Конструирование новых машин требовало углубленных научных исследований. Один из наиболее характерных примеров — изучение вибраций самолета в воздухе, так называемого флаттера. Проблема, живо интересовавшая Чаплыгина и сотрудников общетеоретической группы. Еще в конце 1931 года в ЦАГИ организуется специальная группа флаттера. Спустя три с лишним года в экспериментально-аэродинамическом отделе создается бригада вибрации (М. В. Келдыш, Е. П. Гроссман, С. С. Кричевский и другие).
«С появлением новых скоростных самолетов в авиации едва ли не всех передовых стран мира прокатилась волна таинственных, необъяснимых катастроф, — вспоминает доктор технических наук М. Л. Галлай. — Случайные свидетели, наблюдавшие эти катастрофы с земли, видели во всех случаях почти одинаковую картину: самолет летел совершенно нормально, ничто в его поведении не внушало ни малейших опасений, как вдруг внезапно какая-то неведомая сила, будто взрывом, разрушала машину — и вот уже падают на землю изуродованные обломки: крылья, оперение, фюзеляж.
Все очевидцы, не сговариваясь между собой, применяли выражение «взрыв», так как не представляли себе других возможных причин столь молниеносного и полного разрушения. Однако осмотр упавших обломков не подтверждал этой версии: никаких следов взрыва — копоти или ожогов — на них не оказывалось.
Самым надежным источником информации — докладом экипажа потерпевшего аварию самолета — воспользоваться, как правило, увы, не удавалось. Те же, насчитывающиеся буквально единицами летчики, которым удалось выбраться из стремительно летящих вниз, беспорядочно вертящихся обломков фюзеляжа и воспользоваться парашютом, ничего сколько-нибудь существенного добавить к рассказам наземных очевидцев не могли. Очень уж неожиданно и быстро развивались события: всего за несколько секунд до катастрофы ничто не предвещало ее, а затем сразу — удар, треск, грохот, и самолет разлетается на куски.
Новому грозному явлению было дано название «флаттер» (от английского flutter — трепетать), но, если не ошибаюсь, еще Мольер сказал, что больному не делается легче оттого, что он знает, как называется его болезнь по-латыни.
Одна за другой приходили тревожные вести о таинственной гибели французских, английских, американских скоростных самолетов.
Не миновала эта беда и нас...»
Конструкторы боялись за АНТ‑25 РД. Законные опасения рождало крыло небывалого удлинения. Но, к счастью, вибраций не обнаружилось. Зато коварно притаившийся флаттер дал о себе знать на других машинах: АНТ‑40 (СБ) и АНТ‑41. Первая с трудом приземлилась после атаки неизученного врага, вторая разрушилась в воздухе; к счастью, экипажу удалось своевременно покинуть машину и приземлиться с парашютами.
Тогда еще не могли точно определить критическую скорость машин, за порогом которой следует ожидать возникновения вибраций. Ученым следовало разобраться в каждом конкретном случае, а главное, создать теорию флаттера, чтобы раз и навсегда сбросить с него маску неизвестности. Мстислав Всеволодович Келдыш и его коллеги в короткий срок блестяще решили поставленную проблему. Обуздание флаттера оказалось крайне важным, потому что в конце тридцатых годов скорости самолетов резко возросли и, не будь теории флаттера, они бы неизбежно терпели аварию за аварией.
Теория подтвердилась экспериментально. На СБ оказалась недостаточной жесткость крыла. Последовали рекомендации ученых и соответственно им конструкторские решения. В месте сопряжения крыла с фюзеляжем сделали из дюраля так называемые зализы в виде плавных переходов, увеличили жесткость крыла, произвели перебалансировку элеронов. И результат: на скоростях около четырехсот километров в час (вдвое выше, чем у ТБ‑1 и ТБ‑3) СБ повел себя нормально.
Институту становится уже тесно в рамках тех задач, которые он решал до сих пор. Стесняло прежде всего отсутствие достаточно мощной экспериментальной базы. И тогда было принято решение о строительстве нового ЦАГИ, для чего правительство выделило десять миллионов рублей. Главным архитектором был назначен профессор В. А. Веснин, будущий президент Академии архитектуры. В канун 18‑й годовщины Великого Октября торжественно закладывается корпус малых аэродинамических труб. На очереди — большие скоростные трубы, обеспечивающие надежный переход от результатов испытаний в них к условиям реального полета.