Во втором полугодии 1942 года в план ОКБ завода № 21 включили разработку двух высотных Ла-5 с моторами М-82 и М-82Ф. Причем первый оснащался лишь турбокомпрессором ТК-3, а второй – еще и гермокабиной. Но завершить работу в срок не удалось, и она перешла на следующий год. Приказом НКАП от 18 января Лавочкина обязали предъявить на испытания первый высотный истребитель к 15 марта, а второй – через месяц. Но и этот приказ выполнить в срок не удалось.
Ла-5ФТК, 1943 г.
Вскоре требования к высотным истребителям немного изменились. Согласно заданию, первый Ла-5 должен был подниматься на высоту 13 км, а второй, в соответствии с приказом НКАП от 31 августа 1943 года, с крылом увеличенной площади, – на 13 500 метров. Причем последний необходимо было предъявить на летные испытания к середине октября.
Ла-5ФТК, 1943 г.
В мае 1943 года на аэродром выкатили первую машину с мотором М-82ФН, но без автомата переключения скоростей турбокомпрессора. Во время наземной отработки винтомоторной группы истребителя выявилось недостаточное охлаждение двигателя и плохое уплотнение выхлопных труб. Воздуховоды, подававшие сжатый воздух от компрессора в карбюратор, разрушались, а их соединения оказались негерметичными. Доводка силовой установки затянулась, и 9 июля 1943 года самолет поднялся в воздух с заводского аэродрома в Горьком.
До 15 апреля следующего года первый высотный Ла-5 выполнил 30 полетов, из них девять – на высоте более 9000 м. Но выше 12 500 м подняться не удавалось, хотя самолет отличался достаточной маневренностью, как горизонтальной, так и вертикальной. Испытания шли тяжело, перегревались масло и головки цилиндров двигателя, падало давление бензина. Все это не позволяло достигнуть расчетного потолка. За отмеченный период пришлось заменить три двигателя и поставить дополнительный бак на 60 кг масла. Вырос запас горючего и появился бак с водой, предназначавшийся для охлаждения цилиндров мотора при ее впрыске в клапанные коробки. В итоге вес машины возрос на 100 кг, а потолок снизился до 12 км.
Разработка высотных истребителей считалась настолько важной, что сводки об испытаниях Ла-5, Як-9 и МиГ-11 ежедневно передавались в НКАП. Никто не знал, что предпримут завтра немцы, а уязвимость столицы от их стратосферных самолетов была высока. Показательным в этом отношении можно считать день 30 марта 1944 года, когда из-за нелетной погоды Ла-5 не смог подняться в воздух, а сообщение об этом до Москвы не дошло. На следующий день в Горький ушла тревожная телефонограмма с требованием обязательных ежедневных сообщений по «ВЧ».
Одиннадцатого июля Ла-5 перегнали в Москву на завод № 81. Доводка самолета сильно затянулась. Но, несмотря на все усилия КБ и близость таких гигантов науки, как ЦАГИ и ЦИАМ, даже продувки его в натурной аэродинамической трубе мало что дали. В декабре Ла-5 передали в Институт авиамоторостроения для выяснения причин появления факела на выходе из турбокомпрессора и отработки устройства впрыска воды.