Примерно со 140-го самолета, с мая 1941 г., вместо правого носового и нижнего ШКАСов стали устанавливать 12,7-мм пулеметы Березина – сначала БТ, а с лета – УБТ. Из этого мощного оружия с дульной энергией 1634 кгм (впятеро большей, чем у ШКАСа) и 48-граммовой (опять-таки впятеро более тяжелой, чем у ШКАСа) пулей¹⁸⁶ можно было надежно поражать «мессершмитты» даже на дальних дистанциях – 400 м и более. Однако самый опасный сектор («сзади-сверху») по-прежнему прикрывал маломощный ШКАС. А конструкция нижней установки была далека от идеала. Крупнокалиберный пулемет в ней монтировался на турели ЛУ-Пе-2 – видоизмененной МВ-2, обслуживать которую в тесном фюзеляже «пешки» было весьма неудобно. Перископический прицел ОП-2Л, как уже отмечалось, имел очень узкое поле зрения, и после нескольких резких маневров своего или атакующего самолета стрелок-радист терял пространственную ориентацию. А восстановить ее, прильнув к блистерам в бортах фюзеляжа, было нелегко: эти овальные окна обеспечивали обзор только в стороны. Наконец, рукав, по которому в нижний БТ (УБТ) подавалась патронная лента, первоначально был жестким, из-за чего ленту подчас заедало уже после первого выстрела...

Испытав в июльских боях 1941-го оба эти варианта оборонительного вооружения (с 4 ШКАСами или с 2 ШКАСами и 2 пулеметами Березина), фронтовые экипажи (например, в 410-м бомбардировочном авиаполку особого назначения и в 13-м скоростном бомбардировочном ВВС Западного фронта) оценили стрелковое вооружение «пешки» как слабое и «недостаточно продуманное»¹⁸⁷. На это наложились слабая стрелковая выучка штурманов Пе-2 и тактическая грамотность немецких летчиков-истребителей. Так, в ходе Смоленского сражения пилоты 51-й истребительной эскадры люфтваффе атаковывали «пешки» сзади-сверху – там, где у бомбардировщика стоял не БТ, а ШКАС. При этом они еще с дальних дистанций начинали обстреливать Пе-2 из пулеметов – провоцируя этим неопытных советских штурманов открывать ответный огонь, т.е. впустую расходовать боекомплект неэффективного на этих дистанциях ШКАСа. После же того, как у штурмана заканчивались патроны (ввиду исключительной скорострельности ШКАСа это случалось очень быстро), Bf109 стремительно сближались с бомбардировщиком и безнаказанно расстреливали его в упор из пушки – стремясь поразить бензобаки. Последние были протектированы и имели систему наддува азотом, что, казалось бы, должно было исключить их возгорание. Однако на полевых аэродромах азота, по-видимому, не было – а одни лишь протекторы не могли предотвратить пожар, если бак был поражен из пушки (или из пулеметов, но зажигательными пулями). Кроме того, немцы быстро выявили, что на Пе-2 не протектированы расходные топливные бачки, размещавшиеся рядом с моторами. Вот, видимо, почему участвовавшие в Смоленском сражении летчики 13-го скоростного бомбардировочного авиаполка отмечали высокую пожароопасность «пешки» – хотя тот же В.Швабедиссен указывает, что поджечь Пе-2 даже в 1941 г. было трудно¹⁸⁸. Трудно – но для опытного летчика-истребителя вполне возможно...

Правда, если Пе-2 было не меньше девятки и летели они в плотном строю – позволявшем встречать атакующих сосредоточенным огнем нескольких самолетов – спасти их могли и ШКАСы. Так, в ходе боев «пешек» 40-го бомбардировочного авиаполка ВВС Черноморского флота с Bf109 над северными подступами к Крыму в октябре 1941 г. выявилась «закономерность: группы Пе-2 в составе девятки несли потери только в тех случаях, когда отдельные самолеты по тем или иным причинам отрывались от строя»¹⁸⁹. Огненные трассы, тянувшиеся к ним сразу от девяти ШКАСов, оказывали сильное психологическое воздействие на пилотов «мессеров» и заставляли их выходить из атаки еще на дистанции 500—800 м, поразить бомбардировщик с которой было практически невозможно. Но после того, как осенью 41-го Bf109 оснастили лобовым бронестеклом, их летчики стали откровенно игнорировать маломощные ШКАСы штурманов Пе-2. Зимой – весной 1942 г. они уже безбоязненно подходили к Пе-2 сзади на 100—150 м и спокойно расстреливали хвостовое оперение бомбардировщика. «[...] Нас сбивают как цыплят», – с горечью говорил тогда один из пилотов «пешек»¹⁹⁰.

Правда, еще в конце июля – августе 1941 г. на Пе-2 отладили систему питания нижнего БТ (УБТ) и добавили пятый пулемет – ШКАС, – для которого в обоих бортах смонтировали по шаровой установке, так что стрелок-радист мог перебрасывать этот пулемет с борта на борт (в феврале 1942 г. шаровые установки заменили на шкворневые с несколько бульшим углом обстрела). Однако самый важный в воздушном бою пулемет – верхний – заменили на крупнокалиберный УБТ только в апреле – мае 1942 г. (производственников страшило неизбежное при подобной переделке конструкции снижение темпов выпуска самолетов). О том, чего стоила фронтовым частям эта задержка, можно судить по поведению летчиков-фронтовиков, прибывавших на завод № 22 за новыми «пешками». Они «наотрез отказывались принимать машины, оборудованные по старому образцу. Дело иногда доходило до угроз оружием [...]»¹⁹¹. Не зря первый вариант установки УБТ в кабине пилота и штурмана назвали ФТ – «Фронтовое требование»... Правда, это была всего лишь шкворневая установка с такими же малыми углами обстрела по горизонту, что и ТСС-1, и точно так же открытая сзади (так, что поток воздуха мешал разворачивать пулемет). Но в июне 1942-го ФТ заменили полностью экранированной турелью ВУБ-1 с углами обстрела 110° влево и 88° – вправо.

Тогда же, весной 42-го, бензобаки Пе-2 стали наддувать не дефицитным азотом, а охлажденными выхлопными газами моторов. Впоследствии такой «нейтральный газ» стали подавать и в отсеки, в которых находились баки (туда тоже проникали пары бензина).

Однако установка верхнего УБТ и улучшение живучести «пешки» и в 1942-м, и в 1943 гг. частично обесценивались целым рядом обстоятельств. Во-первых, давало о себе знать уменьшение максимальной скорости Пе-2 в этот период до 475—495 км/ч. Имея здесь преимущество уже в 100—150 км/ч, Bf109G и FW190А могли легко занять позицию для атаки в секторе, не простреливаемом крупнокалиберными пулеметами «пешки». Например, зайти строго сбоку или сверху сбоку: турель ВУБ-1 из-за малоэффективности ее аэродинамических компенсаторов было довольно сложно развернуть на угол более 40—50° от оси самолета (не зря, по мнению экипажей «пешек», она обеспечивала углы обстрела не 88—110°, а всего 50—65°), а маломощный бортовой ШКАС надежного поражения истребителя гарантировать не мог... Вообще, оборонительное вооружение Пе-2, «по мнению авиаторов, к лету 1943 года» опять стало недостаточным¹⁹².

Во-вторых, подводили тактические ошибки советских авиационных командиров. Еще в первой половине 1943 г. многие ведущие групп Пе-2, вместо того, чтобы принять бой в плотном строю, пытались оторваться от немецких истребителей на повышенной скорости. Уйти от самолетов, чья скорость была на 100—150 км/ч больше, все равно не удавалось, а строй группы при этом неизбежно растягивался. Одни, слабо подготовленные летчики, не умели держаться в строю на большой скорости, другие отставали из-за изношенности моторов или всего самолета... А с исчезновением компактного строя исчезало и огневое взаимодействие бомбардировщиков. Они уже не могли концентрировать оборонительный огонь на одной цели – выручая, например, ту «пешку», штурман которой не мог развернуть турель навстречу истребителю, зашедшему сбоку. Плотность огня, встречавшего атакующий истребитель, резко уменьшалась... Значение сохранения плотного строя хорошо показывают два эпизода боевой работы 1-го бомбардировочного авиакорпуса 2-й воздушной армии Воронежского фронта над южным фасом Курской дуги 5 июля 1943 г. Из девятки 82-го гвардейского бомбардировочного авиаполка 1-й гвардейской бомбардировочной авиадивизии, которая сумела сохранить строй, Bf109 сумели сбить лишь одну машину. А девятка 854-го бомбардировочного авиаполка 293-й бомбардировочной авиадивизии, чей строй оказался нарушен, лишилась от огня «мессеров» сразу шести «пешек»¹⁹³.