Советская авиационная школа времен Второй мировой войны разительно отличалась от подходов, принятых в других странах. Вступая в Великую Отечественную войну, Советский Союз имел в своем распоряжении самолеты Як, МиГ и ЛаГГ, выполненные преимущественно из дерева и полотна. Такая конструкция далеко не идеально сочеталась с мощным наступательным вооружением, а также страдала от недостатка производительных авиационных двигателей.

Если Ла-5 мог похвастаться сбалансированным вооружением в виде двух 20-мм пушек ШВАК, то истребители Як несли лишь одну пушку того же калибра в сочетании с парой 12,7-мм пулеметов БС. Этот боевой комплект по своей мощности был сопоставим с одним из самых распространенных вариантов вооружения немецких Messerschmitt Bf 109 (версии F и G), оснащенных одной 20-мм или 30-мм пушкой (например, MG 151/20 или MK 108) и двумя 13-мм пулеметами MG 131. Однако ключевое преимущество немецких самолетов заключалось в их цельнометаллической конструкции, в то время как советские машины были сделаны из фанеры и полотна, что значительно снижало их живучесть в бою.

Статистика воздушных боев за 1942-1943 годы наглядно демонстрирует, что немецкие летчики часто предпочитали не уклоняться от лобовых атак, особенно когда речь шла о Focke-Wulf Fw 190, вооруженных двумя 13-мм пулеметами MG 131 и четырьмя 20-мм пушками MG 151/20, обладающими огромной огневой мощью. При этом в СССР не ставили перед собой задачу создать специализированный самолет, способный вести лобовые атаки. Як-9Т задумывался как универсальная машина, выполняющая как функции истребителя, так и штурмовика, способного эффективно поражать бронированные цели противника с верхней полусферы.

Главной ударной силой Як-9Т стала выдающаяся по своим характеристикам 37-мм пушка НС-37, разработанная Нудельманом. При массе в 150 кг и длине ствола 2230 мм (60 калибров) это орудие обеспечивало скорострельность 240 выстрелов в минуту. Начальная скорость снаряда составляла 880 м/с, что превосходило все другие авиационные орудия, использовавшиеся в советской истребительной авиации. Боекомплект включал 30 снарядов, представленных осколочными и бронебойными вариантами массой 735 и 760 г соответственно.

Чтобы установить столь крупнокалиберное орудие на Як-9, конструкторам пришлось немного сместить кабину пилота на 40 см назад, однако даже после этого ствол выступал из втулки винта на 15 см. В результате пришлось пожертвовать одним топливным баком, что несколько уменьшило дальность полета машины. Впоследствии для исправления этого недостатка была разработана версия Як-9ТД (танковый дальний), однако по своей сути она уже больше напоминала легкий штурмовик, хотя и без броневой защиты.

Несмотря на свое название, «танковым» в полном смысле слова Як-9Т так и не стал. Опыт боевого применения в атаках на немецкие бронемашины свидетельствует о специфике его использования. Летчик Иван Кожемяко вспоминал, что атака танков осуществлялась практически отвесным пикированием с высоты 800-900 метров, под углом около 70 градусов, при минимальном упреждении. По его словам, крупные танки, такие как «Тигры» и «Пантеры», не представляли сложной цели для попадания. Однако далеко не всегда даже точное попадание приводило к мгновенному уничтожению цели. В половине случаев трассирующие снаряды просто втыкались в броню без видимого эффекта, а иногда танк загорался, но взрывов, как правило, не происходило.

Одним из главных недостатков пушки НС-37 был мощный импульс отдачи. После каждого выстрела самолет испытывал резкий толчок, что негативно сказывалось на точности стрельбы, особенно при ведении огня очередями. Кроме того, прицельное оборудование оставляло желать лучшего – летчик использовал механический кольцевой прицел ВВ-1 (воздушный визир), который состоял из кольца в кабине и мушки на фюзеляже. В ряде случаев пилоты использовали пулемет для пристрелки перед залпом из пушки. При этом маневренный бой на Як-9Т был крайне нежелателен, поскольку самолет был слишком тяжелым для этого. Более маневренные Як-7 и Як-9 с меньшей нагрузкой на крыло лучше подходили для таких задач. Еще одной проблемой являлось отсутствие дульного тормоза, что приводило к тому, что пилот имел возможность сделать всего 2-3 прицельных выстрела, а последующие зачастую уходили мимо цели. Кроме того, после залпа кокпит заволакивало пороховым дымом, что временно снижало видимость приборов. Если при штурмовых атаках можно было приоткрыть фонарь для лучшей видимости, то в воздушных боях это было крайне нежелательно.

Тем не менее, в борьбе с бомбардировщиками Як-9Т проявил себя просто великолепно. Его отличная баллистика позволяла вести огонь с дистанции до километра, что помогало избегать плотного огня бортового вооружения тяжелых самолетов. Кроме того, он показал хорошие результаты при атаке легкобронированных кораблей, особенно эффективно действуя на Черном море. Однако его ключевым достижением стало то, что он фактически заставил немецких летчиков отказаться от лобовых атак, что серьезно подорвало их боевой дух, так как этот маневр ранее был их фирменной тактикой.

В результате Як-9Т нельзя назвать временной машиной, созданной лишь в рамках срочной необходимости. Это был узкоспециализированный, но крайне эффективный самолет, выпущенный в количестве 2748 экземпляров. Его эксплуатация требовала от пилотов высокого уровня мастерства, поэтому за его штурвал чаще всего садились летчики-снайперы. Именно это объясняет как его высокую результативность, так и сравнительно низкие потери среди экипажей, использовавших эту машину в боевых условиях.