В 16 лет A. M. Люлька поехал в Белую Церковь учиться в профтехучилище при машиностроительном техникуме – так во многом был предопределен выбор жизненного пути. Для того, чтобы учиться и жить, приходилось по вечерам подрабатывать кузнецом и слесарем. Первая неудача с поступлением в Киевский политехнический институт не обескуражила юношу, он упорно продолжал готовиться. На следующий год из 150 абитуриентов на механический факультет поступили лишь 20, и среди них – Архип Люлька. После окончания КПИ в 1931 г. молодого инженера направляют в аспирантуру при Научно-исследовательском институте промышленной энергетики в Харькове. Затем он работает инженером-исследователем на Харьковском турбинном заводе и на кафедре авиационных двигателей Харьковского авиационного института. В то время в институте шли работы по проектированию паротурбинной силовой установки для тяжелого бомбардировщика. Начинающий конструктор взял на себя разработку конденсатора, в котором отработанный пар превращается в воду. Однако, вникнув в суть проблемы, он пришел к выводу о принципиальной непригодности паровой турбины для авиации в первую очередь из-за больших размеров конденсатора.
Познакомившись с работами французского ученого Мориса Руа и советского профессора Б. С. Стечкина, A. M. Люлька окончательно утвердился в мысли, что основой силовой установки перспективных самолетов станут газотурбинные двигатели. Он добился закрытия темы по паротурбинной СУ и с группой энтузиастов приступил к теоретическим исследованиям и конструктивным проработкам турбореактивного двигателя (ТРД). В кругу авиационных специалистов эти работы были встречены с недоверием. Указывалось на трудности научно-технического и производственного характера. Кроме того, считалось, что применение такого двигателя не оправдает себя из-за больших расходов топлива на малых и средних скоростях полета.
В чем же состоит принцип работы турбореактивного двигателя? В своей последней прижизненной статье(8*) A. M. Люлька писал: "В ТРД воздух из атмосферы поступает в компрессор. Затем в камере сгорания, где сжигается химическое топливо, сжатый воздух смешивается с продуктами сгорания и подогревается до высокой температуры. Полученный газ направляется в турбину, мощность которой используется для вращения компрессора. Но газ, отработавший в турбине, обладает еще значительной энергией. Далее газ поступает в сопло, где он, расширяясь, разгоняется до большой скорости, значительно превышающей скорость полета, за счет чего и создается необходимая тяга". Кажется, все очевидно и просто, но в 1937 году, чтобы доказать техническую возможность реализации такого двигателя, приходилось преодолевать многие трудности.
Совершенно независимо над созданием ГТД работали: Ф. Уиттл в Англии, А. Грифитс и Г. Огайн – в Германии. Разработкой газовой турбины для авиации серьезно занимались в МВТУ имени Н. Э. Баумана под руководством профессора В. В. Уварова. Однако задача увеличения скорости полета решалась не кардинально, так как движителем в разрабатываемой силовой установке оставался воздушный винт, к. п. д. которого с ростом скорости полета резко уменьшается. Кроме того, как доказал A. M. Люлька, работающая на винт газовая турбина эффективна лишь при высокой температуре газа, а в то время еще не было создано необходимых жаропрочных сплавов.
В 1938 г. группой A. M. Люльки разработан проект "Ракетного турбореактивного двигателя РТД-1", рассчитанного на скорости полета до 900 км/ч. Предусматривалось, что он будет иметь двухступенчатый центробежный компрессор, камеру сгорания, одноступенчатую турбину и сопло. Выбор центробежного компрессора обуславливался широким применением таких компрессоров в системах турбонаддува высотных поршневых двигателей, достаточно развитой их теорией, опытом проектирования, производства и доводки. Проект получил положительное заключение экспертизы и был рекомендован к дальнейшей разработке. Тем не менее, работы над РТД-1 в ХАИ не были поддержаны, и Архип Михайлович добился своего перевода в специальное конструкторское бюро, созданное по решению правительства. СКБ-1 располагалось в Ленинграде на Кировском заводе и по тем временам имело хорошую экспериментальную и производственную базу. Здесь удалось в короткое время разработать проект нового двигателя РД-1, рассчитанного на тягу 530 кгс, и подготовить рабочие чертежи всех узлов и деталей. Отличительной особенностью этого проекта являлось применение осевого компрессора, что позволило существенно сократить диаметр двигателя, увеличив таким образом лобовую тягу, и облегчить компоновку двигателя на самолете.