Во время летных испытаний вертолета ЦАГИ 1-ЭА, начавшихся в сентябре 1930 года на аэродроме в Ухтомской, отрабатывались режимы полета, наиболее характерные для вертолетов: взлет с места, вертикальный подъем, полет на режиме висения, строго отвесный спуск и посадка в намеченном месте, полет вперед и в сторону, развороты на режиме висения.
Как рассказывал автору статьи один из участников создания вертолета ЦАГИ 1-ЭА Иван Павлович Братухин, первые полеты обычно проводились ранним утром, когда не было ветра, ведь в то время еще не были достаточно изучены характеристики устойчивости и управляемости вертолета. В первом полете вертолет, оторвавшись от земли, завис на высоте 1-3 м, затем начал вертикально подниматься. Достигнув высоты 10 м, аппарат стал вертикально снижаться и совершил посадку.
Первые полеты вертолета ЦАГИ 1-ЭА вызвали интерес у командования ВВС и руководителей ЦАГИ. «16 ноября 1930 года, – вспоминал А.М. Изаксон, – на аэродром приехали начальник ВВС П.И. Баранов, председатель Реввоенсовета республики С.С. Каменев, руководители отделов ЦАГИ А.Н. Туполев, А.И. Некрасов, В.П. Ветчинкин и Г.Х. Сабинин. А.М. Черемухин эффектно продемонстрировал все возможности аппарата этого типа. Высота полета была около 50 м, продолжительность около 10 мин».
К сожалению, не все полеты были столь же удачными: 18 мая 1931 года при приземлении произошла авария. Как отмечал А.М. Изаксон, «аппарат ударился хвостом и левым колесом, подпрыгнул на высоту 1 м, после чего, коснувшись земли вторично, завалился на хвост и левую сторону. В результате была сломана задняя часть фюзеляжа, приведены в негодность все лопасти несущего винта, втулка несущего винта, два задних рулевых винта…». После ремонта аппарата испытания были продолжены.
Большой интерес к испытаниям ЦАГИ 1-ЭА проявил и заместитель Народного комиссара по военным и морским делам М.Н. Тухачевский. Вместе с группой авиационных специалистов он приехал на аэродром 28 июля 1932 года, чтобы посмотреть очередной испытательный полет Черемухина. Вертолет оторвался от земли, завис на высоте 2-3 метра, перешел на горизонтальный полет, постепенно увеличивая высоту до 30-35 м. Заканчивая полет, А.М. Черемухин направил вертолет к центру аэродрома, завис над нанесенным краской на траве кругом диаметром 10-12 м, затем медленно снизился и плавно опустился в самом центре круга.
В последующих испытаниях вертолета постепенно увеличивались высота и продолжительность полета: 1 августа вертолет поднялся на высоту 160 м, 3 августа – на 230 м, 5 августа – на 285 м. Рекордной продолжительности полета – 12,5 мин и высоты 605 м: вертолет достиг 14 августа 1932 года. Машину можно было поднять и выше, но летчик знал, насколько трудной может быть посадка, и ограничился достигнутым. Сам Черемухин впоследствии рассказывал: «Все шло хорошо, высота постепенно уменьшалась по мере того, как я шел по кругу вокруг аэродрома. Аппарат все время покачивался, но мне удавалось удерживать его управлением. Высота была уже около 15 метров, и я шел как раз над лесом и подходил к опушке. Вдруг с аппаратом что-то случилось: он как бы несколько провалился. Выправить аппарат и прекратить беспорядочное снижение не удалось, земля приближалась. Я приземлился довольно благополучно – подломилось только шасси, а весь аппарат оказался цел».
После восстановления вертолета полеты были продолжены, но их результаты не превышали достигнутых. 15 августа 1933 года была зарегистрирована наибольшая продолжительность полета – 14 мин.
А.М. Черемухин говорил, вспоминая об этом времени, что он и его соратники мало думали об установлении рекордов. Их интересовало расширение возможностей летательных аппаратов, улучшение таких характеристик, как высота, скорость полета, особенности подъема, спуска, посадки. В 1933 году за создание первого советского геликоптера и в связи с 15- летием ЦАГИ А.М. Черемухин и А.М. Изаксон были награждены орденами Красной Звезды.
Позже в память о рекордном полете А.М. Черемухина на территории бывшего Ухтомского аэродрома, где теперь размещаются Ухтомский вертолетный завод и ОКБ им. Н.И. Камова, был установлен памятный знак. Именем конструктора и испытателя вертолетов названа одна из улиц Ухтомской.
Работа в ЦАГИ по вертолетам и по испытаниям ЦАГИ 1-ЭА держалась в секрете, поэтому о рекордном полете долго не знали не только в мире, но и в нашей стране. Много лет спустя А.Н. Туполев, вспоминая об этом, сказал, что если бы в свое время была возможность обнародовать информацию об этих рекордах А.М. Черемухина, это, бесспорно, принесло бы ему мировую известность.
Достигнутые при летных испытаниях вертолета ЦАГИ 1-ЭА результаты перекрывали все до той поры установленные. Высота полета превосходила мировой рекорд высоты, установленный итальянцем д’Асканио, в 34 раза – 605 м против 18 м.