Через несколько дней руководство КБ, несмотря на очень заманчивые характеристики предлагаемого самолета, все-таки потребовало от Королева не отвлекаться от поставленной первоочередной задачи и сосредоточить усилия на разработке проекта ракетной установки-ускорителя для пикирующего бомбардировщика Пе-2. Королев со своей группой приказ выполнил в беспрецедентно короткий срок – за четыре месяца.

В окончательном проекте АРУ, утвержденном 24 мая 1943 года, отмечалось: «РУ-1 является совершенно новым техническим агрегатом, впервые осуществляемым на самолете с целью испытания и отработки реактивного двигателя в летных условиях».

С. П. Королев так организовал работу, что подготовка Пе-2 и изготовление АРУ пошли в быстром темпе. Через несколько месяцев на заводском аэродроме появился внешне ничем особенно не отличавшийся от своих собратьев самолет под номером 15/185. Только при внимательном взгляде специалист мог заметить в хвостовой части машины небольшое сопло. Из него порой с невероятным шумом вырывалась огненная струя. Шли многократные наземные испытания установки. В комиссию по испытаниям входили В. П. Глушко, С. П. Королев и летчик А. Г. Васильченко. Бортовым инженером назначили участника разработки ЖРД Д. Д. Севрука. Работа продвигалась быстро, и на 1 октября назначили летные испытания самолета Пе-2, оборудованного вспомогательным ракетными двигателем.

День стоял на редкость теплый и солнечный. С. П. Королев, В. П. Глушко не скрывали своего волнения. Летчик Александр Васильченкв включил мотор. Блеснув на солнце лопастями, пропеллер превратился в сплошной круг, и самолет легко побежал по взлетной дорожке.

– Старт отличный, – похвалил летчика Королев, увидев, как незаметно Пе-2 оторвался от земли и, сделав разворот над аэродромом, стал набирать высоту.

– Ну что же он не включает реактивный двигатель?! – не отрывая глаз от самолета, нетерпеливо спросил Глушко.

– Все по программе, Валентин Петрович. Не волнуйтесь. Васильченко летчик аккуратный.

В этот момент из хвостовой части Пе-2 вырвалась огненная струя. Самолет словно кто-то подтолкнул вперед, и он заметно прибавил скорость и высоту.

– Сработал! – облегченно вздохнул Глушко. – Поздравляю вас, Сергей Павлович.

– Ваша лошадка, Валентин Петрович, моя уздечка, – пошутил Королев, – а все вместе АРУ. Но это только начало.

Пе-2 возвращался на аэродром. К Королеву и Глушко подошел авиационный конструктор В. М. Мясищев, под руководством которого после гибели В. М. Петлякова разрабатывались все модификации этого самолета.

– Поздравляю вас, Сергей Павлович и Валентин Петрович, с успешным началом, – пожав руки, поблагодарил Владимир Михайлович. – По моим подсчетам, АРУ проработала, как и требовалось для первого полета, две минуты. Скорость Пе-2 увеличилась больше чем на девяносто километров в час. Это то, что нам надо! Спасибо!

Это было действительно только начало. С того октябрьского дня один полет следовал за другим. Они проходили на разных высотах и режимах скорости, и каждый раз решали новые задачи, которые подбрасывал ЖРД. «Но фронту наше КБ пока ничем не помогает. Немцев под Курском и Белгородом разгромили, а АРУ все испытываем... – с горечью размышлял Королев. Обида брала за сердце: – Чем я помог народу? Одно утешение – туполевский бомбардировщик... Авиационный ускоритель! Когда он еще войдет в серию!»

Королев с еще большей интенсивностью продолжает испытания. Тщательно проверялись приборы контроля за режимом реактивного двигателя, система автоматики, споаобная выключать ЖРД в случае неисправности и, естественно, сам двигатель. Королев, хотя это и не входило в его обязанности, стремился испытать работающий ЖРД лично, непосредственно в полете на различных высотах и скоростях.

Удачи и неудачи чередовались: то падало давление в камере сгорания двигателя, то он самовыключался. Однажды во время отладочного полета двигатель взорвался. Благодаря мастерству и самообладанию летчика Александра Васильченко все кончилось более или менее благополучно. С. П. Королева ранило, возникла угроза зрению, и он оказался в больнице.

Казалось, после этого случая Сергей Павлович надолго откажется от испытательных полетов. Но он человек другого склада. Там, где был риск, он всегда старался проделать эксперимент лично.

Королев и Глушко разобрались в причине аварии, и вскоре Сергей Павлович снова испытывал АРУ в воздухе.

Как-то один из руководителей авиазавода высказал свое недовольство слишком растянувшимся, по его мнению, сроком испытания АРУ.

– Если потребуется, мы поднимем самолет в воздух сто, двести раз. Необходима величайшая надежность. Там человек. Или вы об этом забыли? И человеку тому сражаться с врагом. Так что прошу не командовать...

Не каждый мог так ответить начальнику, тем более находясь в положении Королева.

Надежности машин, которые конструировал Королев, заботе о летчиках Сергей Павлович всегда отдавал особое предпочтение и никогда ни на йоту не отступал от этого им же принятого правила. Так было и на этот раз. На бомбардировщике Пе-2РД с ракетным двигателем на химическом зажигании (РД-1ХЗ) экипаж совершил 110 экспериментальных полетов. Убедившись, что АРУ работает надежно, Королев написал в докладной: «Испытания показывают, что двигатель РД и реактивная установка работают нормально. Хорошо совпадают экспериментальные и расчетные данные». После этого начались контрольные испытания АРУ на самолете Пе-2РД с участием представителя Военно-Воздушных Сил.