В результате упорного трехлетнего труда Кузнецову удалось создать оригинальный метод расчета упругих деформаций коленчатого вала в опорах (подшипниках) и даже подтвердить его экспериментально. Его научный руководитель был настолько доволен диссертантом, что в качестве оппонентов пригласил виднейших прочнистов – профессоров И.И.Трапезина из МАИ и А.А.Ильюшина из МГУ. На защи-' те, состоявшейся 4 апреля 1941 г., результаты работы Николая Дмитриевича получили высокую оценку. После окончания адъюнктуры Кузнецов был назначен доцентом кафедры авиационных двигателей ВВИАим. Н.Е.Жуковского и планировал не позднее осени 1941 г. опубликовать результаты выполненных им исследований в виде монографии. Однако начавшаяся война в один миг разрушила эти планы.
НА ФРОНТЕ И В ТЫЛУ
Свой первый рапорт с просьбой отправить на фронт Кузнецов подал на следующий день после нападения Германии. Ему тут же отказали. При академии развертывались курсы срочной переподготовки запасников, в том числе авиационных техников. Вскоре в лагере под Наро-Фоминском начались занятия продолжительностью по 12-15 часов в день. Всего за полторы недели очередной поток слушателей обучался устройству, правилам эксплуатации и ремонта одного из современных по тому времени авиадвигателей. Курсы функционировали до сентября, пока враг не подошел вплотную к Москве. Только 15 октября, задень до печально известной московской «паники», Кузнецов вместе с семьей отправился в Свердловск, куда еще в июле-августе была эвакуирована академия.
В апреле 1942 г., после шестого рапорта, Кузнецову удалось добиться перевода в действующую армию. Он был назначен старшим инженером 239-й истребительной авиадивизии ВВС Северо-Западного фронта. Дивизия, имевшая три авиаполка, была «разношерстной»: один был вооружен «Яками», другой – ЛаГГ-3, а третий – английскими «Харрикейнами». Если первые два типа истребителей оснащались хорошо известными техническому персоналу отечественными моторами М-105, то на последнем устанавливался двигатель «Роллс-Ройс Мерлин»ХХ, а инструкции к нему были составлены на языке Шекспира и Байрона, мало знакомом авиационным технарям. К счастью, за годы учебы в академии и в адъюнктуре Кузнецов неплохо освоил английский, так что вскоре в полку «Харрикейнов» появились весьма квалифицированные переводы всех инструкций.
Руководя технической эксплуатацией истребителей дивизии, Николай Дмитриевич нередко пользовался личным самолетом У-2, на котором он частенько перелетал с одного аэродрома на другой. Постепенно своими глубокими техническими знаниями, умением руководить людьми, Кузнецов заслужил высокий авторитет среди подчиненных. У командира дивизии полковника Г.Иванова он позаимствовал крылатую фразу: «С началом войны в русском языке слово «нельзя» заменено словом «надо». За время пребывания на фронте Николай Дмитриевич привык и к нелегкой жизни, и к самой войне, к удачам и потерям, сдружился с товарищами по оружию. Тем более неожиданным и удивительным стал вызов его в ЦК ВКП(б), поступивший в штаб дивизии в октябре 1942 г. Удрученный перспективой потерять знающего, способного старшего инженера, комдив прямо спросил Кузнецова, не писал ли тот каких-либо писем, заявлений «наверх». Сам немало изумленный происходящим, Николай Дмитриевич ответил отрицательно. От кого исходила инициатива с отзывом Кузнецова с фронта – неизвестно.
В Москве майора Кузнецова принял секретарь ЦК ВКП(б) Г.М.Маленков, в годы войны курировавший авиационную промышленность. Тут многое прояснилось: его решили направить парторгом ЦК в конструкторское бюро В.Я.Климова. Эвакуированное в Уфу из Рыбинска в конце 1941 г., осенью 1942 г. КБ испытывало значительные трудности с доводкой новых двигателей М-106 и М-107, предназначенных для модернизированных истребителей Яковлева и бомбардировщиков Петлякова. Отсутствие прогресса с моторами жидкостного охлаждения ставило нашу авиацию в сложное положение, ведь у немцев той же осенью 1942 г. появился истребитель Bf 109G- 2 с новым двигателем DB605A, развивавшим максимальную мощность 1475 л.с. Советским ВВС срочно требовался адекватный ответ на вражескую новинку.
Став парторгом ЦК, Кузнецов сумел за короткое время вникнуть в технические и «гуманитарные» проблемы, накопившиеся в климовском КБ. В ходе одного из технических совещаний Николай Дмитриевич неожиданно для многих участников, не предполагавших наличия профессиональных знаний у «политработника», указал на ошибку в расчетах и предложил способ ее устранения. Затем последовал еще один подобный случай, другой… В.Я.Климов, возглавлявший КБ, постоянно поддерживал дистанцию между собой и подчиненными, но в то же время остро нуждался в высококвалифицированном помощнике. Вскоре он обратился в ЦК ВКП(б) с просьбой переназначить Кузнецова его заместителем. С Климовым «в верхах» считались, его лично знал И.В.Сталин, и вскоре Николай Дмитриевич стал замом главного конструктора.
Постановление ГКО N“2346 от 25 сентября 1942 г. обязывало уфимских моторостроителей к середине ноября этого года закончить 50-часовые испытания мотора М-107А, а к концу года довести его ресурс до 100 ч. Этот вариант двигателя существенно отличался от еще довоенного «сто седьмого». Конструкторы разработали новый приводной центробежный нагнетатель с поворотными лопатками В.И.Поликовского. Мотор форсировали по наддуву, в результате чего его взлетная мощность возросла до 1600 л.с., а номинальная – до 1500 л.с. на высоте 4500 м. Полученные характеристики ставили М-107А в один ряд с лучшим зарубежными образцами. Если М- 105ПФ имел удельную мощность 34,5 л.с./л, то М-107А – уже 42,7 л.с./л.