Рабочее место стрелка-радиста и люковая стрелковая точка на Пе-3 не устанавливались. Место стрелка в фюзеляже занял дополнительный топливный бак емкостью 225 л. Во внутреннем бомбоотсеке также ставился еще один топливный бак, емкостью 250 л; бомбодержатели не ставились. Кроме того, на Пе-3 не было тормозных решеток и иллюминаторов в хвостовой части фюзеляжа.
Размеры истребителя остались такими же, как у бомбардировщика: размах крыла 17,15 м, длина 12,241 м, высота 3,42 м и площадь крыла 40,5 м². Масса пустого составляла 5890 кг, взлетная – 7880 кг. Взлетная масса истребителя оказалась на 344 кг больше, чем у Пе-2 31-й производственной серии (7536 кг).
На Государственных испытаниях в августе 1941 г. Пе-3 развил максимальную скорость 530 км/ч на высоте 9000 м. Было принято решение о незамедлительном запуске истребителя в серийное производство. Уже к 25 августа завод № 39 на Ходынке выпустил пять самолетов Пе-3. Всего же в августе заводом № 39 было построено 16 Пе-3, а к концу сентября завод сдал 98 двухмоторных истребителей.
Личной состав «Голубой эскадрильи» (испанская экспедиционная добровольческая эскадрилья, которую Франко послал на Восточный фронт; эскадрилья действовало в составе JG-51) осматривают сбитый Пе-3. На снимке хорошо получилась носовая часть двухмоторного истребителя, которая не имела остекления.
Пе-2 31-й серии
Пе-3
В конце августа с Пе-2 на Пе-3 был перевооружен 95-й бомбардировочный авиационный полк полковника С. Пестова. Полк получил Пе-2 в феврале 1941 г., в числе первых в ВВС РККА. «Пешки» этого полка пролетели над Красной площадью 1 мая 1941 г.
Самолеты Пе-3 предназначались для использования в качестве барражирующих перехватчиков в системе ПВО объектов особой важности. 25 сентября 1941 г. 95-й бомбардировочный авиационный полк был преобразован в 95-й истребительный авиационный полк. Полк вошел в состав 6-го истребительного авиационного корпуса ПВО. Корпус осуществлял ПВО Москвы.
К боевой работе истребители Пе-3 из 95- го полка приступили в конце сентября 1941 г. В частности, шестерка Пе-3 эскортировала С-47 с членами британской военной миссии на борту на маршруте из Вологды в Москву. «Пешки» успешно отбили атаки трех немецких истребителей, пытавшихся сбить Дуглас. 30 сентября полк перебазировался под Нарофоминск. 3 октября экипаж старшего лейтенанта Фортовова одержал первую победу в воздушном бою на новом типе самолета – сбил бомбардировщик Ju-88. 5 ноября Фортовов был сбит сам. летчик погиб, погиб и его штурман – первые потери 95-го ПАП.
В октябре 1941 г. выявились некоторые недостатки Пе-3, прежде всего – недостаточная мощь наступательного и оборонительного вооружения, слабая защищенность. В спешном порядке вместо носовою ШКАСа установили второй У Б, демонтировали задний сдвижной колпак фонаря, опять же заменив ШКАС на УБ. Защищенность удалось улучшить путем установки в носовой части фюзеляжа бронеплиты.
Завод № 39 изготовил 207 истребителей Пе-3, после чего переключился на производство Пе-3бис. Подавляющее большинство истребителей было собрано в Москве, на Ходынке. однако сборку 11 Пе-3 завершили уже в эвакуации, в Иркутске, в конце 1941 г.
Основным внешним отличием истребителя Пе-3бис от Пе-3 стало наличие закрытой турели ВУБ-1. Пе-3-бис с целью улучшения поведения самолета на режимах взлета и посадки оснащались щелевыми предкрылками. Начиная с весны 1942 г, истребители Пе- 3бис состояли на вооружении четырех авиаполков наряду с истребителями Пе-3.
Летчик и штурман истребителя Пе-3бис авиации Северного флота уточняют задание на боевой вылет. Верхние и боковые поверхности самолета окрашены в белый цвет, низ – светло-голубой. Крайне необычно наличие на Пе-3 остекления носовой части фюзеляжа. Характерные для бомбардировщиков Пе-2 рамочные антенны радиополукомпасов РПК-10 на истребителях обычно отсутствовали.
Истребитель Пе-3бис
Модификация Пe-Збис была разработана силами специалистов завода № 39 в сентябре 1941 г. Самолет вооружили установленными в носу одной 20-мм пушкой 1IJBAK с боезапасом в 250 снарядов и двумя пулеметами УБ с боекомплектом по 250 патронов на ствол. С целью улучшения взлетно-посадочных характеристик на крыло установили щелевые предкрылки. Предкрылки – характерная и исключительная особенность Пе-3бис, которая отличала его ото всех других вариантов семейства Пе-2/Пе-3. Скорость Пе-3 бис уменьшилась до 530 км/ч из-за роста на 180 кг массы планера. Размеры самолета изменений не претерпели.