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.