Опытный Пе-3бис (заводской номер 392207) на аэродроме завода № 39, октябрь 1941 г.
Опытный Пе-3бис (заводской номер 40143900) на испытаниях в НИИ ВВС, июнь 1942 г.
Центр тяжести самолета, особенно при посадке с опустевшими баками, заметно сместился вперед из-за размещения в носовой части пушки и брони. Это привело к уменьшению противокапотажного угла и невозможности эффективного торможения – самолет так и норовил -встать на нос» (то же наблюдалось на доработанных в частях Пе-3). С целью устранения недостатка подкосы основных стоек удлинили (по предложению летчика-испытателя Коккинаки), в результате колеса в выпущенном положении сместились вперед на 60 мм Этого оказалось достаточно для некоторого улучшения поведения истребителя при посадке.
Нормальная полетная масса второго варианта Пе-3бис составляла 8002 кг. Максимальная скорость полета по сравнению с машиной первого варианта немного уменьшилась: у земли до 438 км/ч, а на высоте – до 527 км/ч. За боевой разворот самолет набирал 540 м, время виража на высоте 1000 м составляло 30 с, а 5000 м истребитель набирал за 9,65 мин. Эти летно-технические данные можно считать типовыми для серийного Пе-3бис производства 1942 г
Заводские номера серийных машин были шестизначными, например, 400105, что означало – Пе-3бис (изделие 40), пятый самолет (05) первой серии (01). В 1942 г. завод №39 выпустил 121 Пе-3бис. Еще 13 машин дали фронту в начале 1943 г. Это были остатки серии, поскольку с осени 1942 г. предприятие перешло на выпуск бомбардировщиков Ил-4.
Любопытно, что из-за относительно небольшого объема производства Пе-3бис использовался на заводе №39 в качестве «отладочной» машины. В его конструкцию вносились и опробовались многочисленные мелкие (и не очень) изменения, которые впоследствии – в случае, если полезный эффект от внедрения убедительно подтверждался – применялись на Пе-2 массового выпуска. Так, именно на серийных Пе-3бис появилась и прошла отладку верхняя установка бомбардировщика ВУБ-1, новый фонарь кабины пилота, основные стойки шасси с увеличенным выносом вперед, усовершенствованная бензосистема и система нейтрального газа. Дело дошло до того, что завод №39 по опыту эксплуатации Пе-3бис планировал (но не успел) оснастить Пе-2 предкрылками!
Опытный высотный истребитель Пе-2ВИ, 1943 г.
Главный конструктор авиазавода №22 по самолету Пе-2 А.Путилов был человеком увлекающимся. Он отлично помнил о том, что «пешка» первоначально создавалась как высотный истребитель, и решил довести ее в этом варианте до серийного производства. Формально такое задание никто не отменял: ведь еще в 1941 г. СНК обязал КБ Петлякова изготовить пять Пе-2 в варианте высотного истребителя с гермокабинами и передать их на государственные и войсковые испытания Однако внедрение бомбардировочной модификации на четырех заводах(планировался и пятый, в Харькове), а затем война спутала все карты.
Лишь во второй половине 1942г.Путилов, сменивший Изаксона на посту главного конструктора (Петляков, как известно, погиб в катастрофе в январе 1942 г.), смог снова приступить к реализации давних идей. В декабре 1942 г. ОКБ-22 получило официальное «добро» от НКАП на постройку высотного двухмоторного истребителя. Сроки, как всегда в войну, были очень жесткими: первый полет планировался на конец февраля следующего года.
В конце января 1943 г. макет истребителя Пе-2ВИ с моторами М-105ПД (нагнетатели В А.Доллежаля) предъявили комиссии НИИ ВВС. Собственно, ей продемонстрировали макет гермокабины (одноместной, только для летчика), винтомоторную группу с М -105ПД на опытном Пе-2 (зав. номер 12/138), дистанционно управляемую оборонительную установку ДЭУ-1 с пулеметом УБК, почти готовый планер самолета Пе-2ВИ без моторов, а также чертежи и схемы. Площадь крыла самолета в будущем собирались увеличить на 2,5 кв.м. комиссия утвердила макет, внеся ряд мелких изменений.
К маю 1943 г., после преодоления многочисленных неувязок и трудностей, Пе-2ВИ (зав. номер 15/161) был готов к полетам. Нужно отметить, что к этому времени моторы М-105ПД не удалось довести, поэтому они частенько отказывали и не обеспечивали требуемой высотности. Путилов решил второй экземпляр машины оснастить другим вариантом силовой установки – моторами М-82НВ с турбокомпрессорами ТК-3. Опыт создания Пе-2 с этими моторами в КБ уже имелся: накануне успешно прошел испытания опытный самолет зав. номер 19/31.
В первых полетах ПЄ-2ВИ с М-105ПД выявились дефекты гермокабины, в которой уже на рулежке быстро нарастала температура и запотевали стекла Впрочем, Путилов рассчитывал быстро управиться с недостатками, а пока доложил «наверх»: высотный истребитель, созданный на базе Пе-2, уже летает. Результат доклада оказался ошеломляющим.
В то время авиация флота испытывала большую нужду в дальнем двухмоторном истребителе для прикрытия северных конвоев, операций легких сил на Черном море и т.п. По прошествии полугода с момента прекращения производства Пе-3бис разведывательные полки ВВС КА также нуждались в пополнении, поскольку по дальности полета серийный вариант Пе-2 «разведчик» уступал «тройке». Как всегда, самолеты нужны были «еще вчера». Поэтому 28 мая 1943 г. ГКО своим постановлением обязал завод №22 приступить со следующего месяца к серийному выпуску… истребителей Пе-3. Никаких гермокабин, никаких дистанционно управляемых пулеметов, никаких нагнетателей Доллежаля: использовать только серийно выпускающиеся моторы и оборудование. Детально ознакомившись с тактико-техническими требованиями, Путилов понял: ему фактически приказали организовать постройку Пе-2И образца 1941 г., но с моторами М-105ПФ.