После серии наземных испытания катапультируемое кресло было установлено в задней части фюзеляжа Пе-2 359-й серии в районе рабочего места стрелка-радиста. На кили данного Пе-2 с бортовым номером «45» желтого цвега для лучшей заметности при киносъемке были нанесены черно-белые полосы. Вооружение с самолета было полностью демонтировано.
Первым из Пе-2 катапультировался манекен. В первых катапультированиях кресло цепляло за самолет, после устранения дефектов манекен стал покидать «пешку» благополучно. Теперь пришла очередь человека. 27 июля 1947 г. впервые в Советском Союзе парашютист-испытатель Гавриил Кондрашов успешно катапультировался из летающей лаборатории Пе-2.
Пе-2И
Пе-2И (И – истребитель) представлял собой радикальную трансформацию исходной конструкции, осуществленную под руководством В.М. Мясищева. На этом варианте удалось избавиться от двух основных недостатков Пе-2 – небольшого внутреннего бомбоотсека и строгости в пилотировании на взлетно-посадочных режимах.
Экипаж самолета был сокращен до двух человек (исключен стрелок-радист). Полностью перепроектировано крыло с целью получения удовлетворительных характеристик по сваливанию в полете с большими углами атаки. В качестве силовой установки использованы двигатели ВК-107А мощностью по 1650 л.с. Маслорадиаторы для них имели большие габариты. Фюзеляж был расширен, благодаря чему стало возможно разместить в внутреннем отсеке бомбовую нагрузку массой до 1 000 кг. Размах крыла самолета Пе-2И – 17,18 м, длина – 13,4 м, площадь крыла – 41,8 м². Масса пустого – 7080 кг, взлетная масса – 9058 кг.
Пе-2И был вооружен двумя пулеметами УБ калибра 12,7 мм. Одни стоял в носу фюзеляжа, второй – в хвостовом конусе фюзеляжа. Хвостовой пулемет имел дистанционное управление, огонь из него вел штурман.
На Государственные испытания Пе-2И был предъявлен в мае 1944 г. Прототип развил на высоте 5650 максимальную скорость 656 км/ч, практический потолок составил 11 000 м. Ахиллесовой пятой Пе-2И (и не только этого самолета) стали сырые двигатели ВК-107А, ресурс ВК-107 составлял всего 25 часов. Проблемы двигателя не позволили запустить Пе-2И в серийное производство.
27 июля 1947 г. парашютист-испытатель Гавриил Кондратов впервые в СССР катапультировался из самолета. Эксперименты по катапультированию производились на Пе-2 359- й производственной серии с бортовым номером «45» желтого цвета. На «пешке» отрабатываюсь катапультируемое кресло, предназначенное для истребителя МиГ-15.
Пe-2И – радикальный вариант модернизации «пешки». Конструкторам удалось увеличить массу бомбовой нагрузки и поднять максимальную скорость. На Пе-2И стояли двигатели ВК-107А. Из-за этих сырых моторов работы по Пе-2И пришлось прекратить в 1944 г.
Самым последним вариантом «пешки» стал Пе-2М. Самолет имел значительно лучшую, чем серийные Пе-2, аэродинамику и мог нести увеличенную бомбовую нагрузку. Ненадежная работа двигателей ВК-107А отрицательно сказалась на судьбе самолета. Пе- 2М проходил Государственные испытания в сентябре 1942 г.
Пе-2М
Пе-2М представлял собой трехместный скоростной бомбардировщик, который получился в результате радикального пересмотра конструкции Пе-2 359-й производственной серии. Самолет стал значительно более «чистым» аэродинамически. Конструкторы постарались в максимальной степени учесть рекомендации специалистов ЦАГИ по результатам натурных продувок серийного Пе-2. На Пе-2М установили два двигателя ВК-107А мощностью по 1650 л.с.
Размах крыла Пе-2М – 17,99 м, длина самолета – 13,57 м, площадь крыла – 43,5 м², масса пустого – 7458 кг, взлетная масса -10 170 кг.
Прототип Пе-2М изготовили в сентябре 1944 г. В ходе летных испытания самолет показал на высоте 5500 м максимальную скорость 630 км/ч, на 110 км/ч больше, чем Пе-2 359-й серии. Дальность полета составила 2050 км. Вооружение Пе-2М включало три 20-мм автоматических пушки Б-20 конструкции Березина с боекомплектом по 520 снарядов на ствол. Одна пушка стояла в носовой части фюзеляжа, одна – на турели штурмана и одна – на турели стрелка-радиста. В увеличенном внутреннем отсеке можно было разместить бомбовую нагрузку массой до 2000 кг.
Летные характеристики Пе-2М снимались в ходе заводских испытаний. На Государственных испытания в НИИ ВВС военные обнаружили у самолета массу дефектов. в первую очередь нарекания вызывала ненадежная работа двигателей ВК-107А. Окончательно программа Пе-2М была закрыта в июне 1945 г.