С октября 1945-го до самой своей смерти 9 июня 1960 года этим ОКБ руководил Главный конструктор, творец лучших советских истребителей Семён Алексеевич Лавочкин. Под руководством С.А. Лавочкина были созданы десятки советских истребителей: от ЛаГГ-1 до Ла-250. Среди них «оружие победы» — истребители Ла-5 и Ла-7, один из лучших советских реактивных истребителей конца 1940-х годов — Ла-15, первый советский истребитель, официально преодолевший сверхзвуковой барьер — Ла-176, могучий сверхзвуковой ракетоносец Ла-250, работа над которым прекратилась со смертью С.А. Лавочкина.
Здесь были созданы противоракеты первой советской зенитно-ракетной системы ПВО С-25 — В-300, разработана первая в мире сверхзвуковая двухступенчатая межконтинентальная крылатая ракета наземного базирования «Буря», при создании которой было воплощено несколько блестящих технических решений, в частности применены сверхзвуковой ПВРД и автоматическая астронавигационная система управления. При испытаниях «Буря» пролетела 6500 километров (при заданных 8000 километрах), достигнув скорости 3700 километров в час при массе боеголовки 2,3 тонны. Стартовый вес ракеты превышал 97 тонн. Аналогичные работы в США по системе «Навахо» были закрыты из-за неудач при испытаниях. В СССР работы над «Бурей» были закрыты решением Н.С. Хрущёва, прежде всего из-за высокой стоимости ракеты. Одновременно созданная с «Бурей» баллистическая ракета С.П. Королёва Р-7, принятая на вооружение 20 января 1960 года, имела возможность выводить на орбиту до пяти тонн при дальности 8000 километров и стартовой массе около 280 тонн.
Главным конструктором по «Буре» и заместителем С.А. Лавочкина был другой выдающийся конструктор — Н.С. Черняков. Вскоре после смерти С.А. Лавочкина и закрытия «Бури», в 1960 году, Наум Семёнович был переведён в ОКБ-52, где трудился около года, но, привыкший к собственному ведению работ, не смог смириться с авторитарным руководством Владимира Николаевича и в 1961 году перешёл в ОКБ П.О. Сухого. Здесь при его участии был создан великолепный сверхзвуковой Т-4 и разработан проект так называемой «двухсотки» — гиперзвукового Т-4МС.
В марте 1965 года постановлением правительства ОКБ-52 было передано в Министерство общего машиностроения СССР Приказом министра общего машиностроения СССР С.А. Афанасьева[46] от 6 марта 1966 года ОКБ-52 было переименовано в Центральное конструкторское бюро машиностроения (ЦКБМ).
Интересно, что ОКБ-1 в то же время было присвоено наименование ЦКБЭМ — ЦКБ экспериментального машиностроения. Звучание аббревиатур ЦКБЭМ и ЦКБМ в русском языке совершенно одинаково.
В середине 1960-х годов особенно крепким стало сотрудничество с Машиностроительным заводом им. М.В. Хруничева (ЗИХ), директором которого в то время был Герой Социалистического Труда М.И. Рыжих (с 1975 года директором стал А.И. Киселёв, впоследствии также удостоенный звания Героя Социалистического Труда). Завод этот, ранее выпускавший тяжёлые самолёты, в том числе туполевские ТБ-1 и ТБ-3, ильюшинский Ил-4, мясищевские М-4, ЗМ и сверхзвуковой М-50 (лётно-конструкторские испытания которого в связи с изменением концепции ударных наступательных средств так и не были завершены), развернул широкую техническую реконструкцию для производства крупногабаритных баллистических ракет.
С конца 1950-х годов в качестве филиала в состав ОКБ-52 входило КБ при Саратовском авиазаводе, выпускавшем крылатые ракеты П-5, П-5Д, П-6, П-35, «Прогресс», «Базальт».
Заметим, что в 1953–1957 годах в ОКБ-23 была спроектирована и доведена до стендовых испытаний впечатляющая стратегическая ракета «Буран» — М-40. Ракета была спроектирована по нормальной самолётной схеме с треугольным крылом высокой стреловидности и тонким сверхзвуковым профилем, выполняемым из титановых сплавов. До старта маршевой ступени ракеты использовались четыре ЖРД ускорителя конструкции В.П. Глушко, расположенные вокруг ракеты. После запуска маршевого двигателя ускорители отстреливались и самолёт-снаряд шёл к цели, расположенной на удалении до 8000 километров, со скоростью 3290 километров в час на высотах 24–25 километров. Конструкция ракеты была аналогична МКР «Буря», но, рассчитанная на более мощную боевую часть (3500 килограммов), имела несколько больший стартовый вес. Работы над стратегическими крылатыми ракетами («Буря» и «Буран») были закрыты в ноябре 1957 года после проведения успешных испытаний межконтинентальной ракеты Р-7.