Самым наглядным подтверждением новаторских тенденций в планах ГИРД были задачи, порученные третьей бригаде под руководством Юрия Александровича Победоносцева. В 1929 году выдающийся ученый Борис Сергеевич Стечкин сформулировал теоретические основы воздушно-реактивного двигателя (ВРД). Третья бригада взялась подкрепить теорию практикой. Для этой цели была построена специальная установка «ИУ-1», на которой исследовались способы зажигания, условия устойчивости горения и прочие аспекты процесса. Важным этапом стали остроумные эксперименты по теме с использованием артиллерийского орудия, обеспечивавшего достижение сверхзвуковой скорости модели воздушно-реактивного двигателя, смонтированной в снаряде.
О сути работ четвертой бригады лучше всего сказал один из ее руководителей Евгений Сергеевич Щетинков:
«Четвертая бригада была создана для практического осуществления полета человека на реактивном самолете, поскольку полет человека на бескрылой ракете в то время представлялся малореальным. В перспективе предполагалось, что реактивный самолет сможет служить спасаемой первой ступенью для разгона ракет до космической скорости».
На первых порах деятельность бригады заключалась в конструктивной доработке проекта ракетоплана «РП-1», то есть планера «БИЧ-11» с двигателем «ОР-2» и системой топливоподачи. Задача усложнялась применением сбрасываемых баков. Также рассматривались усовершенствованные варианты ракетоплана: «РП-2» с двигателем «РДА-1», разрабатываемым во второй бригаде, и двухместной машины «РП-3» с комбинированной двигательной установкой, состоящей из поршневого мотора и ракетной установки. Проводились в четвертой бригаде и теоретические исследования возможности применения реактивных двигателей на обычных аэропланах для увеличения высоты и скорости полета.
Каждая бригада имела свое помещение со столами, стульями, чертежными досками. Дневной свет в подвал не проникал, поскольку небольшие окна были обшиты снаружи листовым железом, а изнутри фанерой и закрашены краской. Было тесновато, холодновато, но люди не унывали – они горели желанием работать. Кроме конструкторских бригад в подвале ГИРД размещались испытательные стенды, слесарно-медницкий цех и наковальня, участки сборки ракет. Имелись комнаты общественных организаций, инженерно-технических работников-совместителей, техническая библиотека, кабинет начальника Группы, комната секретаря, буфет, в котором «гирдовцы» наскоро завтракали и ужинали стаканом молока или сметаны. Добровольно, на общественных началах, не получая денег за труд, «гирдовцы» задерживались иногда до полуночи, готовя чертежи изделий. Не зря они сами в шутку расшифровывали название своей организации как «Группа инженеров, работающих даром».
Сотрудники ГИРД сумели оправдать надежды вышестоящих товарищей, и не последнюю роль в этом сыграл их энтузиазм. Ходит легенда, как «гирдовцы» добывали первый станок. Между ними в очередной раз завязался разговор о материалах и инструментах, и Сергей Королёв шутливо предложил начальнику мастерских Геннадию Павловичу Бекеневу пойти «по начальству», причем обязательно «в этой самой гимнастерке». Гимнастерка у Бекенева была особенная, как у отставника: все осоавиахимовцы ходили тогда в гимнастерках военного покроя, но у Бекенева на петлицах были следы шпал – армейских знаков офицерского различия. Делалось это для особого шика кустарным способом: на петлицы наклеивались шпалы из ватмана, гимнастерка выставлялась на солнце, и через два дня следы шпал были как настоящие. Бекенев пошел-таки в своей гимнастерке «по начальству» и действительно получил наряд на токарный станок «Комсомолка».
Чтобы выжить, коллективу ГИРД, конечно, требовалась особая предприимчивость. Однажды Королёв приметил на свалке соседнего завода «Манометр» отходы латуни. После недолгих уговоров дирекция завода разрешила порыться на свалке и вывезти изрядное количество цветных металлов, необходимых для изготовления камер сгорания. «Гирдовцы» не пожалели даже собственных серебряных ложек для пайки оболочек.