Весной 1956 г. во Владимировке начались испытания ракеты К-5М, предназначенной для перехватчика МиГ-19. Большую часть государственных испытаний перехватчика МиГ-19"с ракетным вооружением провел С.А. Микоян. Испытательные полеты с ракетами К-5М начались 14 октября 1957 г. и продолжались десять дней. По их результатам новая система вооружения получила положительную оценку, после чего было принято решение о запуске ее в серийное производство под обозначением С-2-У.
Еще одним направлением являлось оснащение самолетов авиационными реактивными системами (АРС). Первая такая система прошла испытание 1954-1955 гг. в ГК НИИ ВВС на истребителе МиГ-17. Ответственными были назначены ведущий конструктор ОКБ-16 Г.М.Шахназаров, летчик-испытатель майор А.Е.Черняев и ведущие инженеры Вольников (ОКБ-155) и майор А.Тарасов (ГК НИИ ВВС). После испытаний на основании Постановления СМ СССР от 22 марта 1955 г. и приказа МО СССР от 8 апреля 1955 г. снаряд АРС-57 с БЧ фугасного действия поступил на вооружение ВВС в составе авиационной реактивной системы АС-5 и получил официальное наименование С-5.
Институт принимал участие в испытаниях первых систем ПВО, таких как система «Ураган-5» (или «У-5»), которую начали разрабатывать в еще 1954 г. Система У-5 стала первой в СССР единой замкнутой системой автоматизированного перехвата воздушных целей.
Мощный толчок к развитию не только полигона, но и населенного пункта Владимировка дала работа по межконтинентальной крылатой ракете «Буря». Согласно постановления СМ СССР от 20 мая 1954 года задавалась разработка МКР «Буря» (изделие»350», В-350, Ла-350) в ОКБ-301 и МКР «Буран» («изделие 40») в ОКБ-23 с дальностью полета до 9000 км. Также по Постановлению СМ от 19 апреля 1956 г. задавалась разработка ракеты П-20 с дальностью полета 3200-3400 км для ВМФ – разработчик ОКБ-240. 23 сентября 1957 года вышло Постановление Совета Министров СССР по разработке новой стратегической ударной системы на основе беспилотного самолета «С» («самолет «121», Ту-121) с дальностью поражения цели 3000 – 4000 км. Головным предприятием, отвечавшим за создание всего комплекса, было утверждено КБ А.Н.Туполева (ОКБ-156).
Испытания «Бури» развернулись во Владимировке в конце 50-х годов. Место испытаний назвали незамысловато – «Москва-400». Для обеспечения испытаний «Бури» в кратчайший срок была создана вся необходимая инфраструктура – монтажные корпуса, стартовый и трас- сово-измерительный комплексы, строились жилые дома, гостиницы, школы. Генеральный конструктор «Бури» С.А. Лавочкин активно поддержал ходатайство местных властей о присвоении новому поселению статуса города. Указ Президиума Верховного совета СССР от 1959 г. гласит: «…объединить село Владимировку, рабочий поселок Петропавловку и поселок при ж.д. станции «Ахтуба» Владимировско- го района в один населенный пункт, присвоив ему наименование «Ахтубинска.
Таким образом, Семена Алексеевича Лавочкина вполне можно считать «отцом-основателем» Ахтубинска, и, в определенном смысле, человеком, ответственным за путаницу в наименовании аэродрома – не то Владимировка, не то Ахтубинск…
Испытания на полигоне Владимировка обеспечивал 27-й отдельный смешанный авиаполк, сформированный согласно Директиве ГШ ВС СССР от 30 сентября 1946 г. в станице Ленинградская (Уманская) Краснодарского края для Государственного Центрального полигона Министерства ВС СССР. В состав полка входило пять эскадрилий: бомбардировщиков (Ту-2, Пе-2), штурмовиков (Ил-10, УИл-10), истребителей (Як-9У, Ла-7, УЛа-7), разведчиков-корректировщиков, транспортных самолетов и самолетов связи (Ли-2 и По-2). В сентябре 1947 г. 27-й отдельный смешанный испытательный авиаполк перебазировался на полевой аэродром времен войны Владимировка в Астраханскую область. В 1948 г. личный состав полка приступил к выполнению испытательных полетов в целях отработки ракетных комплексов для ВВС и ПВО. После перехода полка на реактивную технику, перед личным составом была поставлена задача отработки новых приемов борьбы с реактивной авиацией вероятного противника.
Полигон Владимировка идеально подходил для НИИ ВВС – развитая инфраструктура, наличие обширных малонаселенных районов, пригодных для размещения полигонов, солнечная погода большую часть года. Кроме того, недалеко от Владимировки находился знаменитый Капустин Яр и самолеты из Владимировки могли выполнять задания в интересах ракетчиков.
Передислокация НИИ ВВС сопровождалась очередной реорганизацией. В декабре 1960 г. Государственный Краснознаменный научно-испытательный институт ВВС (Чкаловская), Государственный научно-испытательный институт № 6 ВВС (Владимировка), Воздухоплавательный научно-испытательный центр (Вольск), 8-й летно-испытательный центр (Феодосия) с входящими в их состав управлениями, полигонами и испытательными станциями были реорганизованы в единый Государственный Краснознаменный научно-испытательный институт ВВС – ГК НИИ ВВС. В состав ГК НИИ ВВС вошли командование, штаб, политотдел, испытательные управления и другие службы.