1944 год поставил перед советской авиапромышленностью вопрос, ответ на который уже нашли союзники. Требования ВВС к новому дневному бомбардировщику были однозначны: дальность до 1500 километров, бомбовая нагрузка до двух с половиной тонн и, главное, способность действовать без истребительного прикрытия. Фактически, задача сводилась к созданию аналога британского «Москито» — машины, где скорость и высота становились единственной защитой.
Владимир Мясищев, возглавлявший ОКБ-483, понимал, что чистая «скоростная» концепция без оборонительного вооружения вряд ли будет принята военными. Его ответом стал Пе-2И — глубоко переработанный «пэшка», в котором от серийной машины осталась лишь идеология. Конструктор нашёл компромисс, оставив две огневые точки: неподвижную пушку у летчика и дистанционно управляемую установку в хвосте. Это был тактический ход, позволивший сохранить суть концепции — скорость любой ценой. Параллельно Мясищев сразу начал работу над Пе-2ИВ — высотной версией с турбокомпрессорами ТК-2, которая должна была развивать 720–740 км/ч на 7–8 км. Это уже был шаг в сторону будущих стратегических проектов Мясищева.
Скорость должны были обеспечивать новые моторы ВК-107А. Развивая на высоте 1500 лошадиных сил, они требовали иного подхода к компоновке. Мотогондолы сместили вперёд на 200 миллиметров, изменили систему охлаждения — водяные радиаторы встроили в центроплан, а выход воздуха направили вниз, под крыло. Это была не косметическая доработка, а пересмотр аэродинамической схемы. Даже заслонки радиаторов получили новое электромеханическое управление, поскольку штатные жалюзи серийных Пе-2 с их неважной работой для такой машины не подходили.
Но главный риск скрывался в самих моторах: ВК-107А в 1944–45 годах имели ресурс всего 25–50 часов, требовали идеальной настройки и перегревались при активных режимах. ВВС просто боялись массово вводить самолёт на двигателях с таким ограниченным ресурсом.
Увеличенный на метр в длину и на 300 миллиметров в ширину фюзеляж скрывал главное тактическое преимущество. В его бомбоотсеке размещалась ФАБ-1000 — бомба, для которой серийный Пе-2 был просто носителем. Смещение крыла нового профиля в среднее положение не только улучшило аэродинамику, но и кардинально изменило центровку, позволив самолёту нести такую нагрузку без потери устойчивости. От тормозных решёток и автомата пикирования, ставших символами «пешки», отказались — машина создавалась для горизонтального полёта на предельной скорости. Испытания показали, что Пе-2И мог брать до 1500 кг бомб — больше, чем Ту-2 того же периода. Усиленная грузовая рама выдержала даже экспериментальную подвеску ФАБ-1500.
Оборону задней полусферы обеспечивала дистанционная установка в хвостовом коке. Её углы обстрела — 18 градусов вверх, 12 вниз и по 16 в стороны — выглядели скромно. Но расчёт строился на иной логике: при скорости под 700 км/ч вражескому истребителю для атаки оставался лишь узкий сектор сближения. Теоретически, этого должно было хватить. Эту теорию военные проверяли на трофейных «Мессершмиттах». На полигоне установку гоняли против трофейных Bf 109G — и расчёты Мясищева подтвердились: удержать атаку в узком секторе истребителю было крайне сложно.
Пятнадцать протектированных баков на 1844 литра горючего и система нейтрального газа казывали на то, что машину готовили для глубоких рейдов. Дальность в 2275 километров и возможность нести тонну бомб на внутренней подвеске выводили её в класс стратегических инструментов, которых так не хватало фронту в 1944-м. Система нейтрализации баков — подача выхлопных газов в надтопливное пространство — впервые в СССР была внедрена именно на Пе-2И, что резко повышало живучесть машины.
Лётчики, тестировавшие опытный Пе-2И, впервые получили "истребительный" характер пилотирования на машине такого класса. Самолёт охотно входил в горки и виражи, имел низкую инерцию и уверенно возвращался к прямолинейному полёту без раскачки. Это было редкостью для тяжёлой двухмоторной машины.
Параллельно в ОКБ обсуждался штурмовой вариант — Пе-2ИС с четырьмя пушками ВЯ-23 в носу и бронекапсулой экипажа. Это был бы один из самых мощных штурмовиков войны, но до воплощения дело не дошло: война заканчивалась.
В итоге Пе-2И так и остался опытным. Он стал жертвой не столько технических просчётов, сколько тактической парадигмы. В 1944–45 годах ВВС сравнивали Пе-2И с Ту-2, и при всех преимуществах в скорости и полезной нагрузке ситуация с моторесурсом ВК-107А и политический вес Туполева склонили решение в пользу Ту-2.
Машина стала тупиковой, но блистательной ветвью эволюции «пешки» — доказательством того, что даже в условиях жесточайшей войны инженерная мысль могла опережать оперативную реальность. И одновременно — первой ступенью к будущим стратегическим машинам Мясищева: М-4 и 3М, выросшим из тех же аэродинамических и компоновочных идей.