Предложения об установке форсажной камеры на двигатель РД-10 практически одновременно сделали сотрудники ЦИАМа и И.А. Меркулов, виднейший советский специалист по прямоточным двигателям. Дело в том, что ТРДФ представляет собой фактически комбинацию ТРД и прямоточного ВРД, и кому, как не Меркулову, исследовавшему первые ПВРД еще в 1930-х годах, было заниматься этим направлением. Предложение, сделанное Лавочкину, было принято, и в 1945 году небольшая группа Игоря Алексеевича влилась в ОКБ-301. Техническим руководителем по разработке форсажной камеры назначили В.И. Нижнего, а ведущим конструктором – Б.И. Романенко.
В 1946 году разработали два варианта ТРДФ. В первом из них, сохранившем традиционную схему регулировки двигателя с помощью подвижного соплового конуса, включение форсажной камеры приводило к чрезмерному повышению температуры газа перед турбиной. Во втором варианте за короткой кольцевой камерой сгорания вместо конуса поставили раздвижные створки. В таком виде двигатель, получивший обозначение «ЮФ» (ЮМО – форсированный), или РД-10ЮФ, развивал на стенде тягу до 1240 кгс, что почти на 37 процентов превышало аналогичный параметр предшественника. В октябре 1946 года ТРДФ прошел 25-часовые стендовые испытания. И хотя удельный расход горючего ТРДФ на режиме форсажа возрастал более чем в два раза, все же было выгодно, увеличив запас топлива, получить лучшие характеристики летательного аппарата.
Через месяц началось проектирование машины «152Д» (дублер) с РД-10ЮФ. Кроме более мощного ТРД для самолета разработали новое крыло с относительной толщиной 9 процентов. В декабре проект получил обозначение «156». Этой машины не было в тематическом плане министерства, поскольку она строилась по инициативе Лавочкина вместо запланированной «154-й». Расчеты показывали, что самолет сможет развить у земли скорость 890 км/ч, на высоте 5000 м – 900 км/ч. Подъем на эту высоту займет 4,2 минуты, а потолок будет не меньше 12 500 м. Длина разбега и пробега должна была находиться в пределах 850 м, а дальность при полете на высоте 10 км со скоростью 630 км/ч – 900 км. Вооружение – три пушки НС-23.
На проектирование самолета ушел почти год. Истребитель построили в декабре 1946-го и в феврале следующего года его перевезли на аэродром ЛИИ. После наземных испытаний (ведущий инженер М.Л. Барановский) летчик С.Ф. Машковский 1 марта совершил на Ла-156 первый полет, но без включения форсажной камеры. Через 27 дней заводской летчик-испытатель Н. Кривошеин поднял в воздух вторую машину «156-2». Месяц ушел на доводку обоих самолетов, и лишь после этого решились запустить форсажную камеру, но сначала на рулежках.
Самолет «156»
Десятого апреля летчик Машковский впервые включил форсажную камеру вскоре после отрыва от ВПП, а через два дня – на взлете. Заводские испытания, завершившиеся в августе 1947 года, показали, что прирост скорости истребителя в зависимости от высоты составил от 40 до 72 км/ч по сравнению с самолетом «152», при этом время работы форсажной камеры не должно было превышать 10 минут.