Производство Пе-8 было организовано на авиазаводе № 22 в Казани. Велось оно крайне неритмично, поскольку руководство СССР то снимало самолет с производства, то вновь возвращало его в серию. Выпуск продолжался с 1939 до 1944 года.
Серийно было выпущено несколько модификаций Пе-8 (ТВ-7), отличавшихся главным образом силовой установкой.
ДВИГАТЕЛИ И ВООРУЖЕНИЕ
Первые пять самолетов комплектовали моторами АМ-34ФРНВ (1200 л. с.) и агрегатом центрального наддува АЦН-2 (двигатель М-100А). Стрелковое вооружение согласно проекту включало две 20-мм пушки ШВАК (в верхней и хвостовой башнях), два 12,7мм пулемета БТ (в хвостовых частях ближних к фюзеляжу мотогондол) и два 7,62-мм пулемета ШКАС (в носовой установке). Нормальная масса бомбовой нагрузки составляла 4000 кг, а в перегруз самолет мог поднять 5000 кг бомб. Экипаж состоял из 8-12 человек.
Силовая установка с агрегатом цен трального наддува оказалась неудобной в эксплуатации, поэтому с 1940 года ТБ-7 комплектовали 12-цилиндровыми двигателями жидкостного охлаждения АМ-35 или АМ-35А (1350 л. с), не требовавшими применения АЦН. До 1942 года построили 29 таких самолетов. Кроме того, в этот вариант переоборудовали пять первых машин, с заменой двигателей АМ-34ФРНВ на АМ-35 и демонтажем АЦН-2.
Значительные преимущества для дальних бомбардировщиков сулило применение дизельных двигателей – более экономичных, чем бензиновые, а значит обеспечивавших большую дальность полета.
В 1940-1941 годах выпустили пять самолетов ТБ-7 с дизелями М-40 или М-40Ф (1500 л. с), а в 1941 -1944 годах – еще 18 машин, в том числе две в пассажирском варианте с дизельными двигателями М-30 или АЧ-30Б (1500 л. с). Однако в целом дизельные авиамоторы себя не оправдали, и впоследствии четыре из пяти самолетов с М-40, а также пять машин с М-30 были переоборудованы под бензиновые двигатели АМ-35А.
Наиболее совершенным вариантом Пе-8 стал самолет с 14-цилиндровыми моторами воздушного охлаждения М-82 (1700 л. с). На этой модификации также изменили вооружение. В носовой части вместо башни с двумя ШКАСами установили 12,7-мм пулемет УБТ в «яблочном» шарнире. Максимальная масса бомбовой нагрузки Пе-8 с моторами М-82 достигала 6000 кг. В 1942-1944 годах построили 34 таких самолета.
СЛУЖБА И БОЕВОЕ ПРИМЕНЕНИЕ
К июню 1941 года было выпущено 27 самолетов ТБ-7, но в строевую часть – дислоцированный под Киевом 14-й тяжелый бомбардировочный полк – попало лишь девять машин, В первых боях войны они не участвовали. В июле 1941 года началось формирование 412-го авиационного полка особого назначения (АП ОСНАЗ), который укомплектовали наиболее опытными пилотами гражданской авиации. Вскоре его переименовали в 432-й дальнебомбардировочный авиаполк (ДБАП). Именно эта часть выполнила первые боевые вылеты на ТБ 7. В ночь на 11 августа восемь самолетов вылетели для удара по Берлину. Рейд оказался неудачным – потеряли пять ТБ-7, по цели отработали только три экипажа. В августе – сентябре 1941 года 432-й ДБАП осуществил несколько налетов на Кенигсберг, а в ноябре – на Данциг, но основными целями стали железнодорожные узлы на оккупированной противником территории – Орша, Псков, Новгород, Смоленск, Витебск. Полоцк. В 1942 году полк Пе-8 переименовали в 746-й АП ДД – авиаполк дальнего действия. Интенсивность боевой работы была небольшой – постоянно возникали проблемы с поддержанием самолетов в боевой готовности. Например, на 18 марта 1942 года в полку числилось 11 Пе-8, но только три были исправными. Поставки от промышленности позволили в середине 1942 года сформировать второй полк Пе-8 – 890-й АП ДД. Оба полка свели в 45-ю авиадивизию. В феврале 1943 года начали поступать самолеты с новыми моторами М-82. По состоянию на 1 июля 1943 года в 45-й дивизии было 18 Пе-8 (из них 11 исправных). Самолеты наносили удары по железнодорожным узлам, аэродромам и скоплениям войск противника. Единственной стратегической операцией, в которой участвовали Пе-8, стали налеты на Хельсинки в ночь на 7 февраля и на 27 февраля 1944 года. Впоследствии боевое применение Пе-8 пришлось ограничить из-за износа. За период войны Пе-8 выполнили 1509 боевых вылетов, сбросив 5371 т бомб. По состоянию на 10 мая 1945 года в 45-й дивизии имелось 32 Пе-8, в том числе 18 исправных. В начале 1946 года бомбардировщики Пе-8 сняли с вооружения. Несколько самолетов использовали в различных испытательных программах. В частности, в 1944-1945 годах шесть Пе-8 применялись для испытательных пусков крылатых ракет 10Х. Несколько Пе-8 после ремонта и переоборудования до середины 1950-х годов эксплуатировались полярной авиацией.