5 мая 1949 г. была завершена постройка самолета, на котором установили двигатель, правда, пока еще в макетном, то есть в нерабочем состоянии. Этот самолет назывался «346-1». В течение лета и сентября 1949 г. проводилась наземная подготовка его к летным испытаниям. Первый полет состоялся 30 сентября. Вес самолета составлял 3145 кг. Отцепка«346-1», который пилотировал В. Цизе, произошла на высоте 9700 м. Выяснилось, что самолет обладает рядом недостатков в управлении. Эти недостатки были присущи планеру «346-П», но тогда летчик не счел их опасными. На «346-1» ситуация оказалась иной - на ряде режимов полета производить эволюции не представлялось возможным. Несмотря на трудности летчик все же смог овладеть управлением. Однако расчет на посадку был произведен недостаточно точно, и самолет подошел к земле на повышенной скорости (примерно 310 км/ч). После первого касания земли он взмыл на высоту 3-4 м и пролетел еще 700-800 м. При втором приземлении посадочная лыжа самолета сложилась, и дальнейший пробег до полной остановки самолет совершил на фюзеляже. Ложе летчика и система привязных ремней оказались также не совсем надежными. При резком торможении на пробеге В. Цизе значительно сдвинулся вперед, ударился лицом о передний поперечный раскос кабины и потерял сознание. К счастью, травмы, полученные летчиком, оказались не тяжелыми, и через некоторое время после лечения в госпитале он смог вернуться к летной работе.
Для выяснения причин аварии была создана комиссия во главе с летчиком-испытателем Н. С. Рыбко. Комиссия пришла к выводу, что причиной аварии стал неполный выпуск посадочной лыжи. В аварийном акте было записано: «Единственной возможной причиной неполного выпуска лыжи в полете… явились неправильные действия летчика Цизе, выразившиеся в том, что он не полностью нажимал на кнопку сцепления рычага выпуска лыжи. В результате рычаг лебедки работал вхолостую, и лыжа не была поставлена на замок». К этому заключению можно добавить, что из-за трудностей, возникших в управлении, все внимание летчика, видимо, сосредоточилось на пилотировании самолета, и именно поэтому он не полностью нажимал кнопку сцепления рычага выпуска лыжи.
После аварии самолет был отремонтирован, на нем произвели ряд доработок, а затем перевезли в ЛИИ. Там на машине летал летчик-испытатель Петр Иванович Казьмин. Основное внимание в его полетах уделялось пилотажным качествам «346-1». ЖРД не включался. В первом же полете лыжа снова не встала на замок. Однако посадка, произведенная на снег, окончилась вполне благополучно, и «346-1» оказался почти не поврежденным. Через некоторое время П. И. Казьмин произвел второй полет, в котором «346-1» буксировался самолетом Ту-2 на высоту около 2 км, затем был отцеплен и совершил свободный полет. Посадка опять не удалась, поскольку произошла с недолетом. Вновь потребовался ремонт.
После постройки второго самолета, который имел обозначение «346-3», провели наземную отработку ЖРД. С получением удовлетворительных результатов приняли решение о летных испытаниях с работающим двигателем. Предпочтение отдали летчику В. Цизе, имевшему наибольший опыт полетов на «346».
И вот наступил день полета с ЖРД. В-29 с подвеской самолета «346-3» стартовал с аэродрома в Луховицах, который имел более длинную взлетно-посадочную полосу, чем в Теплом Стане. На высоте около 10 км аппарат был отцеплен. ЖРД включился, и «346-3», быстро разгоняясь, свечой пошел вверх. Он пролетел перед самой кабиной носителя и продолжал набирать высоту. Зрелище было впечатляющим, но недолгим. Скоро летчик сообщил, что самолет неуправляем, после чего ему дали команду катапультироваться. Катапультное устройство сработало безотказно, и В. Цизе приземлился на парашюте. Выводы комиссии ЛИИ МАП об испытании изделий «346»: «Самолет «346» является экспериментальным самолетом-лабораторией, задачей которого является исследование полетов с транс- и сверхзвуковыми скоростями; для этой цели самолет снабжен специальной регистрирующей установкой, динамометрической подвеской крыльев, двойными элеронами, рулями высоты с различной аэродинамической компенсацией и двухкамерным ЖРД. Старт самолета «346» производился с самолета-матки В-29, оборудованного специальной подвесной системой, позволяющей отделение лаборатории «346» на высотах 8000-10000 м».
Всего было изготовлено два летных экземпляра самолета: «346-1» и «346-3», которые имели работающую силовую установку ЖРД. «346-3» отличался от «346-1» большим углом стреловидности горизонтального оперения, меньшей толщиной профиля Г.О.3 и отсутствием посадочных щитков, Самолет «346» имел металлическую конструкцию, за исключением герметической кабины летчика, которая выполнена из дерева.
Старт самолета-матки происходил при отцепке со скоростью полета 300 км/ч на высоте 9300 м. Достижение высоты 10000 м, предусмотренной в программе, было затруднено из-за того, что самолет-матка имел аэродинамические свойства, ухуд-шеные подвеской самолета «346» под крылом. На больших высотах снижалась скороподъемность, и значительное время набора высоты утомляло летчика.