Впервые пульсирующий воздушно-реактивный двигатель (ПуВРД) был изобретён в России в 1906 году инженером В.В. Караводиным, на что тот получил «привилегию». Построен первый ПуВРД был в 1907 году, и газеты описывали его как «аппарат для получения пульсирующей струи газов значительной скорости, образующейся вследствие периодического сгорания горючей смеси».

Впоследствии работы над ПуВРД велись в США, а до боевого применения были доведены в нацистской Германии, создавшей самолёты-снаряды Фау-1, укомплектованные этими двигателями. До девяти тысяч этих самолётов-снарядов было запущено в годы Второй мировой войны, главным образом для бомбардировок Лондона. Применение Фау-1 отличалось более высокой эффективностью по сравнению с воздушными бомбардировками: прежде всего потому, что отсутствовали потери дорогостоящих бомбардировщиков и их экипажей.

В годы войны в СССР над созданием пульсирующих ВРД работали уже несколько групп, в частности группа Б.С. Стечкина, будущего академика и Героя Социалистического Труда, находившегося в Казанской «шарашке». Он хотел установить на крыльях Пе-2 12 пульсирующих малогабаритных реактивных двигателей УС-К (ускоритель Стечкина карбюраторный), призванных увеличить скорость бомбардировщика более чем на 100 километров в час. К сожалению, эта интересная работа не была доведена до серии.

Во второй половине 1942 года В.Н. Челомею удалось подойти к непосредственному воплощению давно замысленного им нового типа двигателя — ПуВРД. В это время его главными помощниками были техники Анна Алексеевна Курбатова и Пётр Алексеевич Фомичёв и инженер-конструктор Лев Борисович Эльштейн. В 1943 году В.Н. Челомеем был разработан и испытан экспериментальный пульсирующий двигатель прямой реакции ВЧ-1 (Владимир Челомей-1). Первый экспериментальный ПуВРД прямой реакции ВЧ-1 был разработан в трёх вариантах: с подвижной заслонкой, с тарельчатыми и пластинчатыми клапанами. Заслонка, устанавливаемая на камере сгорания, так же как и топливный насос, приводилась во вращение от внешнего источника. Тарельчатые и пластинчатые клапаны были автоматическими.

10 июля 1942 года В.Н. Челомей был переведён на должность научного сотрудника по группе прочности с окладом 1300 рублей. Помимо работ над пульсирующим двигателем он занимается вопросами нестационарной газовой динамики и динамической устойчивости.

Динамическая устойчивость — фактическая специальность Челомея — сегодня является основополагающим предметом любого ракетостроительного предприятия. Известный космонавт, дважды Герой Советского Союза Г.М. Гречко, начинавший свой путь в космос в отделе динамики «у Королёва», оставил о «той» своей работе замечательное краткое воспоминание:

«…Насколько важна такая работа, показывает случай с продольными (не изгибными!) колебаниями. Подряд несколько ракет, предназначенных для полёта на Луну, падали и рассыпались. В чём дело? Высказывались разные мнения, вплоть до диверсанта с винтовкой… Оказалось, что пульсация двигателей совпадает с частотой продольных колебаний, отчего возникает роковой для ракеты резонанс. Лишнее доказательство тому, что мелочей в нашей работе не бывает» [33].

В результате испытаний ПуВРД прямой реакции ВЧ-1 были выявлены дефекты входных клапанных механизмов всех трёх систем (вибрации заслонки, совершающей возвратно-поступательное движение, частые поломки тарельчатых и пластинчатых клапанов). Тщательный их анализ и доработки двигателя позволили создать новый экспериментальный ПуВРД прямой реакции ВЧ-2.

«Владимир Николаевич подобную работу (создание пульсирующих двигателей. — Н. Б.) выполнил гораздо лучше и раньше, ещё до войны, и экспериментально проверил. Но, как это у нас всегда было, к своим собственным изобретениям мы всегда относимся с недоверием. Когда у немцев Фау-1 полетел — тогда и вспомнили о двигателе Челомея», — говорил Герой Социалистического Труда, академик А.А. Дородницын [49].

1 февраля 1944 года оклад В.Н. Челомея в институте был повышен более чем в полтора раза (2200 рублей). Это было материальным выражением признания его заслуг. Через полгода, 19 августа 1944 года, по инициативе В.Н. Челомея создаётся специальный отдел, во главе которого был поставлен он сам. В годы войны сотрудники отдела провели, среди прочего, большую работу по изучению газодинамических процессов при пульсирующем движении газов, доказав практическую возможность создания пульсирующего воздушно-реактивного двигателя.

Среди работающих в разное время специалистов ЦИАМа были выдающиеся двигателисты А.А. Микулин, В.Я. Климов, С.К. Туманский, В.А. Добрынин, К.И. Жданов, Е.В. Урмин, А.Д. Чаромский… Работы, проведённые Челомеем в те годы, были исключительно продуктивны по сути, здесь он прошёл значительную часть своего инженерного пути, что впоследствии вылилось в создание признанных ракетно-космических систем. Эти ранние работы позднее нашли отражение в открытии О.И. Кудрина, А.В. Квасникова, В.Н. Челомея «Явление аномально высокого прироста тяги в газовом эжекционном процессе с пульсирующей активной струёй», с приоритетом, заявленным 2 июля 1951 года и зарегистрированным в 1986 году под номером 314.

Воспоминания о работах Челомея в годы войны оставил нарком авиапромышленности СССР А.И. Шахурин[8]:

«Хотелось бы сказать о мало кому известной странице отечественного самолётостроения — создании в этот период в нашей стране беспилотной авиационной военной техники, связанной с именем учёного и конструктора Владимира Николаевича Челомея. Ещё совсем молодым человеком он стал заниматься так называемыми “пульсирующими” двигателями — новым типом реактивного двигателя, где система всасывания и выхлопа автоматически управлялась… самим рабочим процессом двигателя. Теперь реактивный двигатель — непременный компонент ракетной и космической техники. А тогда, работая в Центральном институте авиационного моторостроения, Владимир Николаевич стоял у истоков этого дела.

…Мы обратили внимание на двигатель уже в ходе войны при несколько странных обстоятельствах. Первый запуск двигателя относился ко второй половине 1942 года. Однажды ночью в одном из районов Москвы, где находился ЦИАМ, началась сильная стрельба, длившаяся несколько десятков секунд. Стали выяснять её причину. Оказалось, что известил о своём рождении “пульсирующий” двигатель Челомея. Двигатель делал ни много ни мало, а 50 “выстрелов” в секунду. Да каких “выстрелов”! Посильнее любой скорострельной пушки. Вот и создалось впечатление, что в Москве ночью шла стрельба, хотя налёта вражеской авиации не было.

Когда разобрались, в чём дело, я и командующий ВВС генерал А.А. Новиков поехали в ЦИАМ. Прошли в бокс, где был установлен новый двигатель, там же находился сам Челомей. Конечно, нам захотелось увидеть его детище в работе. Владимир Николаевич предложил уйти из бокса при его запуске, но мы с Новиковым сказали, что будем находиться здесь, чтобы посмотреть всё от начала до конца.