близкого по размерности и назначение немецкого истребителя «Мессершмитт» Bf 110С. При практически одинаковой дальности, скорости полета у земли (445 км/ч) и времени набора высоты 5000 м (8,5-9 мин) «мессер» был на 1350 кг легче и обладал лучшей маневренностью в горизонтальной плоскости. Носовая батарея из четырех пулеметов MG17 и двух пушек MG/FF обеспечивала массу секундного залпа, заметно превышавшую этот показатель Пе-3. Вместе с тем, на границе высотности мотора советский истребитель был несколько быстроходнее своего германского оппонента.
Серийное производство Пе-3 разворачивалось с большими трудностями Комплекты чертежей на ряд узлов подготовить не успели, поэтому первые машины собирали по эскизам, а детали подгоняли по месту. Новые крупные сборочные единицы – бензобаки, носовая установка дополнительного пулемета БК и хвостовая установка ШКАСа не были в достаточной степени отработаны, что приводило к сбоям производства.
В процессе «отстрела» носовой установки выяснилось, что плексигласовый носок фюзеляжа не выдерживает давления дульных газов и разрушается. Его заменили сначала на дюралевый, а позднее на стальной. Заметим, что отличия, связанные с ликвидацией части остекления в носу фюзеляжа, являются важнейшими признаками, позволяющими опознать Пе-3 среди бомбардировщиков Пе-2, ведь внешне самолеты почти не отличались друг от друга. Кроме упомянутых, характерными признаками Пе-3 являются: отсутствие тормозных решеток (их не было и на разведчиках Пе-2), бортовых блистеров, верхнего остекленного люка и стрелковой установки радиста в средней части самолета. Хвостовой ШКАС был практически незаметен.
Новые стрелковые установки имели ряд дефектов. Гильзы и звенья крупнокалиберных пулеметов, вылетавшие при ведении огня наружу, били по передней кромке крыла, нижней поверхности фюзеляжа, образуя царапины, вмятины и рваные отверстия в обшивке. В отдельных случаях гильзы залетали даже в тоннели водорадиаторов. Эксперименты с изменением формы гильзо- и звеньеот- водов практически ничего не дали, В конце концов решили просто собирать гильзы и звенья в специальные гильзо- сборники. По оценке ведущего инженера Макарова и летчика Степанчонка, серийный Пе-3 нуждался в доработках, важнейшими из которых должны были стать: усиление наступательного вооружения за счет установки пушки ШВАК в дополнение к двум пулеметам БК; усиление оборонительного вооружения путем замены турельного ШКАСа штурмана на крупнокалиберный пулемет БТ; введение бронирования экипажа спереди и увеличение размеров задней бронеплиты штурмана; замена радиостанции РСИ-4 на другую, с большим радиусом действия; установка на часть машин фотоаппаратсв для использования Пе-3 в качестве разведчика.
Однако все эти изменения невозможно было внедрить в серию немедленно, поэтому самолеты пошли в строевые части в комплектации, соответствующей головному серийному Пе-3. Всего в 1941 г. построили 196 Пе-3 (16 – в августе, 98 – в сентябре и 82 – в октябре). Кроме того, завод изготовил опытную машину Пе-3бис (первого варианта). В ноябре завод эвакуировался в Иркутск, поэтому вплоть до апреля 1942 г. выпуск истребителей прекратился
Изучение возможностей Пе-3 для применения в качестве ночного истребителя производилось силами Научно-испытательного полигона авиационного вооружения (НИП АВ) ВВС в начале сентября 1941 г. Летчик-испытатель Степанчонок и штурман воентехник первого ранга Нос выполнили отстрел всех огневых точек машины и убедились, что пламя выстрелов сильно слепит экипаж. Сетка прицела К8-Установилась невидимой, и огонь приходилось вести, наводя по трассе. Специалисты по вооружению отреагировали на замечания оперативно и установили на стволы пулеметов пламегасители. Повторные испытания показали, что вспышки выстрелов мешать перестали.
В ходе испытаний выявилась необходимость в ночных шторках на нижнее остекление кабины, без которых случайное попадание самолета в луч прожектора воспринималось как физический удар по глазам, которые немедленно заливало слезами, и летчик терял ориентацию. Шторки были быстро разработаны и установлены. Затем на Пе-3 опробовали (впервые в СССР) ультрафиолетовое освещение в кабине экипажа и фосфоресцирующие составы на шкалах приборов. Все нововведения были рекомендованы к внедрению в серийное производство.
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 изменении от Пе-2.
Самолет Пе-2И, подобно Пе-3, стал двухместным. В кабине стрелка-радиста установили 240-литровый бензобак, а обьем 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 180 л, 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 бронезащиты 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 под- крыльевых 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 испытании 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.
