Пе-2 с двигателями М-82
В 1942 г. моторы М-105, устанавливавшиеся тогда не только на Пе-2, но и на истребителях Як-1, Як-7 и ЛаГГ-3, были очень дефицитными. Нередко случались перебои с их поставкой и на завод № 22. В связи с этим конструкторы решили смонтировать на пикировщике моторы воздушного охлаждения М-82, не находившие тогда спроса у самолетостроителей (с ними в первой половине 1942 г. выпускали серийно только одну машину — ближний бомбардировщик Су-2). Они ожидали, что большая мощность, развиваемая М-82, будет способствовать улучшению летных данных. Предполагалось, что М-82 частично или даже полностью смогут заменить М-105РА на серийных самолетах.
Ведущим конструктором по разработке варианта самолета с новыми двигателями назначили Л.Л. Селякова, уже упоминавшегося как создателя турели ФТ. Проектные расчеты показали, что характеристики Пе-2 с М-82 будут несколько выше, чем при использовании М-105РА и М-105ПФ. Конструкторы завода № 22 полностью переработали переднюю часть мотогондол, моторамы, убрали из крыла ненужные теперь водяные радиаторы, на их месте расположили два дополнительных бензобака по 100 л каждый, а в корневых отсеках консолей смонтировали маслорадиаторы. Мощные 14-цилиндровые звездообразные двигатели конструкции А.Д. Швецова обладали большим весом и "лбом", чем М-105. Центровка самолета значительно сместилась вперед, даже несмотря на укладку в хвосте свинцового груза массой 68 кг.
Первый опытный экземпляр самолета с М-82 построили на заводе в Казани осенью 1942 г. Для этого переделали один из самолетов 31-й серии (№ 19/31), выпущенный заводом № 22 в 1941 г. Кроме замены мотоустановки (М-105Р с ВИШ-61Б сменили на М-82 с винтами АВ-5Л-118А, втулки которых прикрывались большими округленными коками с торчащими спереди храповиками стартеров), на нем убрали носовой ШКАС, бортовой пулемет стрелка-радиста и поставили экспериментальную турель ВУБ-2 с пулеметом БК у штурмана. Помимо этого сняли бомбодержатели в гондолах, смонтировали более совершенный радиополукомпас РПК-10; колеса шасси вынесли на 60 мм вперед за счет удлинения подкосов, что позволило удержать капотажный угол в пределах 26-27°, как и у варианта с М-105ПФ. Пустой опытный самолет получился примерно на 600 кг тяжелее серийного.
Эта машина проходила заводские испытания на аэродроме Арское поле под Казанью. Первый полет состоялся 21 июля 1942 г. По их результатам летные данные действительно оказались выше, чем у бомбардировщиков с М-105ПФ.
Например, увеличились максимальные скорости полета на всех высотах, вырос практический потолок, сократился разбег. Но моторы М-82 ранних серий были весьма ненадежны. На заводских испытаниях № 19/31 неоднократно фиксировались случаи выброса масла из суфлеров, приводящие к масляному голоданию и заклиниванию коленчатого вала. Масло скапливалось в головках нижних цилиндров, что вызывало жесткий удар поршней и обрыв головок. Много неприятностей было связано с неудовлетворительным функционированием маслорадиаторов, ненадежной работой моторов на режиме малого газа.
Прошло шесть месяцев доработок и переделок, прежде чем завод № 22 рискнул выставить самолет на испытания в НИИ ВВС. Это произошло в апреле 1943 г. Полеты, проведенные майором A.M. Хрипковым с аэродрома Кольцово, подтвердили результаты заводских испытаний. Если у земли самолет с М-82 лишь ненамного (458 км/ч против 451 км/ч) опережал машину с М-105ПФ, выпущенную в феврале 1943 г., то уже на средних высотах преимущество значительно увеличивалось. Здесь новый вариант Пе-2 обгонял не только отечественные самолеты с двигателями водяного охлаждения, но и американский Дуглас "Бостон" III (A-20C), являвшийся в то время одним из самых скоростных серийных средних бомбардировщиков мира. Пе-2 с М-82 на высоте 6200 м развивал скорость 547 км/ч, а с М-105ПФ - лишь 486 км/ч на 3000 м, тогда как "Бостон" III — 530 км/ч На 4500 м. Двух последних новая машина также изрядно обгоняла по скороподъемности и потолку. При подъеме на 5000 м Пе-2 с М-82 давал фору в 1,5-2,5 мин и забирался на 300-800 м выше. Машина гораздо круче, чем серийная, набирала высоту. За боевой разворот удавалось достичь 800 м вместо прежних 450-500 м.
Пе-2 с моторами М-82