В апреле 1929 г. на должность руководителя опытов был зачислен инженер-артиллерист Б. С. Петропавловский, который оценил одно из главных преимуществ пороховых ракет: легкость пусковых установок. Он предложил отказаться от применявшегося В. А. Артемьевым выстрела ракетами из миномета и занялся конструированием легких пусковых станков в виде перфорированной открытой трубы. Пуск ракет из легкой тонкостенной трубы был также использован в конструкции опытной установки для пуска 65-мм реактивного снаряда из реактивного противотанкового ружья.
В работе Б. С. Петропавловского очень быстро проявились яркие способности инженера и ученого. Через полгода после прихода в ГДЛ он стал заместителем начальника лаборатории.
Г. Э. Лангемак и Б. С. Петропавловский в начале 30-х гг. разработали стартовые ракетные двигатели на бездымном порохе, с успехом использованные на тяжелых самолетах типа ТБ-1.
После кончины 28 апреля 1930 г. Н. И. Тихомирова начальником ГДЛ стал Б. С. Петропавловский. Главной задачей коллектива лаборатории новый руководитель считал создание боевых реактивных снарядов и пусковых установок. В начале 30-х гг. коллектив ГДЛ работал над турбореактивными снарядами, стабилизируемыми вращением.
Летом 1932 г. были проведены первые официальные стрельбы ракетами 82-мм калибра с самолета И-4 по наземным целям. Результаты испытаний были признаны удовлетворительными. В том же году начали разработку пусковых установок для самолета Р-5, с которого стрельбу по наземным целям предполагалось вести ракетами калибров 82 и 132 мм.
Сотрудники ГДЛ разработали много способов стабилизации полета ракет для обеспечения необходимой кучности стрельбы, однако эта задача оказалась исключительно сложной и трудной. Потребовались годы упорного труда, чтобы найти форму оперения, обеспечивающую устойчивость ракеты на траектории полета.
В середине 1933 г. В. А. Артемьев предложил испытать реактивные снаряды калибров 82 и 132 мм с оперением, выходящим за габариты снаряда. Первые пуски экспериментальных образцов реактивных снарядов показали хорошие результаты. «Авиационные реактивные снаряды РС-82 и РС-132», как их стали вскоре официально называть, при дальности полета 5 и 6 км имели хорошую кучность.
В дальнейшем, вплоть до конца Великой Отечественной войны, основные научно-исследовательские и конструкторские работы в области ракетного оружия велись на базе этих снарядов.
Реактивные снаряды 82-мм устанавливали на боевых самолетах. Так, на истребителях И-16 и И-153 размещалось по восемь РС-82, на штурмовике Ил-2 — восемь РС-82 или РС-132, на бомбардировщике СБ — десять РС-132. Летчик-испытатель Г. Я. Бахчиванджи, впоследствии первый в мире совершивший полет на реактивном самолете, провел боевые стрельбы реактивными снарядами с истребителя.
В Москве при Центральном Совете Осоавиахима в августе 1931 г. была создана Группа по изучению реактивного движения (ГИРД), в октябре того же года такая же группа образовалась и в Ленинграде. Они внесли значительный вклад в развитие ракетной техники.
В конце 1933 г. на базе ГДЛ и ГИРД был создан Реактивный научно-исследовательский институт (РНИИ).
Директором института был назначен И. Т. Клейменов, а его заместителем — Г. Э. Лангемак.
С. П. Королев как авиационный конструктор был назначен начальником 5-го авиационного отдела института, которому поручалась разработка ракетопланов и крылатых ракет.
В РНИИ были продолжены работы по завершению конструкторских и экспериментальных работ над 82- и 132-мм реактивными снарядами. В результате многолетней исследовательской работы проблема стабилизации полета этих реактивных снарядов была успешно решена и дано предложение о целесообразности вооружения 82- и 132-мм реактивными снарядами армии, и в первую очередь самолетов Военно-Воздушных Сил. Начиная с 1935 г. были организованы систематические опытные стрельбы реактивными снарядами с самолетов И-15.
Результаты опытов превзошли все ожидания. Выяснилось, что при стрельбе в воздухе с летящего самолета у 82-мм реактивных снарядов резко увеличивалась точность попадания. Объяснялось это тем, что в момент схода снаряда с направляющих планок скорость его полета за счет скорости самолета увеличилась, соответственно возрастал и стабилизирующий эффект оперения. По боевым качествам РС-82 превосходил все существовавшие в то время средства вооружения самолетов.
Испытания вместе с тем выявили и недостатки пусковой системы.
На основе предложений, сделанных Ю. А. Победоносцевым и А. П. Павленко, была создана специальная группа, в которую вошли наиболее опытные инженеры и конструкторы: И. И. Гвай, А. П. Павленко, В. Н. Галковский, А. С. Попов, В. А. Андреев и др. Перед ней была поставлена задача разработать самолетные пусковые установки для стрельбы РС-82 и PC-132 с минимальными массой и лобовым сопротивлением. Была разработана новая конструкция типа «Флейта». В декабре 1937 г. после успешного завершения испытаний 82-мм реактивные снаряды с новыми пусковыми установками были приняты на вооружение истребителей И-15 и И-16.