Разработкой схемы прямоточного автопульсирующего воздушно-ракетного двигателя занялся в 1942 г. в ЦИАМе Владимир Николаевич Челомей. Потребовалось два года, чтобы построить и испытать первый советский ПуВРД. В своей книге «Крылья победы» А. И. Ша-хурин вспоминает: «Узнав о применении фашистами нового оружия… меня, А. А. Новикова и В. Н. Челомея вызвали в Государственный Комитет Обороны и поставили задачу: создать новое оружие - беспилотную боевую технику.
Появилось соответствующее решение ГКО». В конце лета 1944 г. Челомей завершил эскизную проработку самолета-снаряда со своим ПуВРД Д-3, получившего название 10Х, а 19 сентября 1944 г. его назначили главным конструктором и директором завода № 51 НКАП. Прежде этот завод занимался проектированием и изготовлением опытных самолетов под руководством главного конструктора Н. Н. Поликарпова, скончавшегося 30 июля 1944 г. Из всех планируемых Поликарповым работ за заводом сохранили только летные испытания и доводку ночного бомбардировщика «НБ», а также проектирование и постройку ракетного истребителя «Малютка».
Ускорила создание 10Х доставка из Великобритании и Польши некомплектных V1. Однако о копировании аппарата полностью речь не шла. Например, при разработке чертежей на автопилот АП-4 для самолета-снаряда 10Х в целях скорейшего освоения его в массовом производстве ОКБ-1 главного конструктора В. М. Соркина сделало упор на применении гироскопических узлов серийных советских приборов. До начала 1945 г. удалось построить первый опытный образец самолета-снаряда и провести в ЦИАМе официальные испытания двигателя Д-3. Уже 5 февраля 1945 г. сборочный цех покинул первый серийный 10Х. Из изготовленных на заводе № 51 девятнадцати машин семнадцать было отправлено на летные испытания, а две оставлены в качестве эталонов.
Планирующая бомба на транспортировочной тележке
Летающая лаборатория В-25 «Mitchell» с двигателем Д-5
Устройствами для подвески 10Х оборудовали три Пе-8 и два Ер-2. Использование более дешевых и компактных бомбардировщиков Ер-2 являлось более предпочтительным. Однако в Средней Азии, где проходили испытания, из-за высоких температур моторы АЧ-ЗОБ первого Ер-2 значительно снижали свою мощность, и бомбардировщик не мог даже поднять самолет-снаряд. В конце концов моторы совсем вышли из строя. Поэтому полеты осуществлялись только на П-8. Второй Ер-2 был подготовлен для летных испытаний в Подмосковье.
Заводские летные испытания начались 20 марта 1945 г. в Голодной степи на базе экспедиции в Джизаке. На первом этапе проводилась проверка работы подвесных устройств на Пе-8, сбрасывания 10Х и работы его двигателя и механизмов в момент отрыва от самолета-носителя. Сброс самолета-снаряда производился на высоте 2000 метров, после чего, до выхода в горизонтальный полет, 10Х терял 100 - 200 м высоты. Дальше полет проходил на заданной высоте по установленному на земле курсу. Из двадцати двух сброшенных самолетов-снарядов нормально в самостоятельный полет перешли только шесть.
На следующем этапе определялись основные характеристики 10Х и проверялась работа их агрегатов. Из того же количества сброшенных машин в самостоятельный полет перешло уже двенадцать. Полученные скорость до 600-620 км/ч и дальность до 240 км соответствовали расчетным данным.
Основой третьего - заключительного - этапа стало проведение полигонных испытаний, проверка точности попадания самолетов-снарядов и эффективности действия их боевых зарядов. Из четырех снабженных взрывчатым веществом аппаратов 10Х три выполнили поставленную задачу удовлетворительно. Сила взрыва оказалась эквивалентной силе взрыва авиационной бомбы весом в 2000 кг. Для определения точности стрельбы было запущено 18 машин. Однако до цели удалось долететь только шести, пять из которых попали в заданный квадрат размером 20x20 км, расположенный на расстоянии 170 км от точки сброса. Причиной неудач отчасти послужили тяжелые климатические условия: температура воздуха достигала плюс 60 - 65°С, пыль и песок забивали воздухопроводы и попадая в автопилоты, выводили их из строя.
Летные испытания завершились 25 июля 1945 г. Из шестидесяти шести самолетов-снарядов в самостоятельный полет перешли сорок четыре, причем в 24 случаях были выполнены требования по дальности и еще в двадцати - по курсу.
Здесь же, в Джизаке, летные испытания с июля проходила телеуправляемая планирующая бомба. Она была разработана в автопилотном ОКБ-1 на базе 10Х и предназначалась для поражения крупных промышленных объектов и береговых сооружений, хорошо защищенных зенитной артиллерией. При этом с самолета-снаряда снимались двигатель с автоматикой и часть агрегатов автопилота: топливо не заправлялось, а вес боевого снаряда увеличивался до 1500 кг. Чтобы сохранить статическую устойчивость относительно трех осей аналогичной 10Х, вертикальное оперение было дополнено двумя прямоугольными концевыми шайбами. После ликвидации экспедиции в Джизаке испытания планирующей бомбы пришлось прекратить и к ней более не возвращались.
Уже весной 1945 г. на заводе № 125 в кооперации с другими заводами по технической документации завода №51 началось серийное производство самолетов-снарядов 10Х. До приостановления работ в связи с окончанием второй мировой войны успели построить 300 машин.