В то же время достаточно примечательным является факт, что Пе-2 без особых сложностей освоили летчицы женского 587-го бомбардировочного авиационного полка[39], в отличие от молодых летчиков-выпускников летных школ уже имевшие достаточный летный опыт, преимущественно в качестве инструкторов.
К началу войны в штате ВВС Западных округов значилось около 200 Пе-2. Часть этих самолетов вступила в бой в первый же день войны – так, ударом группы в составе 17 Пе-2 5-го бап был разрушен мост через реку Прут.
Начало боевой работы потребовало внесения дополнительных усовершенствований. Прежде всего, было усилено вооружение – один из курсовых пулеметов ШКАС и такой же пулемет в подфюзеляжной установке заменили на 12,7-мм пулеметы УБ.
Еще накануне войны Петляковым была задумана модификация Пе-2Ф, оснащенная двигателями М-105 Ф с турбокомпрессорами. Самолет отличался не только силовой установкой, но и конструкцией фюзеляжа: самолет стал среднепланом, увеличился бомбоотсек, вмещавший одну бомбу ФАБ-500 или две ФАБ-250, при этом длина фюзеляжа несколько увеличилась. Общий вес допустимой бомбовой нагрузки вырос до 1600 кг. Как показали испытания, мощности двигателей М-105 не хватало для обеспечения требуемых характеристик.
12 января 1942 года во время перелета из Казани в Москву В.М. Петляков погиб в авиакатастрофе. По трагическому стечению обстоятельств жизнь конструктора оборвал им же созданный самолет – Петляков решил вылететь на борту одного из Пе-2, перегонявшихся с завода на фронт. Причины катастрофы установлены так и не были.
Дальнейшие работы по Пе-2 возглавил сперва А.М. Изаксон, а затем А.И. Путилов.
Весной 1942 года было осуществлено новое усиление оборонительного вооружения – начиная с 83-й серии ШКАС у штурмана заменили на УБТ, а начиная с июня 1942 года на машинах 110-й серии начали устанавливать закрытую турель с пулеметом УБТ. Кроме того, была усилена бронезащита, а бортстрелок получил переносной пулемет ШКАС, из которого он мог вести огонь через специальные окна в бортах фюзеляжа. Эта модификация иногда упоминалась как Пе-2ФТ, хотя официально так не именовалась.
Увеличивались и темпы производства – если в 1941 году была построена 1671 машина, то уже в 1942-м выпуск бомбардировщиков составил более 2300 самолетов. Уже к осени 1942 года Пе-2 составляли 2/3 бомбардировщиков фронтовой авиации РККА (без учета ночных бомбардировщиков У-2).
Очередные изменения в конструкции произошли осенью 1942 года. На самолете были установлены дополнительные бронеплиты для защиты стрелка и топливные баки большего объема. Другое нововведение было вынужденным – из-за обострившегося дефицита алюминия хвостовая часть фюзеляжа стала деревянной. Рост веса в сочетании со снижением качества серийной сборки с увеличением темпов производства и, как правило, невысокой квалификацией персонала авиапредприятий привели к резкому ухудшению характеристик – скорость упала ниже 500 км/ч, что, в свою очередь, привело к возрастанию боевых потерь бомбардировщиков, особенно в столкновениях с появившимся на фронте истребителем «Фокке-Вульф Fw.190».