Як-9П (пушечный) с двигателем М-105ПФ представлял собой результат другой попытки увеличить мощь бортового оружия Як-9, в данном случае путем установки вместо синхронного пулемета УБС второй пушки ШВАК. Напомним, что именно такое вооружение стояло на истребителях Ла-5, а отзывы пилотов об огневой мощи «Лавочкиных» были более благоприятными. Боекомплект второго орудия составлял 165 снарядов (вместо 200 патронов УБС), а секундный залп возрос в 1,25 раза по сравнению со штатным вооружением Як-9. По летно-тактическим характеристикам, технике пилотирования, устойчивости и управляемости, а также взлетно-посадочным свойствам Як-9П практически ничем не отличался от Як-9, но при стрельбе очередями нарушалось прицеливание, особенно если скорость в момент открытия огня была недостаточно велика, поэтому при стрельбе надо было все время уточнять наводку.
   Як-9П был построен в КБ в марте 1943 года и проходил государственные испытания в НИИ ВВС с 17 марта по 8 апреля 1943 года (пилотА. Прошаков, ведущий инженер Г. Седов). Оценка была в целом положительной, но от серийной постройки воздержались из-за сложностей, возникавших при стрельбе. Впрочем, опыт установки второй пушки мог быть использован в создании более совершенных машин Як-9 ТК с двигателем М-105ПФ. Попыткой усилить вооружение Яков была также идея сделать самолет трансформируемым под различные пушки. Речь шла о возможности вооружать Яки различными орудиями прямо в строевых частях, наличными силами технического состава в зависимости от потребностей. Монтаж пушек должен был, по мнению разработчиков, совершаться в полевых условиях, при наличии соответствующего комплекта оружия и крепежных узлов к нему (МП-20 и МП-37). Добавим, что для установки нового орудия надо было заменить газоотводные трубы, а также все агрегаты питания оружия (патронные коробки, гильзо- и звеньеотводы и др.) И еще шланги пневмосистем... Предполагалось, что кроме штатной пушки, таким образом можно будет монтировать ВЯ-23 (23 мм), НС-37 и даже НС-45.
   Предусматривались следующие варианты вооружения:
   пушка 20, 23, 37 мм стреляющая через втулку винта (боекомплект соответственно 120, 80 и 30 снарядов) и две синхронные пушки калибра 20 мм (по 120 снарядов на ствол)
   пушка 45 мм (20 снарядов) и две синхронные пушки калибра 20 мм (по 120 снарядов).
   пушка 57 мм и одна синхронная пушка со 120 снарядами.
   Один опытный Як-9ТК со сменными мотор-пушками был создан и представлен для испытаний в НИИ ВВС в октябре 1943 года. Испытания показали, что ВЯ-23 по мощности мало отличаются от штатной ШВАК, а НС-45 оказалась не вполне надежной. С пушкой же НС-37 серийно строился Як-9Т. Так что в серию этот малопривлекательный для технического состава «трансформер» не вошел. В Люфтваффе эта проблема решалась таким образом. У истребителя Bf-109F и G всех модификаций на крыльевые узлы подвески можно было поставить специальные полевые комплекты установки. Состояли они из разных орудий калибра от 15 до 30 мм, каждое было вместе с гильзоотводом и боекомплектом заключено в подкрыльевые гондолы и очень быстро, после соединения клемм электроспуска, становилось готовым к бою. Просто скопировать немецкую систему не представлялось возможным из-за слабости крыла, да и орудия компактностью не отличались, особенно те, что помощнее.
   Последней машиной (Як-9К с двигателем ВК-105ПФ) этого направления стал построенный в конце 1943 года — начале 1944 года истребитель с 45-мм пушкой. В годы войны, вооружать истребители столь тяжелым оружием, тем более такие, как Як-9К мог решиться лишь Яковлев. Более того, ему удалось добиться постройки войсковой серии из 53 Як-9К в апреле-июне 1944 года. Пушка НС-45 устанавливалась в развале цилиндров обычного ВК-105ПФ и крепилась к фюзеляжу в трех точках — двух передних из одной задней, для стрельбы через полый вал редуктора. На втулке винта было установлено специальное устройство с шарикоподшипником, центрирующее ствол пушки относительно вала, т.к. зазор между ним и стволом орудия составлял всего 0,75 мм. Сила отдачи была очень сильной. Такая нагрузка могла просто разрушить самолет. Чтобы этого не произошло, ствол впервые в истории отечественной истребительной авиации был оснащен мощным дульным тормозом, гасившим более 2/3 отдачи. Ствол с дульным тормозом выступал из кока винта на 370 мм, немного увеличивая продольный габарит истребителя. Питание пушки было ленточным. Емкость патронного ящика пушки — 29 снарядов. Гильзы и звенья собирались в специальный сборник. На приборной доске в кабине летчика был впервые в истории советского самолетостроения установлен счетчик оставшегося боекомплекта пушки. Управление огнем осуществлялось пневмо-электросистемой. Стрельба из пушки и пулемета могла вестись раздельно и одновременно от двух электрокнопок на ручке управления. Прицел был ПБП-1а.
   Самолет также имел ряд других улучшений, из которых в первую очередь стоит отметить бронестекло передней части козырька и за головой летчика. Полетная масса истребителя достигала 3028 кг. По массе секундного залпа 5,53 кг/с Як-9К превзошел все отечественные и зарубежные одномоторные истребители (без подвесного вооружения) с мотор-пушками, но уступал по секундному залпу FW-190A-6 (7,02 кг/с) (1943 г.), FW-190A-7, А-8, А-9 (7,69 кг/с) (1942-1945 гг.)* и другим более поздним зарубежным истребителям. Скорость упала на 27-40 км/ч, а время набора 5000 м увеличилось до 6,8 мин. Стрелять можно было только очень короткими очередями, в 1 -3 снаряда на скорости свыше 350 км/ч. При этом ощущение было жутковатым. Самолет «на мгновение как будто останавливался в воздухе, страшно содрогаясь от капота до кончиков крыльев». При стрельбе на меньшей скорости Як резко поворачивало назад и вбок, ремни врезались в плечи летчика а затем кидали назад на сидение, и пилот часто ударялся затылком о бронестекло (мягкого заголовника, как на «Спитфайрах» или BM09G-6, на Яке не было). Но главное — большая сила отдачи оказывала существенное влияние на конструкцию самолета, приводя к вытеканию масла и воды через различные уплотнения и появлению трещин в трубопроводах, радиаторах и т.д.
   Отзывы боевых пилотов об этом самолете, тем не менее, были неплохими. В боевых частях самолет использовался при прикрытии ведомым, который летал обычно на Як-3 или Як-1Б и должен был защитить ведущего, «снимавшего бомберы», иногда с дистанции в 400-600 м. Оружие этого Яка было весьма эффективным для работ по наземным целям, позволяя с одного захода уничтожить катер, автомобиль или артиллерийское орудие. Эти самолеты применялись также для активной блокировки аэродромов на завершающем этапе войны. Несколько машин «дожили» до участия в берлинской операции. Это не удивительно. «Летающую пушку» доверяли, как правило, настоящим воздушным снайперам, многие из которых летали на Як-9Т с НС-37 и имели немалый боевой опыт применения советского крупнокалиберного оружия.