К середине февраля 1944 года был готов первый вариант проекта самолета, выполненного по классической схеме с воздухозаборниками ускорителя, расположенными в передних кромках центроплана.
Все получалось компактно, если не считать больших потерь полного давления из-за многочисленных изгибов воздуховодов на пути к ускорителю. Это учли при разработке второго варианта самолета. На этот раз воздухозаборник расположили в носовой части фюзеляжа под коком воздушного винта. Этот проект предъявили заказчику и затем включили в план опытного самолетостроения на 1944 год. Требования к машине остались такими же, как и для И-250 Микояна. Предписывалось построить два экземпляра самолета, предъявив первый из них на летные испытания к 15 февраля 1945 года.
В середине сентября состоялось заседание макетной комиссии, и все замечания заказчика учли в строящемся экземпляре машины, получившей впоследствии обозначение Су-5. НКАП утвердил эскизный проект машины одновременно с И-250.
Планер построили в срок, но из-за несвоевременной подачи силовой установки самолет передали на испытания лишь в марте 1945 года. Спустя две недели, 6 апреля, летчик-испытатель Г. И. Комаров выполнил на нем первый полет.
Заводские испытания самолета проводились на аэродроме Тушино в Москве. Вначале почти все шло по плану, но 15 июня в 23-м полете разрушился двигатель ВК-107А. К тому времени была достигнута скорость 793 км/ч на высоте 4350 метров.
В период вынужденного простоя из-за отсутствия двигателя на самолете установили новое крыло с ламинарным профилем.
В дальнейших полетах подтвердить полученную однажды скорость не удалось из-за недоведенности ВРДК.
Основные данные самолетов-истребителей с ВРДК
Это воспоминания. А что говорят по этому поводу документы?
Первым в СССР (1943 год) реданную схему самолета предложил М. И. Гудков, проработав вариант истребителя ЛаГГ-3 под пока еще виртуальный ТРД А. М. Люльки. Но, как говорилось выше, из-за отсутствия последнего он так и остался на бумаге. Это очень важный момент, о котором заместитель наркома по опытному самолетостроению А. С. Яковлев не мог не знать, но отсутствие двигателя и более важные текущие дела, видимо, тогда не позволили Александру Сергеевичу акцентировать внимание на этом вопросе.
Сложность переделки Як-3 в реактивный заключалась в том, что при замене силовой установки с поршневым двигателем ВК-107А весом 760 кг (без винта ВИШ-107) более легким Jumo-004 (745 кг), переводе топливной системы с бензина на керосин, причем с дополнительным бензобаком для карбюраторного пускового двигателя и розжига камеры сгорания ТРД, требовалось сохранить прежний диапазон центровок машины. Тем не менее эту задачу удалось довольно быстро решить.
Советский аналог ЮМО-004 получил обозначение РД-10.
Согласно расчетам, максимальная скорость реактивного «яка» при полетном весе 2540 кг ожидалась у земли — 725 км/ч, а на высоте 8500 метров — 800 км/ч. Время подъема на высоту 5000 метров — 4,8 минуты. Его вооружение включало две пушки НС-23 с боезапасом по 60 патронов на ствол. Для конца 1940-х самолет был явно слабоват, зато казалось, что сделать его и поднять в воздух можно довольно быстро.
1 декабря 1945 года комиссия под председательством начальника ОТК завода № 115 Н. А. Козлова, рассмотрев материалы по самолету Як-ЮМО, установила, что он построен в соответствии с чертежами и может быть передан на аэродром для проведения заводских летных испытаний. Спустя девять дней был составлен акт о том, что Як-ЮМО с 5 по 10 декабря 1945 года проходил наземные испытания. При этом были выполнены четыре рулежки с поднятым хвостом, что позволяло приступить к летным испытаниям. Но главный конструктор осторожничал.
Чтобы убедиться в правильности принятых технических решений, машину отправили в натурную аэродинамическую трубу ЦАГИ Т-101.
С 4 марта по 12 апреля 1946 года машину готовили к первому вылету. 23 апреля на Як-15 установили новый, проверенный в ЦИАМе двигатель, и на следующий день летчик-испытатель М. И. Иванов выполнил первый на нем полет.