Наш стажер сразу попадает в творческую атмосферу, способствующую поиску новых решений. Он стремится расширить свои познания, слушает лекции ведущих ученых ЦАГИ - профессоров В.В.Голубева, А.Н.Некрасова, Г.М.Мусиянца и Б.Н.Юрьева. Сам выступает в печати с научными статьями. В 1928 г. Братухина вместе с другими студентами МВТУ направляют в трехмесячную зарубежную командировку на преддипломную практику - для ознакомления с конструкцией автожиров, методом их расчетов и результатами летных испытаний.

Геликоптерную группу ЦАГИ в 1928 г. преобразуют в сектор особых конструкций (СОК), и там начинается проектирование первого отечественного геликоптера, получившего название ЦАГИ-1-ЭА (- экспериментальный аппарат). Он был выполнен по одновинтовой схеме с четырехлопастным несущим винтом и двумя ротативными поршневыми двигателями. Реактивный крутящий момент несущего винта уравновешивался с помощью четырех рулевых винтов, установленных попарно в носовой и хвостовой части ферменного фюзеляжа. Постройкой аппарата руководил А.М.Черемухин (впоследствии известный ученый- прочнист), который совершил и все 88 полетов на этой необычной машине. Летчик настолько освоил управление геликоптером, что 14 августа 1932 г. ему удалось достичь наибольшей высоты в 605 метров. Этот результат стал неофициальным мировым рекордом, не превзойденным еще долгие годы. Например, признанный рекорд высоты, установленный на итальянском вертолете «Асканио» в 1934 г., составлял лишь 18 метров.

Иван Павлович активно участвовал в проектировании отдельных агрегатов ЦАГИ-1-ЭА и в проведении экспериментальных работ. За выполнение теоретического исследования по определению сил, действующих на автомат перекоса, его отметили в 1932 г. благодарностью и премией.

Развитием экспериментальной машины ЦАГИ-1-ЭА стал модифицированный вертолет ЦАГИ-5-ЭА, имеющий такие же фюзеляж, двигатели и шасси. Новым был несущий винт, принципиальную схему которого предложил И.П. Братухин - руководитель всех проектных работ по этому аппарату. Для повышения устойчивости вертолета и обеспечения безопасности полета конструктор решил разделить функции создания подъемной силы и управления, для чего скомбинировал два трехлопастных винта. Три большие лопасти образовали несущий винт диаметром 12 метров, а три малые лопасти, закрепленные на втулке между большими лопастями и имевшие в диаметре 7,8 метров, предназначались для управления вертолетом в продольном и поперечном направлениях.

Экспериментальный вертолет ЦАГИ-11-ЭА ПВ

Проект винтокрыла двухвинтовой поперечной схемы

Проект многоцелевого вертолета двухвинтовой поперечной схемы с двумя И ДМ-14

Летные испытания ЦАГИ-5-ЭА, последовавшие после проведения наземных испытаний, продолжались с 1933-го по 1936 год. Вертолет неизменно пилотировал Черемухин. Поэтому конструкторы получили полное представление о работе комбинированного винта, который обеспечил значительное повышение устойчивости машины и надежную управляемость.

Одновременно с проектированием вертолетов ЦАГИ 1-ЭА и 5-ЭА Братухин уделял много внимания изучению теории несущего винта с учетом махового движения лопастей на режимах горизонтального полета. Основополагающей тогда была теория, разработанная для расчета автожиров английскими учеными-аэродинамиками Глауэртом и Локком. Изучив их труды, проведя собственные теоретические и экспериментальные исследования, Братухин подготовил обобщающую работу «Автожиры. Теория и расчеты», которая после опубликования в Обо-ронгизе в 1934 г. стала на долгие годы основным пособием по теории винтокрылых аппаратов. Характерно, что сам Иван Павлович всю жизнь оставался верен вертолетам, считая их более перспективными летательными аппаратами, чем автожиры.

Моторная гондола с несущими винтами (MB- 6)

«Омега» с мотором МГ-31-Ф (сентябрь 1944 г.)