В конце 1941 г. авиационные заводы из европейской части Советского союза эвакуировались на Урал и в Сибирь за пределы радиуса действия бомбардировочной авиации люфтваффе. Эвакуация привела к хронической нехватки двигателей М-105, которые ставились на пикирующие бомбардировщики Пе-2, истребители Як-1 и ЛаГГ-3. В то же время в избытке имелись звездообразные двигатели воздушного охлаждения М-82 конструкции Швецова. 14-цилндровая двойная звезда развивала мощность в 1400 л.с. Эти моторы выпускал не подлежавший эвакуации завод № 19 в Молотове (ныне Пермь). Спроектированные под М-82 ближние бомбардировщики Су-2 были сняты с производства. В этих условиях ГКО предписал всем авиационным ОКБ рассмотреть возможность установки моторов М-82 на свои самолеты.

Доработка Пе-2 под двигатели М-82 велась под руководством Л.Л. Селякова. Потребовалось полностью перепроектировать мотогондолы и моторамы. Из крыла были убраны водорадиаторы, вместо которых поставили 100-литоровые бензобаки. Маслорадиаторы поставили в толще крыла с внешней стороны мотогондол, в носке крыла были сделаны воздухозаборники маслорадиаторов. М-82 оснащались воздушными винтами диаметром 126 см, в то время как винты двигателей М-105 имели диаметр 86,7 см. Новая силовая установка привела к смещению вперед центра масс самолета, чтобы сохранить балансировку в хвост уложили балласт массой 68 кг.

Серийный Пе-2 М-82 (заводской номер 221232), аэродром ЛИП. На мотогондолах серийных машин имелись большие воздухозаборники. Большинство из 34 построенных заводом № 22 в Казани самолетов Пе-2 с двигателями М-82 поступило на вооружение разведывательных авиаполков.

Пе-2 205-серии

Пе-2 М-82

Личный состав 99-го гвардейского дальнего разведывательного авиаполка сфотографировались на память на фоне Пе-2 М-82, лето 1944 г.

Первый Пе-2 с двигателями М-82 (заводской номер 221931) был изготовлен на заводе № 22 в Казани осенью 1942 г. Самолет оснащался трехлопастными металлическими воздушными винтами изменяемого шага AB-5J1-118A. Коки этих винтов были значительно больших размеров, чем коки винтов двигателя М-105. Была изменена конструкция задней части мотогондолы, и з которой удалили отсек для подвески 100-кг бомб. На верхней поверхности мотогондолы появился большой воздухозаборник. Стойки основных опор шасси несколько удлинили и сместили вперед на 6 см. На самолете была установлена турель ВУБ-1 с 12,7-мм пулеметом УБТ, Масса пустого Пе- 2 М-82 составляла 6482 кг, на 282 кг больше массы пустого Пе-2 205-й производственной серии.

Заводские испытания самолет проходил на аэродроме Арское Поле под Казанью. Машина показала максимальную скорость 545 км/ч. По результатам испытания доработали систему охлаждения двигателей и поставили маслосистему от самолета Ту-2.

В ходе заводских испытаний выявилась ненадежная работа моторов М-82. Возможно именно по этой причине самолет поступил на Государственные испытания в НИИ ВВС только в январе 1943 г. Программа Государственных испытаний включала порядка 50 полетов. Проводились ГИ с января по март 1943 г. на аэродроме ЛИИ в Жуковском. На уровне моря самолет показал максимальную скорость 472 км/ч, что было больше, чем у Пе-2 с М-105 (460 км/ч).

Добиться надежной работы силовой установки все не удавалось. Полеты проводились зачастую на грани неприемлемого риска. В ходе испытаний на двигателях заменили не менее 210 свечей! Механики отмечали неудовлетворительный доступ к сливным кранам маслорадиаторов. В зимних условиях для прогрева двигателей перед полетом требовалось четыре часа.

Не взирая на недостатки, Пе-2 с двигателями М-82 запустили в серию на заводе № 22 в Казани. Первые пять машин заводчане сдали в августе 1943 г. Самый первый серийный самолет (заводской номер 221226) был потерян в ходе сдаточных испытаний. За исключением доработок, связанных с установкой двигателя, Пе-2 с М-82 соответствовали «текущим» модификациям Пе-2 с М-105. Только на «пешках» с моторами воздушного охлаждения не ставили носовые пулеметы ШКАС. Летом 1943 г. завод изготовил 32 Пе-2 с М-82, но только 24 из них приняла военная приемка. К этому времени кризис с нехваткой моторов М-105 остался в прошлом, зато М-82 оказался в дефиците. Звезды Швецова во все возрастающих количествах требовались истребителям Ла-5 и бомбардировщикам Ту-2. . Смысла в серийном выпуске «пешек» с этими моторами уже не было.

Весной 1944 г. Пе-2 с М-82 поступили в 8-ю резервную авиационную бригаду. Отсюда несколько самолетов передали во фронтовые бомбардировочные авиаполки. Известно, что один Пе-2 с М-82 использовал в качестве личного самолета командир 4-й гвардейской бомбардировочной авиадивизии генерал Ф. Котляр. В конечном итоге, большинство Пе-2 с М-82 попали в разведывательные авиаполки, первым их получил 99-й гвардейский дальний разведывательный авиационный полк. Эти самолеты имелись в 48-м и 57-м гвардейских дальних разведывательных авиационных полках, а также в 11-м и 39-м отдельных разведывательных авиационных полках. Даже несмотря на проблемы с двигателями, летчики с большим энтузиазмом относились к Пе-2, оснащенным звездообразными моторами. На разведчиках снимались тормозные решетки. а в бомбоотсеках ставились аэрофотоаппараты.

Прототип учебно-тренировочного УПе-2 на аэродроме ЛИИ, Государственные испытания, сентябрь 1943 г. На тренировочной модификации не устанавливалась турель ВУБ-I, остальное вооружение аналогично бомбардировщику. Передняя кабина предназначена для курсанта, задняя – для инструктора.

Пе-2 359-й серии

УПе-2

Сложность управления Пе-2, особенно на взлете и посадке, приводила к тому, что далеко не каждый новичок мог стать мастером, летая на «пешке». Пе-2 вряд ли можно назвать «самолетом для летчика», управлять СБ или американским бомбардировщиком А-20 «Хэвок» было гораздо проще. В первый период Великой Отечественной воины очень частыми являлись грубые посадки «пешек», при которых ломались основные опоры шасси, гнулись лопасти воздушных винтов, сминался низ фюзеляжа. Высокий процент аварийности объяснялся не только строгостью самолета в пилотировании, но и отсутствием учебно-тренировочного варианта. Из-за острой нужды фронта в боевых самолетов советская промышленность уделяла учебно-тренировочным самолетам второстепенное внимание.

Разработка учебно-тренировочного варианта Пе-2 началась лишь в 1943 г. Самолет известен как УПе-2, но встречается также обозначение Пе-2УТ. На учебно-тренировочном варианте не ставилась стрелковая установка штурмана – турель ВУБ-1. Задняя часть фонаря кабины и весь нос фюзеляжа зашивались металлическими листами. Вторая кабина оборудовалась в фюзеляже примерно посередине между местом штурмана и стрелка-радиста «нормального» Пе-2. Фонарь второй кабины имел ярко выраженные «граненые» формы с весьма слабой претензией на аэродинамику. В первой кабине располагался курсант, во второй – инструктор. Управление – двойное с приоритетом управления из второй кабины. Обмен речевой информацией между курсантом и инструктором в полете обеспечивало устройство СПУ-3. Доступ в первую кабину – такой же как на Пе-2, во вторую – с крыла через сдвижную часть фонаря.