Як-7Б с М-105ПФ и двумя прямоточными воздушно-реактивмидвигателями (ПВРД) ДМ-4С конструкции И.А.Меркулова являлся по существу летающей лабораторией для испытания и отработки одного из первых отечественных реактивных двигателей. ДМ-4С имел диаметр 500 мм, длину 2300 мм, массу 45 кг и максимальный расход горючего 11...12 кг/мин.

ПВРД размешались под крылом Як-7Б, по одному на каждой консоли. Горючим для них служил бензин из основных баков самолета. ПВРД использовались как ускорители для кратковременного увеличения максимальной скорости полета.

Для летных испытаний ДМ-4С был выбран Як-7Б как обладавший достаточно высокой максимальной скоростью, хорошими устойчивостью и управляемостью и, кроме того, позволявший легко оборудовать вторую кабину, благодаря чему в испытаниях мог принять участие инженер-экспериментатор.

Двигатели ДМ-4С были спроектированы еще в 1941 г. и изготовлены в начале 1942 г. Первоначально они были установлены и опробованы в работе на находившемся в 12 гв.иап ПВО Москвы на опытном экземпляре учебно-тренировочного истребителя УТИ-26-2. Эта попытка оказалась неудачной, так как подвеска двигателя под крыло смещала центровку самолета недопустимо вперед и не были приняты меры к обеспечению противопожарной безопасности (непротектированные бензобаки из-за вызываемой двигателями вибрации часто текли).

До 1944 г. двигатели ДМ-ЗС не испытывались, не доводились, не усовершенствовались ввиду отсутствия (после перебазирования моторного завода в другой район) необходимой производственной и экспериментальной базы.

Испытания начались в 1944 г. в ЛИИ на Як-7Б М-105ПФ и проходили с 24 марта по 12 декабря 1944 г. Первый полет с включением ДМ-4С - 15 мая 1944 г. Ведущий летчик - С.Н.Анохин (ЛИИ).

Максимальная скорость самолета при неработающих ДМ-4С из-за их лобового сопротивления уменьшилась до 460 против 494 км/ч у Як-7Б без ДМ-4С. При работе ДМ-4С максимальная скорость возрастала до 513 км/ч, т.е. на 53 км/ч, но она была лишь на 19 км/ч больше, чем у исходного Як-7Б. Предполагалось, что при повышении расхода топлива с 22 до 30 кг/мин на истребителе, имеющем скорость полета порядка 600 км/ч, дополнительные двигатели ДМ-4С смогут обеспечить прирост скорости в 130 км/ч, а при установке двигателей на более скоростные самолеты эффект от их применения станет еще больше. Установка ДМ-4С осуществлялась весьма просто и могла быть выполнена даже в полевых условиях, что позволяло оборудовать этими двигателями существующий парк самолетов. Таким образом для ВВС был создан резерв на случай непредвиденных обстоятельств.

Предполагалась установка ПВРД также на Як-1, при этом ожидался прирост скорости 100 км/ч в течение 10 мин. Но этот проект не был реализован.

ПВРД практически не использовались в связи с окончанием войны и последующим появлением турбореактивных двигателей (ТРД), которые имели преимущества перед ПВРД в тяге.

Продолжением работ стал самолет Як-7Р (реактивный) - проект истребителя-перехватчика на базе Як-7. Решение о создании реактивного истребителя-перехватчика путем модификации уже освоенного в серийном производстве и полностью оправдавшего себя в массовой эксплуатации самолета Як-7 в условиях военного времени являлось целесообразным, поскольку сводило к минимуму неизбежный в таких условиях риск, позволяло создать самолет в кратчайшие сроки и с минимальными издержками. Это решение было принято после тщательного рассмотрения шести эскизных проектов оригинальных конструкций реактивного самолета.

Предполагалась комбинированная двигательная установка из двух ПВРД ДМ-4С И.А.Меркулова и одного жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) Д-1А Л.С.Душкина.

Основные тяговые двигатели ДМ-4С располагались под крылом, а Д-1А-в хвостовой части фюзеляжа. Он предназначался для кратковременного использования при взлете и наборе скорости, для запуска ПВРД и при догоне и перехвате воздушной цели.

Горючим для ДМ-4С служил бензин из крыльевых баков. В Д-1А в качестве горючего использовался керосин, а в качестве окислителя - азотная кислота.

Самолет должен был иметь четыре бензобака в крыле (по два в каждой консоли), два бака для керосина позади кабины и один бак для азотной кислоты там же.

В связи с принципиально новой двигательной установкой убирались винт, двигатель М-105ПА, моторама, капот двигателя, масло- и водосистемы и т.д. Из винтомоторной группы Як-7 оставались лишь четыре крыльевых бензобака с проводкой. Вместо хвостового колеса с резиновым пневматиком предусматривался металлический ролик.

Вместо двигателя на четырех узлах крепления моторамы к фюзеляжу подвешивалась кабина летчика, представлявшая собой каркас из стальных труб, обшитый листовым дюралем. Вынесение кабины вперед привело к удлинению самолета на 1,325 м. На месте кабины устанавливались баки для керосина и азотной кислоты.

В связи с установкой в хвостовой части фюзеляжа ЖРД руль направления был обрезан в нижней части и нарощен в верхней. Общая высота вертикального оперения увеличилась на 0,042 м. Вооружение - два пулемета УБС в носовой части кабины с боезапасом по 200 патронов.

Проектирование Як-7Р было закончено 27 августа 1942 г. Проект не реализован из-за отсутствия в то время надежно работавших серийных ПВРД. Имелся только ЖРД Д-1А, который использовался на реактивном самолете БИ конструкции В.Ф.Болховитинова.

Значение Як-7Р состояло в том, что на этом самолете в ОКБ был принципиально решен комплекс вопросов, связанных с установкой на самолет воздушно-реактивных и ракетных двигателей. Опыт работы над Як-7Р был использован впоследствии при создании Як-ЗРД.

ПВРД представляли подвешиваемые под крыло самолета пустотельные цилиндры обтекаемой формы, в которых происходило горение бензина, приводящее к развитию дополнительной тяги, увеличивающей скорость полета. Конструкция двигателя простая и несложная в производстве. Двигатели впервые испытывались на самолетах И-15 и И-153, сделавших 60 полетов, на которых получен прирост скорости соответственно 22 и 42 км/ч. Масса двигателя небольшая - 24 кг. Расход бензина достигал 20 кг/мин, поэтому ПВРД целесообразно было использовать только в качестве ускорителя для догона противника или ухода от него. На взлете и малых скоростях ПВРД почти не давал прироста скорости. Двигатель предполагалось устанавливать внутрь фюзеляжа некоторых новых самолетов.