雅克-3 VK-107A型
VK-107A发动机早在1943年就曾考虑过安装在雅克-3战斗机上并在雅克-1M上进行了相关实验，VK-107A发动机在海平面具有1650马力的最大输出功率，在4500米高度的最大输出功率为1500马力，但是由于VK-107A的可靠性比较差，所以标准型的雅克-3S选择了更加成熟稳定的VK-105PF2型发动机
这张照片显示了一架安装VK-107A发动机的雅克-1M，它有着不同的排气管
自从雅克-3诞生的那天起，设计局就一直希望通过更换发动机来提高飞机的性能，这个一任务被移交给了G.阿德勒领导的一个设计小组。在比较了苏联现有的各种发动机以后，设计局最终选定了VK-107A型发动机。这是因为该发动机不需要对机身进行大改动就可以直接装入雅克-3轻巧的机体中，而仅仅将座舱向后移动400毫米，同时新飞机的载油量达到了518升，所有的燃料被装在4个固定的以及一个可以移动的燃料箱中，并且在飞机的发动机罩上安装了两门全新的各备弹达120发的B-20S同步20mm机炮以及直径达3.1米的新型VISh-107LO螺旋桨。
雅克-3 VK-107A型
最初的两架原型机的制造工作于1944年初完成，第一架原型机从44年4月起被用来进行各种测试直到44年11月，另一架原型机在修改了部分却先后被移交给苏联航空科学研究院进行测试，试飞员为Pavel Y. Fedorovi。原型机的试验从1944年4月开始，但由于早期发动机存在很多缺陷，尤其是发动机曲轴的轴承寿命过短以及机体部分结构强度不足导致测试工作一直在断断续续的进行，有一次甚至导致试飞暂停了两个多月，直到同年8月总共才进行了44次总计26个小时的试飞。尽管新飞机的重量达到了空前的2984千克，但是VK-107A发动机仍然赋予了其十分出色的飞行性能，同时由于翼载荷达到了201千克/平方米，使得飞机的盘旋性能非常优秀。经过测试，原型机的最大海平面速度为611km/h，在5000米高度上的最大飞行速度为720km/h，爬升至5000米高度用时3.9分钟，爬升至11800米需要24.7分钟，但是由于飞机的重量进一步加大，以及螺旋桨的转速有所降低，导致新飞机的起降性能进一步恶化。对原型机进行的测试结果表明，安装了VK-107A发动机的雅克-3已经拥有了无与伦比的飞行性能，足以媲美二战末期出现的任何活塞式战斗机。
雅克-3 VK-107A生产型
第比利斯型
苏联政府在1945年春天命令第比利斯的第31厂利用前期未完成的机身生产75架全金属结构的战斗机，之所以选择31厂，是因为与292厂相比，他们的雅克飞机质量更好。
31厂生产的新飞机使用了最新型的VK-107发动机，同时用硬铝合金的机身替代了木制机身，并且机翼的控制面也使用了镁铝合金替换了原来的织物蒙皮结构。与前期生产的雅克-3相比，新飞机的燃油携带量有所增加，但仍然少于原型机，同时为了降低机体重量，用部分铝制部件替换了原来的钢制零件，通过上述改进，生产型的雅克-3U全重达到了2935千克，比原型机的2984千克略轻，但是重于标准型雅克-3的2697千克，第比利斯型的雅克-3U安装了2门同步的B-20S 20mm机炮，每门备弹120发，同时安装了一门B-20M 20mm发动机同轴机炮，备弹100发。它们中的大多数都安装了风挡防弹玻璃。
在进行了为期一个月的工厂测试后，新飞机被移交给了苏联航空科学研究院进行测试，试飞员为Y.A.Antipov，截止31厂转产喷气型的雅克15以前，31厂共生产了48架雅克-3 VK-107A。奇怪的是，几乎找不到第比利斯型雅克-3服役期间的资料照片。
雅克-3 VK-107型侧视图
在1946年春，位于萨拉托夫的292厂业生产了30架同型飞机，与31厂的产品相比，292厂使用了全金属机身，方向舵以及其它控制面采用了织物蒙皮，安装了更大的散热器，同时使用了改进的RSI-6型电台，并增加了无线电轨杆。
萨拉托夫型
292厂的最初生产型与1946年4月11日至5月20日交由苏联航空科学研究院进行测试，测试结果表明，新飞机的在6000米高度的最大速度为697km/h，爬升至5000米用时4.2-4.5分钟。但是由于在测试中曝露出了很多问题，原型机被要求返厂修改直到1946年6月29日才进行重新测试，尽管在试飞中再次暴露诸多缺陷，但是292厂仍然制造了30架生产型。在与盟国援助的P-63，喷火9进行的对比试飞中，苏联方面认为雅克-3 VK-107A的效能基本与雅克-9U相当，但是却存在控制面方向舵过重的现象，并且发动机依旧不够可靠，甚至有一台发动机直接报废，而且发动机还存在过热问题，正是由于存在诸多缺陷，292厂的终止了雅克-3 VK-107A的生产，把数量有限的发动机优先供应给雅克-9U，这是因为与雅克-3相比，雅克-9U有更坚固的机体结构，同时可以安装更加强大的武器，比如37或者45mm同轴机炮，而且雅克-9U拥有更大的航程。