Накануне 7 ноября 1937 г. конструктор Петляков был арестован по обвинению в затягивании доводки самолета АНТ-42 (ТБ-7). В 1938 г. конструктор вернулся к работе в Специальном техническом отделе (СТО) НКВД. В его составе организовали несколько конструкторских бюро, которые проектировали новые самолеты. Работали там заключенные, которые жили в бывшем здании КОКОС ЦАГИ (Конструкторский отдел сектора опытного самолетостроения Центрального аэрогидродинамического института), которое переделали в тюрьму.
Поскольку тогда была идея создания дальнего истребителя сопровождения бомбардировщиков (АНТ-42/ТБ-7), который мог вести бои на высоте, Петляков и создавал такой самолет. Наименование "100" получилось от названия организации СТО, ее позже переименовали в Особое техническое бюро (ОТБ).
Потолок должен был составлять 12 500 м, скорость на 10 000 м - 630 км/ч. Самолет должен был быть готов уже в 1939 г., поэтому работали по 11 - 12 часов в сутки. В мае 1939 г. сделали макет, машина полетел уже 22 декабря 1939 г.
Истребитель сделали цельнометаллическим, фюзеляж сделали из трех секций с легким гаргротом между передней кабиной пилота и задней. Крыло трапецевидное двухлонжеронное. Элероны сделали разрезными, поставили посадочные щитки. Главные опоры шасси сделали двухстоечными, они убирались в мотогондолы, хвостовое колесо уходило в фюзеляж.
На самолет поставили два мотора М-105ТК с турбокомпрессорами ТК-2 и винтами-автоматами ВИШ-42. М-105 был развитием "Испано-Сюизы" 12Y, лицензию на который купили в 1936 г. Сам "сто пятый" был еще "сырым".
Обе кабины были герметичными. Самолет имел десятикратный запас прочности, что позволяло ему выполнять фигуры высшего пилотажа и пикирование на максимальных скоростях.
Вместо традиционных тросов и тяг управления на истребителе поставили электродистанционные агрегаты.
Вооружался самолет двумя 20-мм пушками ШВАК с боезапасом по 300 снарядов и двумя 7,62-мм пулеметами ШКАС по 900 патронов. Сзади поставили еще один ШКАС в хвостовом коке с 700 патронами.
На внешних держателях можно было подвесить две бомбы по 250 кг или 500 кг вне ометаемой винтом плоскости. Таким образом, самолет мог сбросить бомбы под большими углами, близкими к отвесным. На бомбардировщики противника хотели сбрасывать кассету К-76 с 40 76-мм артснарядами. В более позднем варианте К-76 заменили на К-100 уже с 96 2,5-кг бомбами.
Заводские испытания выявили массу дефектов. Проявились проблемы с моторами, конструкцию шасси переделали, масло и вода на 6000 м перегревались. Только турбокомпрессоры работали хорошо.
На 4000 м самолет разгонялся до 538 км/ч, на высоту 4000 м истребитель с весом 7265 кг добирался за 6,8 минут.
С 22 декабря 1939 г. по 10 апреля 1940 г. самолет доводили и ремонтировали после вынужденной посадки.
С 11 апреля два экземпляра поступили на испытания в НИИ ВВС, на втором экземпляре ("дублере") предусмотрели внутреннюю подвеску бомб 25 - 100 кг. "Дублер" загорелся, летчик экстренно сел и разбил самолет.
Для улучшения путевой устойчивости нарастили площадь килей, на серийных Пе-2 для улучшения продольной устойчивости увеличили угол стреловидности консолей.
Из-за выбранного профиля крыла на больших углах атаки при заходе на посадку происходил несимметричный срыв потока и самолет сваливался на крыло.
1 мая 1940 г. летчик-испытатель Стефановский даже пролетел на параде в Москве.
Но далее в судьбе самолета произойдет крутой поворот. "Сотку" решили переделать в пикирующий бомбардировщик.
Спасибо за прочтение.