На планере в ходе очередных планерных состязаний в Крыму был совершен ряд удачных полетов продолжительностью до 20 секунд. Сегодня это может вызвать улыбку, но следует учесть, что планеры тогда запускали со склона горы с помощью резинового амортизатора на высоту нескольких метров и пилоты просто не имели возможности «поймать» восходящий воздушный поток и совершить настоящий парящий полет. К тому же крыло планера хотя и находилось над фюзеляжем, но недостаточно высоко и при взлете могло задеть земную поверхность, что не позволяло пилоту закладывать глубокие виражи.
Планер АВФ-14
Общий вид планера АВФ-14
Последний, четвертый, планер Сергея Владимировича АВФ-21 «Москва», построенный совместно с инженером Н.Н. Леонтьевым и Л.С. Куриным, в августе 1925 году участвовал (летчик – Константин Арцеулов) в Ренских состязаниях планеристов в Германии.
Первый же опыт проектирования самолетов Ильюшин получил, работая над дипломным проектом – самолетом-истребителем.
Планер АВФ-21 «Москва» на состязаниях в Вассеркупе (Германия)
В 1926 году, после окончания академии, приказом Реввоенсовета СССР № 75 °C.В. Ильюшину присвоили звание военного инженера-механика Воздушного Флота.
С июня 1926-го по ноябрь 1931 года Сергей Владимирович работал председателем самолетной секции Научно-технического комитета ВВС (НТК ВВС), где занимался изучением мирового опыта авиастроения, разработкой тактико-технических требований к новым самолетам. Под руководством Ильюшина довелось разрабатывать технические требования к самолетам Н.Н. Поликарпова (в том числе к У-2), А.Н. Туполева и Д.Г. Григоровича. По совместительству в 1930–1931 годах Сергей Владимирович работал помощником Haчальника Научно-испытательного института ВВС (НИИ ВВС) по научно-технической части.
П.И. Баранов (слева) и С.В. Ильюшин
Бригада № 3 ЦКБ-39. Второй справа сидит С.В. Ильюшин с сотрудниками ЦКБ-39. За ним в центре стоит начальник бригады № 3 В.А. Чижевский
Все это способствовало формированию его как конструктора, и летом 1931 года Ильюшин подал рапорт о переводе в авиационную промышленность, предварительно заручившись поддержкой начальника Всесоюзного авиационного объединения П.И. Баранова.
Рапорт Ильюшина был рассмотрен, и в ноябре 1931 года он возглавил конструкторское бюро ЦАГИ.
В январе 1933 года по предложению Ильюшина конструкторский отдел Сектора опытного строительства (КОСОС) ЦАГИ реорганизовали в Центральное конструкторское бюро (ЦКБ) авиазавода № 39 имени В.Р. Менжинского, начальником которого (и по совместительству заместителем директора завода) назначили Сергея Владимировича, и конструкторский отдел ЦАГИ для разработки тяжелых самолетов.
Спустя полгода, когда из ЦКБ выделились в самостоятельные КБ коллективы Н.Н.