигатели вовремя завод 16 оказался не в силах, и начало испытаний модифицированных самолетов переместилось на более поздний срок. Между тем А. С. Яковлев решил установить РД-1 не на Як-9, а на Як-3, и работу пришлось перепланировать.
С. А. Лавочкин поручил выполнение этого задания организованному в марте 1944 г. в Москве филиалу ОКБ (основное ОКБ оставалось пока в Горьком на заводе 21), которым руководил С.М.Алексеев. Филиал назывался ╚Опытный завод 81╩ и располагался на специально выделенной для него части серийного московского авиазавода 381, выпускавшего в то время самолеты Ла-7. Переделка первого серийного Ла-7, получившего новый индекс Ла-7Р-1, была закончена к 21 октября 1944 г. На этом самолете и на последовавшим за ним Ла-7Р-2 произвели доработку хвостовой части фюзеляжа под размещение в ней РД-1, смонтировали сам двигатель и дополнительное, связанное с работой ЖРД оборудование. Место центрального бензобака занял банк с азотной кислотой, а в правой консоли крыла установили бак с керосином - обычным тракторным. Запас азотной кислоты составил 270 кг, керосина - 60 кг. Такого количества топлива было достаточно для работы РД-1 в течение 3, 5 - 3, 8 минут. Запас бензина сократился с 340 до 210 кг. Для подачи компонентов топлива в камеру сгорания РД-1 использовалась помпа, приводившаяся во вращение специальным валом, фрикционно соединенным с храповиком на задней крышке мотора АШ-82ФН. В магистралях кислоты и керосина обеспечивалось давление в 40-50 атм. (давление в камере сгорания двигателя - до 23 атмосфер). Управление ЖРД было полностью автоматизировано и сводилось лишь к использованию ручки сектора газа и пускового воздушного крана. Во избежание коррозии, к которой приводило даже небольшое количество кислотных паров, произвели тщательную изоляцию конструкции самолета. В кислотной системе были применены кислотостойкие материалы: алюминий - как чистый, так и некоторые из его сплавов, а также определенные сорта нержавеющей стали.
Заводские испытания Ла-7Р-1 начались 27 октября 1944 г. В первых числах ноября на нем совершили два полета для опробования винтомоторной группы (ВМГ) без включения ЖРД. При последующих наземных испытаниях РД-1 обнаружилось, что крутящий момент, создаваемый приводом от АШ-82ФН к насосному агрегату ЖРД, недостаточен. После устранения дефекта летные испытания продолжились. С целью отработки РД-1 на высотах 3000-3200 м произвели 6-8 зажиганий и 4 огневых запуска двигателя РД-1, причем два огневых запуска - до полной выработки компонентов топлива. Зажигание и огневой запуск проходили нормально. Но по мере выработки топлива, примерно через две с половиной минуты, возникла пульсация в выхлопе РД-1 и давление в камере сгорания колебалась до 8 атмосфер. Три полета были посвящены отработке повторных огневых запусков ЖРД. В первом из них двигатель отказал полностью; во втором -- после первого запуска он проработал 15 секунд, а при повторном - отказал; в третьем - в двух пусках РД-1 проработал по 15 секунд, но при еще одной попытке запуска отказал. Установить причину отказов так и не удалось. В трех других полетах определялись максимальные горизонтальные скорости на высоте 3000 метров на номинальном режиме работы АШ-82ФН с неработающим и работающим ЖРД. В наиболее удачном третьем полете прирост скорости за счет работы РД-1 составил 85 км/ч. Программные заводские испытания завершились 24 февраля 1945 г., и самолет был поставлен на ремонт. Всего летчик-испытатель А. В. Давыдов произвел 15 полетов, в том числе пять - с включением РД-1. Общее количество огневых запусков ЖРД составило: пятьдесят семь - на земле и шесть - в воздухе.
Второй экземпляр Ла-7Р-2 построили на 81-ом заводе в основном из агрегатов Ла-7 пятьдесят первой серии. В отличие от Ла-7Р-1, являвшегося только летающей лабораторией, этот самолет обладал лучшей аэродинамикой. В 1945 г. Ла-7Р-2 вышел на летные испытания. С 26 января по 27 марта на нем произвели 19 полетов, 45 пусков ЖРД, в том числе шесть - в воздухе. В двух пусках РД-1 в полете были сняты площадки. 1 марта на высоте 2700 м двигатель проработал полторы минуты, после чего из-за пульсации в камере сгорания его пришлось выключить. Прирост скорости составил 80 км/ч по прибору, а 10 марта на высоте 2600 метров РД-1 прибавил около 95 км/ч. В целом двигатель работал плохо, в 15 запусках из 45 он отказывал, причем в шести случаях - по вине зажигания.
Проходившие параллельно испытания Як-3 с РД-1 и Су-6 2ТК-3 с РД-1 выявили те же проблемы, что и на машинах Лавочкина, плюс недостатки самих самолетов (на ╚Яке╩ в феврале трижды протек маслорадиатор). Сказалось и отсутствие необходимого оборудования и материалов, порой самых обычных: свечей для Як-3 или кислоты для Су-6. Однако настоящие неприятности начались в конце марта. Во время программного полета 23 марта на высоте 5000 метров у Су-6 при включении РД-1 в камере сгорания произошел взрыв, и двигатель оторвался от самолета. Небольшие повреждения получили рули высоты. У Ла-7 в полете на высоте 6000 м дополнительный двигатель не включился, попытка повторного запуска на высоте 3000 м закончилось сильным взрывом в камере сгорания РД-1. Рули были сильно повреждены. Самолет потерял управляемость и сделал ╚бочку╩. Находясь в кабине, заполненной парами азотной кислоты, летчик-испытатель Г. М. Шиянов с большим трудом смог посадить машину. Это случилось 27 марта, и до 14 апреля на Ла-7 проводили замену поврежденного оперения и камеры сгорания, устраняли мелкие дефекты, появившиеся в результате аварии. На самолете установили двигатель РД-1, имеющий специальные диафрагмы с отверстием диаметром до 20 мм для обеспечения давления от факела эфирно-воздушного зажигания на земле до 0,5 атмосфер. Однако попытки запустить его на высотах от 5000 до 6000 метров закончилась безрезультатно-. Из-за большого числа отказов РД-1, связанных с неполадками в зажигании, в ОКБ-СД завода 16 разработали вариант двигателя РД-1ХЗ с химическим зажиганием взамен электрического. В качестве пусковых компонентов топлива использовались: горючее Б23-75 (раствор полупродукта синтетического каучука в бензине Б-70) и окислитель (азотная кислота). Установка РД-1X3 на Як-3 и Ла-7 началась 29 апреля, а 11 мая на Як-3 с включенным ЖРД на высоте 7800 м была достигнута скорость 782 км/ч. Впрочем, РД-1ХЗ оказался не надежней своего предшественника- аварии продолжались. Уже на следующий день, 12 мая, при наземных огневых испытаниях на Ла-7 разорвалась камера сгорания двигателя, и в полете взорвался РД-1ХЗ, установленный на Пе-2, выпускавшемся на заводе 22. Через два дня на Як-3 в воздухе на пусковом режиме произошел взрыв двигателя по критическому сечению. Из четырех РД-1ХЗ, собранных и поставленных на летные испытания, три потерпели аварию. Четвертый, предназначенный для Су-6, получили только 11 мая, и теперь он монтировался на самолет. Последний из оставшихся РД-1ХЗ для переборки отправили в ОКБ-16.
Лабораторные исследования показали, что причиной взрывов явились гидравлические удары в камере сгорания, возникавшие вследствие резкого повышения давления в ╚рубашках╩ камеры сгорания в момент открытия топливных клапанов. Гидравлический удар сбивал факел зажигания, происходило накапливание компонентов внутри камеры, зажигание которых приводило к взрыву. Три двигателя РД-1ХЗ новой модификации для самолетов Як-3, Ла-7 и Су-6 поступили из ОКБ-16 уже 14 июля 1945 г. Их оборудовали специальными пусковыми и сливными клапанами, ввели последовательное включение форсунок обоих компонентов топлива, существенно повышающее эффективность зажигательного факела и делающее запуск двигателя плавным, без удара.
На Ла-7Р-2 двигатель установили 25 июля. На этом самолете в период по 16 сентября 1945 г. было совершено 14 полетов. Из 49 пусков двигателя 8 произвели в воздухе, а 5 из них использовали для снятия площадок. За это время сменили четыре камеры двигателя и два насоса. РД-1ХЗ отказывал 23 раза, однако на долю зажигания пришлось только два отказа.
Несмотря на все трудности, испытания все же удалось довести до конца. На Ла-7Р была получена максимальная скорость полета 795 км/ч на высоте 6300 метров.
