Опытный Пе-3бис перед ангаром
Установка ВУБ-3 на опытном образце Пе-3бис
Письмо Жатькова послужило мощным стимулом для ускоренной модернизации истребителя Пе-3, поскольку Маленков потребовал от командования ВВС срочно разобраться в ситуации и доложить ему. Кроме того, Петляков получил целый набор претензий от пилотов 40-го сбап, также приступившего к перевооружению на Пе-3. Недостатки следовало устранять, и устранять срочно. Работы по созданию модифицированного варианта стали основным занятием для всего петляковского ОКБ в сентябре 1941 г. В результате появился опытный усовершенствованный самолет Пе-3бис (первый с таким названием), испытанный в НИИ ВВС летчиком А. Хрипковым в конце сентября — начале октября. Самолет (заводской № 392207) в ходе испытаний совершил 40 полетов.
Опытный Пе-3бис отличался от испытанного ранее серийного Пе-3 следующими особенностями:
— взамен пулеметов БК в носовой части фюзеляжа установлены два унифицированных крупнокалиберных пулемета УБК, причем второй пулемет размещен на месте, где у Пе-2 располагался ШКАС, т.е. непосредственно перед пилотом. Боезапас пулеметов УБК - по 250 патронов на ствол;
— на месте, где прежде располагался нижний крупнокалиберный пулемет,
смонтирована пушка ШВАК калибра 20 мм с боезапасом 250 патронов;
— вместо верхней турельной установки штурмана ТСС-1 с пулеметом ШКАС смонтирована подвижная установка с пулеметом УБТ и боекомплектом из 180 патронов во вращающейся башне;
— консоли крыла с целью повышения устойчивости машины при малых скоростях полета оснащены автоматическими предкрылками;
— укорочен фонарь кабины пилота, а противокапотажная рама перемещена вперед на полметра;
— система заполнения бензобаков азотом заменена так называемой "системой нейтрального газа" (в баки подавались охлажденные выхлопные газы моторов);
— на всех стеклах кабины установлены шторки для предотвращения ослепления экипажа.
Полетная масса истребителя увеличилась до 8040 кг (на 180 кг больше, чем у Пе-3), а скорость на границе высотности незначительно уменьшилась — до 530 км/ч, но зато возросла скорость у земли до 448 км/ч. Автоматические предкрылки несколько упростили технику пилотирования, особенно на посадке.
Несмотря на неоднократные требования военных, завод № 39 оказался не в состоянии установить на Пе-3бис радиополукомпас РПК-10 из-за неритмичных поставок этих приборов. Неожиданным последствием монтажа в носовой части фюзеляжа пушки ШВАК оказалась большая остаточная девиация магнитного компаса А-4, достигавшая двух десятков градусов. Эти обстоятельства, в совокупности с уменьшением остекленной площади носовой части фюзеляжа и неизбежным ухудшением условий ориентирования, сильно затрудняли полеты на большую дальность, да и вообще над незнакомой местностью.
Помимо указанных выше замечаний и дефектов, для этого варианта Пе-3бис были характерны и другие, доставшиеся в наследство от базового бомбардировщика и связанные, главным образом, с силовой установкой.
После окончания испытаний опытного Пе-3бис некоторые изменения стали реализовывать на серийных самолетах.
Отдельные машины (по-видимому, далеко не все) дорабатывались в частях силами выездных заводских бригад и специалистов инженерно-авиационной службы. На самолете устанавливали пушку ШВАК, заменяли пулемет ШКАС верхней стрелковой точки на крупнокалиберный УБТ (при этом стандартная "черепаха" — задняя подвижная часть фонаря — демонтировалась, но вращающаяся башня-экран еще не применялась), размещали в хвостовой части фюзеляжа держатель гранат ДАГ-10.
К весне 1942 г. нехватка Пе-3 стала остро ощущаться в строевых частях ВВС и авиации ВМФ, ведь с ноября не поступило ни одной новой машины. 4 марта Государственный Комитет Обороны принял постановление № 1385, в соответствии с которым завод № 39 обязывался с апреля 1942 г. восстановить серийное производство двухмоторных истребителей. Даже относительно небольшая задержка с началом выпуска вызвала сильную реакцию: начальник Главного управления заказов и технического снабжения бригинженер Селезнев 6 апреля лично обратился к наркому авиапромышленности А. Шахурину с просьбой "подтянуть" подчиненных: "Учитывая большую нужду в двухмоторных истребителях, прошу Вас обязать завод № 39 форсировать выпуск самолетов Пе-3..."