Экспериментальные варианты

Высокая максимальная скорость полета рассматривалась в качестве важнейшего "козыря" нового основного бомбардировщика ВВС Красной Армии. Это свойство считалось особенно ценным, памятуя об успехе скоростных бомбардировщиков СБ в Испании и Китае, где они в ряде случаев запросто уходили из-под удара истребителей противника. Приступая к модернизации бомбардировщика Пе-2, главный конструктор В.М. Петляков сделал ставку на винтомоторную группу, состоящую из двух двигателей М-105Ф с турбокомпрессорами ТК-2Ф. По расчетам мощность каждого из моторов (1300 л.с.) должна была поддерживаться примерно постоянной до высоты 7000 м, что обеспечивало новой машине на этой высоте максимальную скорость порядка 600 км/ч, далеко превосходящую скорость Bf 109E и даже Bf 109F. Особенностью проекта, получившего заводское обозначение Пе-2Ф, было изменение схемы самолета — из низкоплана он был преобразован в среднеплан за счет того, что фюзеляж опустили на 300 мм относительно крыла. Длина самолета в связи с переделкой средней части фюзеляжа и центроплана увеличилась до 13,73 м, при этом носовая (Ф-1) и хвостовая (Ф-3) части фюзеляжа оставались почти без изменений. Сохранились также консоли серийного бомбардировщика Пе-2 (только в каждой из них дополнительно монтировалось по одному небольшому бензобаку). В большем по размерам бомбоотсеке, не стесненном лонжеронами крыла, можно было подвесить одну бомбу ФАБ-500, две ФАБ-250 или шесть "соток". Увеличение колес основных стоек шасси в связи с ростом полетного веса заставило отказаться от мотогондольных бомбоотсеков, поэтому максимальная масса бомбовой нагрузки на внутренних бомбодержателях осталась прежней — 600 кг, зато перегрузочная увеличилась до 1500 кг: на двух наружных держателях МДЗ-40 можно было подвесить еще две ФАБ 500.

Заседание макетной комиссии по самолету Пе-2Ф состоялась в мае 1941 г. Проект был одобрен, и ОКО-22 получил заказ на постройку двух опытных экземпляров самолета. В мае-июне были отработаны комплекты чертежей новой машины, а в цехах завода № 22 приступили к изготовлению деталей и узлов. Тогда же в качестве альтернативного варианта силовой установки стали рассматривать новейшие моторы М-107 с максимальной мощностью 1600 л.с.

Начало войны многое изменило. В центре внимания завода оказались серийные пикировщики, поэтому изготовление опытного Пе-2Ф было приостановлено. Только в сентябре удалось собрать планер первой машины и изготовить агрегаты второй. Осенью 1941 г. перебазирование завода из Москвы в Казань прибавило трудностей. Угрожающее положение, сложившееся в октябре под Москвой, заставило пойти на отчаянный шаг. Вместо испытательного полета "сырую" машину пришлось перегнать в Казань "своим ходом". Перелет, к счастью, прошел успешно.

Налаживание серийного производства Пе-2 на новом месте, объединение заводов № 124 и № 22, ухудшение ситуации с квалифицированной рабочей силой, электроэнергией и материалами снова притормозили работу. После гибели В.М. Петлякова конструкторский коллектив на непродолжительное время возглавил A.M. Изаксон. Под его руководством на Пе-2Ф усилили оборонительное вооружение: вместо обычной верхней установки штурмана ТСС-1 с пулеметом ШКАС смонтировали вращающуюся экранированную турель ВУБ-2 с крупнокалиберным пулеметом УБТ (примерно в это же время на серийных Пе-2 появилась шкворневая установка "ФТ" с таким же пулеметом).

Интересно, что фонарь кабины пилота Пе-2Ф сохранил противокапотажную раму, которая впоследствии исчезла на серийных Пе-2 с установками ВУБ-1.

Другие изменения в конструкции Пе-2Ф были связаны с увеличением размеров верхнего люка для стрелка, переделкой нижнего люка, который был бронирован и стал открываться наружу. Серьезным переработкам подверглась бензосистема. Баков стало 12 (на Пе-2 до 64-й серии — 11, с 64-й серии — 9), изменилась и схема протектирования. Капотирование моторов выполнили совершенно по-новому, а увеличенные по размерам водорадиаторы получили широкие воздухозаборники с регулируемой "губой" (на серийной "пешке" входные отверстия тоннелей водорадиаторов не регулировались). Кроме того, были введены промежуточные радиаторы для охлаждения воздуха, поступающего от турбокомпрессоров к карбюраторам.

Совместные государственные и заводские испытания первого опытного экземпляра Пе-2Ф производились в марте-апреле 1942 г. в НИИ ВВС.

Пе-2Ф в Казани, осень 1941 г.