После изнурительной работы в цехе вечерами Королев садился за расчеты и эскизные наброски. Особое внимание он уделял выбору двигательной установки: анализировал ее возможности, останавливался на азотнокислотно-керосиновом топливе, просчитывал возможности такого ЖРД с вытеснительной и насосной подачей топлива в камеру сгорания. Его мысли занимала и двигательная установка значительно большей тяги. В различных вариантах расчетная дальность полета составляла от 34 до 67 километров. Этого ему казалось мало, и были просчитаны два варианта двигательной установки с воздушно-реактивным двигателем. Дальность при этом составила 420 и 840 километров.

Эти записки любопытны тем, что за ними стоит характер Королева, его дотошность, внимание к мелочам, стремление иметь полную картину замысла. Им рассчитаны расход горючего и окислителя для ЖРД, величина давления в камере сгорания, давление подачи топлива, а также величина средней скорости торпеды и угол набора высоты. Здесь же наброски установки с пороховым двигателем, расчеты камер сгорания различного диаметра: одиночных и связки из двух-трех. Можно предположить, что эта работа была санкционирована руководством НКВД, поскольку в расчетах Королев оперирует данным РНИИ, полученными там уже после его ареста.

Наконец настал день, когда первый самолет 103, собранный на новом месте, да еще в военное время, поднялся в небо. Королев стоял рядом с Туполевым и смотрел, как машина совершает круг за кругом.

— Скорости бы ему прибавить, — произнес Сергей Павлович. — Вот бы фашистам подарочек был!

Осень 1942-го. Второй год шла смертоносная война. Собранные в «шараге» достаточно натерпелись от изнурительного труда, недоедания, неопределенности и непонимания своей вины. Интеллигентные люди, с хорошим образованием, они сквозь зубы цедили не всегда цензурные угрозы в адрес Гитлера: «Повесить бы за известный орган». Или того похлеще. Почти каждый день посылали проклятия на его голову, словно позабыв, что не он упек их сюда. Каждый в душе носил вопрос: «Скоро ли, скоро ли кончится кровавая война?» Отбывая свой срок, зэки верили в победу, а вот веру в справедливость теряли.

Королев не переставал думать о создании ракетного самолета и в свободное время занимался его проектированием. В ту пору Сергея Павловича раздражало не столько казарменное положение, сколько невозможность заняться осуществлением своих идей.

В октябре 1942 года Ту-2 поступил в действующую армию. Всего было выпущено 2500 машин. По отзывам тогдашнего главнокомандующего ВВС главного маршала авиации А. А. Новикова, Ту-2 обладал высокими боевыми качествами. Он с исключительной точностью поражал не только большие цели — железнодорожные станции, места скопления войск и транспортных средств, но и малые. Например, военные суда.

Королев и в «шараге» был неугомонным. Его технические предложения часто принимались руководством авиазавода, хотя формально от него этого и не требовалось. В проектировании машины и в самом ее строительстве, даже находясь в тех режимных условиях, Сергей Павлович принимал самое деятельное практическое участие. Он имел право гордиться причастностью к созданию лучшего бомбардировщика Великой Отечественной войны — Ту-2.

В ноябре 1942 года Королева перевели на другую работу — в город Казань, где при авиационном заводе № 16 существовало Особое конструкторское бюро 4-го спецотдела НКВД.

По рассказам находившихся в те годы в Казани известного конструктора двигателей Д. Д. Севрука и бывшего представителя ВВС на заводе № 16 А. А. Колесникова, в ОКБ 4-го спецотдела входило несколько конструкторских групп. Каждая имела свою тематику и главного конструктора во главе. В их числе были инженер А. Д. Чаромский, разрабатывавший дизельные авиационные моторы. КБ-2, где главным был В. П. Глушко, занималось авиационными ЖРД. Некоторое время работал в ОКБ и Б. С. Стечкин, предложивший оригинальную конструкцию воздушно-реактивного двигателя.

8 января 1943 года руководство Спецотдела приняло решение создать группу № 5 для разработки реактивных установок на основе двигателей В. П. Глушко. Главным конструктором назначили С. П. Королева. Получив возможность самостоятельно выбирать варианты решения технических задач, Королев составил докладную записку начальнику 4-го спецотдела НКВД. Документ довольно подробен и конкретен, вот лишь некоторые выдержки из него:

«Прибыв 19/XI-1942 г. в Казань, я имел задание ознакомиться с работами, ведущимися по реактивным двигателям.

ОКБ завода № 16 работало над созданием четырехмоторного реактивного двигателя РД-1 с тягой 1200 кг на жидком топливе с питанием от автономно действующего турбонасосного агрегата для самолетов.

Эта работа была построена таким образом, что вначале отрабатывалась секция РД-1 в виде одной камеры с тягой 300 кгс и системой питания от постороннего источника энергии (на стенде — от электромотора).

Объем всей работы по РД-1 достаточно велик и технически труден, и потому первый ее этап — однокамерный двигатель с приводом — являлся наиболее реальным и близким к осуществлению.

Одновременно простейшие подсчеты показывают, что целесообразна установка однокамерного РД-1 с тягой 300 кгс в качестве вспомогательного двигателя на самолет Пе-2 с приводом от авиамотора М-105…»

Такой подход к решению задачи позволял в кратчайший срок не только испытать и отработать РД-1 в воздухе, но и оснастить реактивной установкой самолет, повысив его летные характеристики. За этим просматривались новые возможности боевого применения авиации. Королев доказывал, что опыт установки реактивного двигателя может послужить надежной базой для создания в будущем чисто ракетного самолета.

Удивительное дело. Человека оболгали, оклеветали, объявили «врагом народа» и участником «тайных заговоров», сослали на Колыму, где он мучился от цинги и страдал от сознания вопиющей несправедливости, а вот теперь, оставаясь, по сути, таким же зэком, он не держал обиды. Точнее — гнал от себя эти тяжкие мысли и с головой уходил в работу. Война требовала новых подходов к созданию боевых самолетов, и, будучи искренним патриотом, свято преданным своему Отечеству, для него он и творил.

«Проект установки, — писал далее Королев, — однокамерного РД-1 на самолете Пе-2 как первый этап, а также проект чисто реактивного самолета-перехватчика РП как второй этап этой работы уже с 4-камерным РД-1 были составлены мною и переданы в 4-й спецотдел вместе с краткими расчетными материалами…

В конце января с. г. инженером Глушко и мной была представлена народному комиссару внутренних дел… докладная записка об этих работах (23 января, за № 30).

Конструкторские работы по РУ выполнялись группой, организованной при ОКБ завода № 16 8/1 с. г. Компоновка проекта была сделана в январе месяце, рабочие чертежи, около 900 шт., выпущены в период с 1/II по 14/III с. г. и к этому сроку спущены в цехи…

18/IX с. г. был проведен первый огневой пуск РД на самолете на земле.

1/X с. г. был сделан первый полет на высоте 2760 м со включенным РД в воздухе, с продолжительностью работы 2 мин. За это время скорость самолета возросла от 340 км/ч до 420 км/ч по прибору. По горизонтали выполнено еще два полета…»

Тюрьма ломает человека, особо если вырос он в семье с «мягкими устоями», своеобразной патриархальностью, нежностью к детям. И пусть названия «Особое конструкторское бюро», «спецотдел», «рабочая группа» звучали не только пристойно, но и с внушительной солидностью, внутренний порядок «шараги» постоянно напоминал, что находящиеся в ней отгорожены от внешнего мира колючей проволокой, что все они судимы и осуждены. Но это не «мытье» золотишка на Колыме, не пронизывающий до костей холод и не постоянное чувство голода. Здесь была иная жизнь, иные возможности, иные интересы. И это пробудило и оживило в Королеве то, что начало умирать после ареста. Он вновь стал дерзким, нетерпеливым задиристым. У него появился талант задевать за живое, не оставлять человека равнодушным. Он и работающих в ОКБ будоражил своими идеями, вызывал на спор, и спор этот продолжался и потом, когда пришла реабилитация.