В тяжелых условиях войны (в те дни фашистские танки рвались к Волге в районе Сталинграда) каждая поездка была сопряжена с немалыми трудностями. В очередях за завтраком или обедом по карточке командированного приходилось простаивать по 2–3 часа. Чтобы не тратить на это время, Исаев брал с собой буханку хлеба, которой и питался несколько дней, запивая хлеб одним кипятком. А и без того худой Михаил Крутильников, который нередко сопровождал Алексея в командировках, однажды просуществовал на такую буханку целую неделю. По возвращении к себе на завод его досыта накормили картофельным пюре с молоком, и Михаил тут же потерял сознание.
Научной литературы по ракетным двигателям не только на Урале, но и во всем мире тогда было очень мало, а специалистов по ним — и того меньше. Как-то раз понадобилась так называемая энтропийная диаграмма, по которой производится термодинамический расчет двигателя. Исаев и Крутильников долго искали ее в библиотеках Свердловска. Наконец в библиотеке Уральского политехнического института Михаилу удалось обнаружить какой-то сборник статей, где случайно оказались сведения об искомой диаграмме. Но именно нужную страницу кто-то уже вырвал из книги. К счастью, в библиотеке нашелся второй экземпляр сборника, и Крутильников три дня корпел, снимая точную копию.
Во время одной из поездок Исаев познакомился с Михаилом Клавдиевичем Тихонравовым. Известный ученый сидел за столом в шинели с погонами подполковника и что-то писал перед их приходом. Своего молодого коллегу он принял очень любезно и охотно рассказал все, что знал о ЖРД.
Встреча с М. К. Тихонравовым подсказала направление, в котором нужно было вести дальнейшую работу. Исаеву удалось также узнать, что в Казани исследованиями в той же области занимается Валентин Петрович Глушко. Вместе с В. Ф. Болховитиновым он вскоре отправился туда.
«На авиационном заводе, — вспоминал потом Алексей Михайлович, — в конструкторском бюро В. П. Глушко с готовностью показал свои стенды, участки производства, конструкции, разъяснил методику термодинамического расчета, расчета охлаждения, словом, все, что он знал сам, а новым двигателистам казалось, что знает он все. Под руководством этого человека была так хорошо организована работа, что прежнее кустарничество не могло идти с ней ни в какое сравнение».
От Глушко Исаев вернулся на завод окрыленным и начал действовать смелее, почувствовав, что сможет разобраться в новом деле.
В это же время там же, в Казани, С. П. Королев пробовал устанавливать ЖРД конструкции В. П. Глушко на поршневой самолет в качестве ускорителя. Для своих экспериментов Сергей Павлович использовал пикирующий бомбардировщик системы В. М. Потлякова. Самолет имел разнесенное хвостовое оперение, что облегчало установку ракетного двигателя.
Предполагалось, что ЖРД должен включаться в воздухе, чтобы обеспечить отрыв бомбардировщика Пе-2 от преследования вражеских истребителей. Эти эксперименты были очень опасны, так как ракетный двигатель требовал доводки. В одном из полетов ЖРД взорвался. Осколками поранило лицо Королева.
В качестве ускорителя жидкостные реактивные двигатели ставились также на истребители А. С. Яковлева, С. А. Лавочкина, П. О. Сухого. Конструкторы самолетов надеялись, что с помощью ЖРД в нужный момент летчики могут повысить скорость машин.
Проводились опыты и с комбинированной тягой. М. К. Тихонравов в 1940 году разработал, а в 1943-м построил истребитель 302 одновременно с ракетным и прямоточным воздушно-реактивным двигателями. Немного позже Н. Н. Поликарпов и А. С. Москалев построили свои экспериментальные истребители с ЖРД.
Но у всех этих машин слабым местом был двигатель. От его надежности во многом зависел дальнейший рост скоростей, что имело решающее значение в боевых условиях. Таким образом, став двигателистом, Исаев оказался на ключевом направлении развития авиации.
С присущим ему энтузиазмом взялся он за разработку самолетного ЖРД, пригодного для БИ. Уже на первом этапе этой работы в голове Исаева возникла идея, ставшая перспективной. Она заключалась в использовании паяных соединений оболочек камеры и сопла — внутренней оребренной и гладкой наружной. Алексей Михайлович разработал специальную печь для их пайки.
В мае 1943 года ОКБ Болховитинова вернулось из эвакуации.
Свой первый ракетный двигатель РД-1 Исаев разрабатывал с теми же основными геометрическими размерами, какие были у душкинского Д-1-А-1100. Но конструктивно РД-1 настолько отличался от прежнего ЖРД, что, по существу, представлял собой совершенно новую модель. Удалось значительно повысить ресурс двигателя для БИ, а придуманный Алексеем Михайловичем электрический дуговой пускач обеспечил надежность пусков. Новым было и применение форсунок-клапанов, позволивших ликвидировать долго догорающий после остановки двигателей факел, и еще многое другое.