Опытный истребитель Пе-2И, 1941 г.
В конце августа московский завод №22 по собственной инициативе предложил другой вариант переделки Пе-2 в истребитель. Пе-2И (первый с таким наименованием), зав. номер 5/33 по принятой на этом заводе нумерации (т.е. пятый самолет тридцать третьей серии), в отличие от Пе-3, имел значительно более мощное вооружение. На месте бомбоотсека на нем была смонтирована двухпушечная установка ШВАК с боезапасом по 160 патронов на ствол. Вооружение в носовой части фюзеляжа осталось без изменений от Пе-2.
Самолет Пе-2И, подобно Пе-3, стал двухместным. В кабине стрелка-радиста установили 240-литровый бензобак, а объем центропланных баков сумели увеличить на 70 л. И все же горючего оказалось недостаточно для обеспечения дальности полета 2000 км. Поэтому применили (впервые на Пе-2) подвеску на центропланных бомбодержателях двух дополнительных баков емкостью по 180л, которые можно было сбросить после выработки топлива.
Другие изменения машины (снятие тормозных щитков, «истребительная» радиостанция и т.п.) были тождественны Пе-3. Однако вместо ШКАСа в хвостовом обтекателе на Пе-2И смонтировали неподвижный пулемет БТ под фюзеляжем. Ориентированный назад с наклоном примерно -5°, пулемет располагался под тем местом, где прежде находилась кабина стрелка. В выводах Акта по испытаниям самолета вместо неподвижной рекомендовалось разработать дистанционно управляемую установку пулемета БТ.
Крупным недостатком самолета Пе-2И оказалось отсутствие бронезащи-ты экипажа спереди, весьма нужной при атаке обороняющегося противника, хотя установить ее было в общем-то несложно, во всяком случае не сложнее, чем на Пе-3. По конструктивно-производственному исполнению Пе-2И оказался более совершенным и в целом обладал перед «конкурентом» 39-го завода определенными преимуществами, особенно в отношении вооружения. Кроме того, по данным завода, Пе-2И на всех высотах был примерно на 10 км/ч быстроходнее Пе-3, а высоту 5000 м он набирал на 30 с быстрее. Впрочем, КБ-39 оспорило приведенные заводом №22 цифры, указав, что их получили, применив «маленькую хитрость». Оказывается, в зачетных полетах на скорость, потолок и скороподъемность Пе-2И летал без подкрыльевых баков (т.е. с уменьшенной массой и лучшей аэродинамикой), а на максимальную дальность - с ними, в то время как Пе-3 испытывался при неизменной взлетной массе и конфигурации.
С целью отработки тактики действий двухмоторных истребителей в ходе испытаний Пе-2И провели ряд учебных воздушных боев с бомбардировщиком СБ и истребителем МиГ-3. Поединок с СБ убедительно свидетельствовал, что Пе-2И свободно его догоняет и атакует с любого направления, но имеет худшую маневренность в горизонтальной плоскости, поэтому бой на виражах ему противопоказан. При встрече с истребителем класса МиГ-3 «Петляков» попадал в сложное положение. В этом случае его экипажу рекомендовали две тактики: атаку на встречных курсах либо уход от противника с небольшим снижением на полном газу.
Самолет Пе-2И не стали запускать в серийное производство (завод был полностью занят выпуском Пе-2). Позднее некоторые идеи, возникшие при его разработке, использовали в конструкции последнего варианта Пе-3, строившегося небольшой серией на заводе №22 в 1944 г.
Опытный истребитель Пе-Збис, 1941 г.
Одной из первых частей, получивших на вооружение Пе-3, стал 95-й скоростной бомбардировочный авиаполк (СБАП), прежде оснащенный Пе-2. Неплохо освоившие «пешку» пилоты и штурманы легко приспособились к особенностям истребительного варианта (вскоре и сам полк сменил наименование, став единственной истребительной авиачастью, вооруженной Пе-3). Однако описанные выше недостатки конструкции самолета вызвали у экипажей недоумение и даже протест. Отсутствие бронирования спереди означало полную незащищенность экипажа от оборонительного огня противника. В докладе командира 95-го СБАП полковника С.Пестова отмечалось, что если броню не установить, то «полка не хватит и на две атаки». Такую же точку зрения отстаивал и командир эскадрильи капитан А.Жатьков, направивший письмо прямо секретарю ЦК ВКП(б) Маленкову.
«Являясь командиром авиационной эскадрильи, я хочу посвятить Вас в вопросы недоброкачественности самолетов, поступающих на вооружение ВВС», - начиналось' письмо. Далее Жатьков перечислил большую часть недостатков Пе-3, которые ранее отмечались в отчете по испытаниям НИИ ВВС. По мнению летчика, помимо брони, на истребитель следовало срочно установить пушку ШВАК и заменить верхнюю установку штурмана со ШКАСом на турель с крупнокалиберным пулеметом БТ. Свой «крик души» Жатьков закончил словами: «Летчики наши готовы воевать на любой машине, в том числе и на этой, но нам слишком дороги сейчас люди и машины, и за малую кровь противника нет смысла жертвовать». У Жатькова еще были свежи воспоминания о встрече с «мессерами», зажавшими его «пешку» и полосовавшими ее очередями. Видя безвыходность положения, летчик приготовился прыгать и сбросил крышку фонаря - она-то и спасла его, попав точно в винт немецкого истребителя. Остальные, шарахнувшись в стороны, разжали «клещи», позволив Пе-3 вырваться.
Письмо Жатькова послужило мощным стимулом для ускоренной модернизации Пе-3, поскольку Маленков потребовал от командования ВВС срочно разобраться в ситуации и доложить. Кроме того, КБ завода №39 получило целый набор претензий от пилотов 40-го СБАП, также приступившего к перевооружению на этот самолет. Недостатки следовало устранять, и устранять срочно. Работы по созданию модифицированного варианта стали основным заданием для всего КБ в сентябре 1941 г. В результате появился опытный усовершенствованный самолет Пе-Збис (первый с таким названием) зав. номер 392207, испытанный в НИИ ВВС А. Хрилковым в сентябре - октябре. В ходе испытаний самолет совершил 40 полетов.
Опытный Пе-Збис отличался от серийного Пе-3 следующим: взамен пулеметов БК в носовой части фюзеляжа, полностью лишенной остекления, установили два пулемета УБК* (по 250 патронов на ствол) и пушку ШВАК с боезапасом 250 патронов; вместо верхней турельной установки штурмана ТСС-1 с пулеметом ШКАС смонтировали подвижную установку с пулеметом УБТ и боекомплектом 180 патронов во вращающейся башне; консоли крыла оснастили автоматическими предкрылками; уменьшили длину фонаря кабины пилота, а также переместили вперед почти на полметра противокапотажную раму; систему заполнения бензобаков азотом заменили на так называемую «систему нейтрального газа» (охлажденных выхлопных газов моторов); смонтировали противопрожекторные шторки на все стекла кабины.
Полетная масса истребителя увеличилась до 8040 кг (на 180 кг больше, чем у Пе-3), скорость на границе высотности уменьшилась до 530 км/ч, но зато возросла скорость у земли до 448 км/ч. Автоматические предкрылки несколько упростили технику пилотирования, особенно на посадке (обычная «пешка», унаследовавшая от предшественника ВИ-100 скоростной профиль крыла B-BS, была склонна к сваливанию при выравнивании).
Несмотря на неоднократные требования военных, завод №39 из-за неритмичных поставок комплектующих оказался не в состоянии установить на Пе-Збис радиополукомпас РПК-10. Неожиданным последствием установки пушки ШВАК оказалась большая остаточная девиация магнитного компаса А-4, достигавшая двух десятков градусов. Эти обстоятельства в совокупности с уменьшением остекления кабины привели к ухудшению условий ориентирования, сильно затруднили полеты на большую дальность, да и вообще над незнакомой местностью. Для Пе-Збис были характерны и другие дефекты, доставшиеся в наследство от базового бомбардировщика и связанные, главным образом, с силовой установкой.
После окончания испытаний опытного Пе-Збис некоторые изменения стали реализовывать на серийных самолетах. Отдельные машины дорабатывались в частях силами выездных заводских бригад и специалистов НАС. На самолеты устанавливали пушки ШВАК, заменяли пулеметы ШКАС верхней стрелковой точки на крупнокалиберные УБТ (при этом стандартная «черепаха» - задняя подвижная часть фонаря - демонтировалась, но вращающаяся башня-экран еще не применялась), размещали в хвостовой части фюзеляжа держатель авиационных гранат ДАГ-10. Многие Пе-3 получили ракетное вооружение: четыре пусковых установки РО-82, а некоторые - еще и пару РО-132.