Сергей привык сам зарабатывать себе на жизнь и, немного освоившись в МВТУ, стал работать на авиазаводе в Филях. Позднее, будучи студентом 5-го курса, он уже был назначен начальником конструкторской бригады Всесоюзного авиаобъединения и перешел работать на авиационный завод на Красной Пресне.

Все время, остававшееся от учебы и работы, Сергей посвящал собственным конструкциям планеров. Однажды он даже попросил помощи у матери, придя к ней поздно вечером со словами: «Мамочка, возьми большие иголки, покрепче нитки и поедем со мной в ангар, где стоит мой планер, помоги обшить крылья перкалем. Завтра планер увозят на слет, мы не поспеваем, а эта работа у нас совсем не спорится». Мария Баланина согласилась, и в этот же вечер сын с матерью отправились в ангар, находящийся в заброшенном помещении ипподрома, заканчивать работу над планером. Утром планер «Коктебель» погрузили на платформу, и с этим планером Сергей уехал на очередной слет.

Радость полета на «Коктебеле» была омрачена аварией – на первом вылете при заходе на посадку планер обрушился на крыло. Но аппарат быстро отремонтировали. Несмотря на замечания скептиков (многие считали, что планер может и вовсе не полететь), остальные полеты прошли удачно. Начальник слета отметил очень удачное сочетание в Королёве профессиональных умений летчика и инженера. А после соревнований Сергея отправили в конструкторское бюро французского инженера Поля Ришара для разработки самолета-торпедоносца.

В этот период жизни Сергей Павлович познакомился с идеями основоположника теоретической космонавтики К. Э. Циолковского о реактивном движении и космонавтике. Несмотря на то, что времени у Сергея было в обрез, он сел за изучение трудов Константина Эдуардовича, вдохновленный новизной, необычностью и смелостью этих идей, а затем пришел к мысли, что великие идеи калужского мечтателя, на первый взгляд совершенно фантастические, на самом деле осуществимы. Это было в характере Сергея: даже самую отвлеченную идею он пропускал через призму здравого смысла и старался воплотить ее в жизнь. И тогда перед ним начал вырисовываться путь к осуществлению этой смелой мечты: в первую очередь нужно было попробовать установить на планер жидкостный ракетный двигатель. И конечно, следовало увеличенными темпами продолжать подчинять себе воздушное пространство, изобретать и улучшать новые модели планеров.

В 1929 году, в период больших успехов в конструировании планеров и приобщения к идее о реактивном полете, Сергей защитил диплом на тему «Легкомоторный двухместный самолет СК-4». Инициалы дипломника закрепили в марке спроектированного им самолета. Руководитель дипломного проекта А. Н. Туполев понял, что имеет дело с незаурядным студентом, обладающим большим потенциалом. Через много лет Андрей Николаевич вспоминал: «Королёв был из числа самых «легких» дипломников: я сразу увидел, чего он хочет, достаточно было лишь слегка помогать ему, чуть-чуть подправлять. Я быстро убедился, что этот человек умеет смотреть в корень…».

С. П. Королёв в кабине планера «Коктебель». Крым, 1929 год.

Сергей Королёв во время учебы в МВТУ. Москва, 1929 год.

К февралю 1930 года Сергей Королёв вышел из стен МВТУ дипломированным аэромехаником и летчиком-парителем.

Судьба самолета СК-4, правда, в дальнейшем оказалась печальной. Аппарат прошел серию взлетных испытаний и показал очень хорошее качество. Но однажды, сразу после взлета, на высоте 20–30 метров у самолета отказал мотор, и он упал, зацепившись за крышу ангара. Пилот Д. А. Кошиц отделался ссадинами, но машина разбилась и восстановлению не подлежала. Королёв не слишком огорчился: СК-4 был, можно сказать, пройденным этапом, а голову его уже занимали другие идеи. Дома Сергей бережно хранил деревянную модель этого самолета. Сейчас она находится в Мемориальном музее космонавтики в Москве, а копия – в домашнем музее С. П. Королёва.