14 августа 1932 года А. М. Черемухин поднялся на 605 метров. Машина шла хорошо. До потолка было далеко, но испытатель знал, как опасен спуск, и решил ограничиться достигнутым. Разумная осторожность была вознаграждена без промедления. Уже перед самой землей с аппаратом что-то случилось. Только величайшее напряжение спасло пилота от гибели. Вертолет сел, слегка подломав шасси. Этот полет готовился три года и продолжался 12 минут. Он превысил мировое достижение в 33,5 раза.
Долгое время замечательный полет профессора Черемухина составлял военную тайну. Его обнародовали лишь много лет спустя. Потом происходили другие полеты. И геликоптеры испытывались другие. Но главное было сделано — первый настоящий полет. И проложил тропу А. М. Черемухин.
Михаил Миль присутствовал при этом полете. Он наблюдал, как Черемухин поднимался все выше и выше. Его интересовал вопрос: кто же был главным конструктором этой машины? Он узнал об этом поздно, конечно же, не от Черемухина, он никогда об этом не говорил. На вертолетном юбилее Алексей Михайлович ему рассказывал, как летали на геликоптере ЦАГИ ЭА-1, как его задумывали, как он был скомпонован, какие идеи были реализованы.
Миль научился его манере работать, главным образом глубоко и до конца додумывая физическую схему работы, которую он производил.
Михаил Леонтьевич говорил, что для того, чтобы вертолет успешно летал, ему требуется мощный мотор, который в то время еще не был создан. Поэтому общие проблемы — теория ротора, конструкция лопасти, вопросы аэродинамики полета — решались и отрабатывались на автожирах, которые много и успешно летали и строились малыми сериями. ООК — отдел особых конструкций был создан в ЦАГИ в январе 1933 года. В нем были созданы две геликоптерные бригады и четыре автожирные.
Автожирные бригады состояли из бригады аэродинамики, руководимой М. Л. Милем, и трех конструкторских бригад под руководством Кузнецова, Камова и Скржинского.
В 1931 году М.Л. добился разрешения для жены провести преддипломную практику в Москве, и они с дочкой приехали к нему. Пана окончила институт и поступила работать на завод в бюро новых конструкций (БНК) под руководством Семена Алексеевича Лавочкина и была инженером по расчету на прочность. Для маленькой Танечки взяли няню, поскольку молодые родители были очень заняты на работе. Работа с С. А. Лавочкиным, конструктором самолетов, перешла в дружбу семьями и продолжалась до его смерти в 1960 году. Оба конструктора — и Михаил Леонтьевич, и Семен Алексеевич — питали глубокое уважение друг к другу, Миль глубоко привязался к старшему товарищу и всегда пользовался его советами.
Через пять лет Пане пришлось уйти с работы, когда в 1937 году репрессировали старшего брата, Ивана Руденко. Михаил Леонтьевич, зная, как много значит для нее работа, старался смягчить удар, говорил: «Я хочу, чтобы ты воспитывала моих детей». В то время писать в анкетах о репрессированных родственниках было опасно, это могло отразиться на работе Михаила Леонтьевича. Обращения к прокурору в защиту брата, участника революции, партийного работника, ничего не дали. Брат погиб в 1940 году, реабилитирован был посмертно.
Михаил в те годы зарабатывал мало, иногда подрабатывал — брался за переводы, редакторскую работу, но только по специальности. Он всегда неплохо знал немецкий, а в ЦАГИ записался в кружок английского языка. Переводы закрепили его знания. С тех пор близкие редко видели его в минуты отдыха без иностранного журнала и карандаша.
Тревожные предвоенные годы стали для Михаила Миля временем активного творческого роста. Он был соавтором автожиров А-12 и А-15 — самых крупных из построенных в конце 30-х годов. В тот же период, работая в ЦАГИ в области аэродинамики автожиров и занимаясь вопросами перспективного проектирования и конструирования лопастей, М. Л. Миль опубликовал более 30 научных работ по аэродинамике, устойчивости и управляемости винтокрылых машин. В отделе особых конструкций занимались геликоптерами (вертолетами) и автожирами. Начальник ООК Изаксон писал: «За время с 1930 по 1937 год в Советском Союзе испытывались лишь три геликоптера, их полеты были очень непродолжительны и до предела насыщены заданиями, связанными с изучением нового аппарата. Автожиры же летали часто и много. На них выполнена обширная программа летных исследований: изучение движения лопастей ротора, замер усилий в системе управления, изучение устойчивости».
В ООК объединилось большое число способных, большей своей частью молодых работников, энергичных и полных энтузиазма, окруженных вниманием и поддержкой. Здесь работали научные сотрудники, конструкторы и летчики-испытатели: И. П. Братухин, Н. И. Камов, В А Кузнецов, В. Г. Петрунин, А. П. Проскуряков, Н. К. Скржинский, А. М. Черемухин, С. А. Корзинщиков, Д. А. Кошиц. Особо следует отметить большую роль и заслуги М. Л. Миля в теоретической разработке ряда проблем автожиростроения, которые были в дальнейшем целиком использованы в вертолетостроении.