По неясным причинам завод не сумел отладить двухпушечную установку ШВАК под центропланом и ограничился всего одной пушкой. В носовом коке "в наследство" от серийной "пешки" остался пулемет УБК. Поскольку дистанционная электрифицированная установка ДЭУ по-прежнему не была готова, то в хвостовой части фюзеляжа смонтировали два держателя ДАГ-10 с авиационными гранатами АГ-2. Ввиду явного несоответствия машины техническому заданию, Пе-3 постройки завода № 22 на государственные испытания не передавался (в первом квартале 1944 г. выпустили 19 Пе-3). Все изготовленные самолеты, кроме двух, передали на вооружение 48-го драп и 98-го орап.

Истребитель с заводским номером № 15/298 в июле-августе 1944 г. был предъявлен в НИИ ВВС для испытаний вооружения. Оценка, которую дал самолету ведущий инженер майор Д. Смирнов, оказалась невысокой. Слабость состава вооружения бросалась в глаза: в тот период времени даже одномоторные советские истребители помимо пушки ШВАК несли по два пулемета УБС. Ослабленным оказалось и бомбардировочное вооружение машины: на подфюзеляжных замках МДЗ-40 можно было подвесить всего две бомбы калибра не более 250 кг. Отсутствовала передняя броня. Представители завода заявили, что на серийных истребителях планируется проведение доработки, связанной с установкой второй пушки рядом с первой.

Но это ничего не меняло. Летные данные машины в ходе испытаний не определялись, но, по-видимому, они не слишком отличались от характеристик бомбардировочного варианта того же периода постройки. Пе-2 трехсотой и последующих серий обладали максимальной скоростью на высоте 3500-4000 м порядка 505-515 км/ч, а время набора высоты 5000 м составляло 9,5-11 мин. Тактико-технические требования к двухмоторному истребителю на 1944 г., разработанные заказывающим управлением ВВС, предусматривали совсем другие цифры: максимальную скорость на менее 625 км/ч и время набора 5000 м, не превышающее 6 мин. Таким образом, дальнейшие попытки создания истребителя на базе серийного самолета Пе-2 были обречены на неудачу. В дальнейшем ОКБ стало рассматривать в качестве базовой машины для создания истребителя вариант Пе-2И, однако, как было рассказано выше, эта машина не была запущена в серию.

Для удобства обслуживания пушка вместе с патронным ящиком откидывалась вниз

Пе-2 в иностранных ВВС

Пе-2, как самый современный советский бомбардировщик, поступивший на вооружение перед войной и для перевооружения наших ВВС, в отличие от СБ и ДБ-3 за границу ни в довоенный период, ни в годы войны не продавался. Поэтому первыми, кто получил эти самолеты, оказались немцы. В 1941 и 1942 гг. им удалось захватить по меньшей мере десяток Пе-2 в пригодном для ремонта состоянии.

Однако авторам этой статьи не удалось обнаружить никаких документов, свидетельствующих об эксплуатации "пешек" в "люфтваффе", или хотя бы о доскональных испытаниях этого самолета в Германии. Вместе с тем фотоснимки Пе-2 ранних серий с немецкими опознавательными знаками существуют. Германские ВВС никогда не отказывались от использования трофейной техники: в "люфтваффе" имелись чехословацкие, французские, голландские самолеты, применяли они и наши СБ, ДБ-3 и даже Р-5, о чем свидетельствуют материалы архивов.

Немцы, безусловно, изучали Пе-2, отрабатывали приемы борьбы с ними, но сами "пешки", по-видимому, не эксплуатировали. Вместо этого они продали их одному из тогдашних сателлитов рейха — Финляндии, остро нуждавшейся в пополнении своих ВВС. Финны купили у немцев шесть Пе-2 ранних серий. В Германии они прошли ремонт и переоборудование. На них поставили новые приборы, радиостанции и прочее оборудование в соответствии с немецкими стандартами. Например, отличительным внешним признаком переделанных машин стал новый прицел, установленный снаружи перед козырьком кабины.