Туполев поставил задачу перед А. И. Путиловым, Н. А. Некрасовым, Г. А. Озеровым: не увеличивая веса одного квадратного метра гофрированного листа с учетом технологических возможностей, получить лист с большей прочностью и жесткостью, чем лист с «волной Юнкерса». Теоретически задача была успешно решена в течение нескольких дней, а еще через неделю получила экспериментальное подтверждение. Новая, более эффективная «волна ЦАГИ» была создана. Прочность удалось увеличить на 5–7 процентов, а жесткость почти на 25 процентов по сравнению с «волной Юнкерса». На заседании Комиссии ЦАГИ 21 июня 1927 года Туполев отметил: «Со своей стороны хотел, чтобы коллегия выразила благодарность А. И. Путилову, который не за страх, а за совесть провел всю эту работу… Большей любви и большей работы приложить к этому делу нельзя было». Путилова премировали тремя тысячами рублей и поездкой за границу.

Переналадка гофростанков требовала существенных усилий с привлечением квалифицированных инженеров и рабочих. Естественно, что предприятия, производившие гофролист на налаженном немцами оборудовании, всячески противились выпуску листа с новым профилем. Этому вопросу было посвящено заседание коллегии ЦАГИ от 3 мая 1928 года. Андрей Николаевич от имени коллегии обратился в Комиссию по стандартизации, и после того как на «волну ЦАГИ» был получен отраслевой стандарт, не производить ее стало незаконно.

Немецкая фирма «Юнкерс», обнаружив, что Советы самостоятельно, без какого-либо согласования с фирмой, стали производить гофролист, немедленно подала на ЦАГИ в суд. Можно представить себе удивление немецких юристов, когда им была показана неправомерность претензий: лист, выпускаемый советской стороной, отличался от прототипа и имел лучшие прочностные характеристики. В иске немецкой стороне было отказано.

История самолета АНТ-3 (Р-3), по мнению В. Б. Шаврова, наглядно иллюстрирует драматизм становления цельнометаллического самолетостроения в СССР при отставании двигателестроительной отрасли.

Постепенно, зарекомендовав себя сразу в нескольких технических областях, коллектив ЦАГИ становился все более надежной и ощутимой силой нарождающейся индустриализации. Было все более очевидно, что, оставаясь в стенах «особняка купца Михайлова», соседнего трактира «Раек» и аэродинамической лаборатории МВТУ, решать грандиозные задачи будет невозможно. В 1923 году Государственный научно-технический комитет утвердил проект ЦАГИ, а Госплан выделил деньги на строительство. В первых рядах организаторов нового строительства оказались С. А. Чаплыгин и А. Н. Туполев.

В Лефортове, на пересечении Вознесенской и Немецкой улиц, на месте извозчицкого трактира «Раек», 9 мая 1924 года была заложена новая аэродинамическая лаборатория ЦАГИ, позднее принявшая аббревиатуру отдела авиации, гидроавиации, опытного строительства (АГОС), еще позднее получившая имя Чаплыгина, а уже в начале XXI века неожиданно превращенная в реставрационные мастерские имени Грабаря.

При начале строительства вместе с трактиром «Раек», к сожалению, была снесена старая лютеранская кирха Святого Михаила, называемая также немецкой церковью Старой Обедни, построенная во второй половине XVI века.

Когда землекопы на месте церкви начали рыть котлован под фундамент, под полутораметровым слоем земли открылись старые захоронения. В каменном заброшенном склепе, судя по едва различимым надписям на нем, оставался прах ближайшего сподвижника Петра Великого — Якова Вилимовича Брюса (Брюс не имел в России наследников — дочери его умерли в детстве, отчего, по-видимому, склеп и остался заброшенным).

Яков Брюс был прямым потомком славного шотландского короля Роберта Брюса, выигравшего у англичан памятную битву при Бэннокберне и лично сразившего английского рыцаря в поединке при ее начале (1314 год). Отец Якова Брюса во времена Кромвеля был вынужден покинуть Англию и, как это не раз бывало в истории двух стран, нашел дом и службу в России. Незаурядный Яков Брюс испробовал карьеры полководца, дипломата, придворного… В 1697–1699 годах он обучался астрономии и математике в Лондоне, где был учеником Галлея и Ньютона. Нет сомнений, что для своего времени Яков Брюс был самым образованным астрономом России, но высокие должности, которые он занимал при Петре, не позволили ему широко проявить свои знания. Всю жизнь Брюс урывками занимался астрономией, используя в том числе и Сухареву башню, отчего заслужил одно из своих прозвищ — «колдун с Сухаревой башни». С 1704 по 1726 год Яков Вилимович Брюс занимал должность генерала-фельдцейхмейстера, то есть главы русской артиллерии, а после Полтавской битвы был пожалован высшим орденом России — Андрея Первозванного! Широко известен Брюсов календарь, где вместе с иными сведениями описывается темперамент человека в зависимости от его знака зодиака. Календарь был очень популярен в России, выдержал несколько изданий и до сих пор цитируется астрологами.

Так что местоположение первого здания ЦАГИ, откуда вышел десяток туполевских самолетов, было благословлено духом ученого сподвижника Петра, астронома и главы российской артиллерии, благородного «чернокнижника» Якова Брюса.

Совершенно непонятно решение, принятое в начале 2000-х годов, разместить здесь, в историческом сооружении, реставрационные мастерские, трудно понять и отсутствие на здании мемориальной доски.

Председатель строительной комиссии ЦАГИ С. А. Чаплыгин ежедневно контролировал стройку здания АГОС. Ему активно помогали в этом А. Н. Туполев, Г. А. Озеров, Г. X. Сабинин…

В 1932 году, 1 января, был введен в действие завод опытных конструкций (ЗОК № 156) ЦАГИ, а ОКБ Туполева, называвшееся с мая 1932 года конструкторским отделом сектора опытного строительства (КОСОС), переехало в новое здание ЦАГИ, построенное по проекту с участием братьев Весниных. Это интересное здание, находящееся на правом берегу Яузы, на набережной академика Туполева, отмечено мемориальной доской (скульптор В. Е. Матросов), установленной в 1975 году. К 1935 году сложилась стройная структура проектных подразделений конструкторского бюро с четким разделением работ по разным направлениям. В строительстве этих зданий Андрей Николаевич практически ежедневно принимал деятельное участие.

В 1928–1930 годах выдающийся французский архитектор Ле Корбюзье, названный позднее величайшим зодчим XX века, совершил три поездки в Россию, найдя здесь единомышленников. Среди них были известные архитекторы — братья Веснины, Гинзбург, Никольский, Барщ… Он победил в конкурсе, проводившемся правительством СССР, и получил заказ на проектирование здания Центросоюза. Здание было быстро построено и с восторгом принято москвичами. Это был его первый реализованный проект большого общественного сооружения. Здание, выходящее на параллельные транспортные магистрали, имеет два различных фасада. Ле Корбюзье тонко сочетал теплые по оттенку шероховатые стены, облицованные фиолетово-розовым туфом, со временем ставшим красно-коричневым, и стеклянную стену. В этом гигантском «экране» ежеминутно отражалась изменчивая картина московского неба, «разрушая впечатление сухого геометризма и делая здание одним из самых поэтических произведений функциональной архитектуры». Пребывание в СССР произвело на Ле Корбюзье глубокое впечатление: «В Москве поразительное обилие всяких проектов: здесь планы заводов, плотин, фабрик, жилых домов, проекты целых городов. И все делается под одним лозунгом: использовать все достижения прогресса».