Пе-2 83-й производственной серии
Весной 1942 г. значительные изменения были внесены в оборонительное вооружение Пе-2. У штурманов первых Пе-2 стояли пулеметы ШКАС на турелях ТСС-1. Как показал боевой опыт пулеметы винтовочного калибра не годятся для эффективного отражения атак немецких истребителей, имевших бронезащиту двигателей и кабин. Начиная с Пе-2 83-й производственной серии в кабине штурмана устанавливались пулеметы УБТ калибра 12,7 мм. Иногда эти самолеты называют Пе-2ФТ, ФТ – фронтовое требование – улучшение оборонительного вооружения по требованию фронта.
В январе 1942 г. под руководством конструкторов Леонида Селякова и Андрея Архипова на заводе № 22 в Казани один Пе-2 был доработан под установку тяжелого пулемета в задней кабине. Пулемет Березина имел дину 136,5 см, в то время как длина ШКАСА составляла 128 см. УБТ в старой кабине под сдвижным фонарем не помещался. Более мощная отдача при стрельбе из крупнокалиберного пулемета заставила конструкторов усилить конструкцию фюзеляжа в месте установки турели.
Первые Пе-2ФТ собирались в Казани. Эти самолеты поступили на вооружение 30- го ближнебомбардировочного авиационного полка, опробовавшего их в боях в мае 1942 г. над Керчью. Воздушные стрелки Пе- 2ФТ в короткий срок сбили несколько немецких истребителей. Результаты боевого применения Пе-2ФТ сочли обнадеживающими, после чего было принято решение о полевой доработке бомбардировщиков под установку крупнокалиберных пулеметов. Всего завод в Савельево изготовил 1010 комплектов полевой доработки старых «пешек» в Пе-2ФТ.
Первыми серийными «пешками», получившими крупнокалиберную турельную установку штурмана, стали Пе-2 83-й производственной серии. Их серийный выпуск начался на заводе № 22 в мае 1942 г. Помимо турели Пе-2 83-й серии отличались от машин более ранней постройки измененным остеклением носовой части фюзеляжа и возвращение к старому лючку с двумя петлями для доступа к носовому пулемету УБ.
На воздушных винтах ВИШ-61П самолетов Пе-2 83-й производственной серии стояли коки более скругленной, чем на винтах ВИШ-61 формы. На верхней части мотогондол появились дополнительные вентиляционные щели. В задней части фюзеляжа, но бортам, вместо круглых иллюминаторов сделали турельные установки пулеметов ШКАС. Исчез прозрачный астролюк сверху кормовой части фюзеляжа.
Низкая квалификация рабочих и рост массы самолета, связанный с усилением оборонительною вооружения, драматически отразились на летных характеристиках Пе-2 83-й производственной серии: максимальная скорость составляла 488 км/ч, на 42 км/ч меньше. чем у Пе-2 31-й производственной серии выпуска августа 1941 г.
Пе-2 110-й производственной серии
После гибели в авиакатастрофе 12 января 1942 г. Владимира Михайловича Петлякова, ОКБ возглавил А.М. Изаксон. Под его руководством была спроектирована закрытая турель штурмана. Турель «ФТ» являлась компромиссным вариантом – открытая стрелковая точка на самолете не является лучшим решением для Восточного фронта, где зимой иногда случаются морозы и идет снег. Кроме того, «ФТ» обладала довольно ограниченным сектором обстрела: +/- 45 град, по горизонту и от -6 град, до +45 г. по вертикали.
Впервые закрытые турели с крупнокалиберными пулеметами Березина появились на Пе-2 110-й производственной серии. Непосредственно за разработку турели ВУБ-1 отвечал инженер И.П. Топоров. Турель вооружалась одним пулеметом УБТ калибра 12,7 мм, боекомплект к нему составлял 200 патронов. Новая турель обеспечивала значительно больший сектор обстрела, углы прокачки пулемета составляли 110 град по горизонту вправо от продольной оси и 88 град. – влево, по вертикали – до +55 град. На крыше турели монтировались две вертикальные поверхности, игравших роль аэродинамического компенсатора массивного ствола пулемета УБТ. Позже две аэродинамических поверхности заменили одной. Негативным следствием внедрения турели ВУБ-1 стало дальнейшее снижение максимальной скорости самолета на 8-12 км/ч из- за роста лобового сопротивления.
Мачту радиоантенны поставили непосредственно перед турелью по оси самолета еще на Пе-2 83-й серии раннего выпуска. На самолетах 110-й серии изменилась форма иллюминаторов, в которых монтировались бортовые ШКАСы, точнее – один ШКАС: пулемет перебрасывал стрелок с борта на борт в зависимости от внешней угрозы. Рамочная антенна радиополукомпаса РПК-110 появилась под носовой частью фюзеляжа еще на Пе-2 105-й серии, сохранилась она на «пешках» 110-й серии.
Первые Пе-2 110-й производственной серии сошли со сборочной линии завода в июне 1942 г., самолеты немедленно направляли на фронт.
Пе-2 115-й серии
Весной 1942 г. советская авиационная промышленность испытывала острейшую нехватку алюминия. Легкий и прочный металл нашел широчайшее применение в авиации, недаром его назвали «крылатым». Итак Пе-2 полностью изготавливался из алюминия, исключение – полотняная обшивка поверхностей управления и стальные детали, которые подвергались наибольшим нагрузкам (например – моторамы). Огромное количество алюминия было поставлено в Советский Союз из США в рамках ленд-лиза, но эти поставки случились позже.
Нехватка алюминия привела к замене металлической хвостовой части фюзеляжа на деревянную. По форме деревянный фюзеляж отличался от металлического только законцовкой. Деревянные фюзеляжи были внедрены на Пе-2 115-й производственной серии.
В очередной раз на Пе-2 115-й серии ревизии подверглось остекление носовой части фюзеляжа – теперь боковые окна исчезли совсем. Стрелка-радиста прикрыли бронеплитой толщиной 4 мм, емкость топливных баков была увеличена до 1484 л; всего баков стало пять – один фюзеляжный и четыре крыльевых. Рост массы опять привел к снижению летных характеристик. Максимальная скорость составила 494 км/ ч, в то время как у Пе-2 1-й серии максимальная скорость была 540 км/ч., а у Пе-2 110-й серии – 506 км/ч.
Первые Пе-2 115-й производственной серии сошли со сборочной линии осенью 1942 г. Машины в первую очередь поступали в части 8-й воздушной армии, действовавшей в районе Сталинграда. Зимой 1942-1943 г. вооруженные пикирующими бомбардировщиками авиационные полки ВС Красной Армии несли тяжелейшие потери. Несколько раз Ставка Верховного Главнокомандования запрещала полеты Пе-2 до выяснения причин тяжелых потерь. К примеру, такой запрет был наложен 29 января 1943 г. после того, как Fw-190 из JG-51 сбили все 14 принимавших участие в боевом вылете Пе- 2 одной из эскадрилий 1-й воздушной армии.
Пе-2 205-й серии
В начале 1942 г. инженеры ГАЗ № 22 начали работы по улучшению аэродинамики самолета Пе-2. Работы велись в тесном взаимодействии с ЦАГИ. В июне 1941 г. «пешки» 1-й производственной серии развивали максимальную скорость в 540 км/ч на высоте 5000 м, не уступая по этому показателю немецкому истребители Bf.109E. Скорость Bf. 109Е-3 на высоте 6000 м составляла 540,7 км/ч. В дальнейшем, максимальная скорость мессершмитта росла, а у «пешки» этот показатель падал. Дополнительная масса бронезащиты, турели крупнокалиберного пулемета, деревянной части фюзеляжа в сочетании с падением квалификации рабочих негативно отразилась на летных характеристиках бомбардировщика.
Пе-2 95-й производственной серии выпуска лета 1942 г. развивал максимальную скорость 488 км/ч, на 142 км/ч меньше, чем Bf. 109G-6. Последний на высоте 6600 м разгонялся до 630 км/ч.
Параллельно с улучшением аэродинамики самолета велись работы по увеличению мощности двигателя. На Пе-2 179-й серии поставили моторы М-105ПФ мощностью но 1210 л.с. Двигатель М-105ПФ разрабатывался для истребителей и был оптимизирован для работы на малых и средних высотах, где на Восточном фронте в основном и велась воздушная война. Мощность двигателя начинала падать с высоты 2700 м. Тем не менее, установка на Пе-2 моторов М-105ПФ привела к росту максимальной скорости на уровне моря примерно на 25 км/ч.