Вместе с коллегой по КБ Н.К. Скржинским в конце 20-х в инициативном порядке он проектирует и строит автожир КАСКР-1. Сама идея создать винтокрылый летательный аппарат возникла у Камова и Скржинского после ознакомления с публикациями об успешных опытах испанского инженера Хуана де ла Сиервы. КАСКР-1 поднялся в воздух 25 сентября 1929 года, в январе 1931 года первый полет совершает уже модернизированный КАСКР-2. С 1929 по 1931 годы на этих автожирах было выполнено 79 испытательных полетов. Это были первые в нашей стране винтокрылые машины, которые успешно летали.
Молодые конструкторы проявили при создании автожира незаурядные способности, небывалые энтузиазм и эрудицию. Они сумели преодолеть массу трудностей и неудач, неизбежно сопровождающих первопроходцев. Значение автожира КАСКР для будущего отечественного вертолетостроения трудно переоценить. Камов и Скржинский внесли вклад и в российскую словесность: именно они в 1929 году предложили употреблять русское слово «вертолет» вместо греческого «геликоптер».
… С 1931 по 1948 годы Н.И. Камов работал в ЦАГИ, возглавлял отдельные бригады и опытно-конструкторскую группу. Занимался проектированием и постройкой автожиров А-7 и АК. Единственный из всех созданных в стране в эти годы, двухместный А-7 успешно выдержал в 1937 году государственные испытания. Для его серийного производства в 1940 году вблизи Люберец Московской области был организован завод винтокрылых аппаратов №290, главным конструктором которого стал Н.И. Камов.
Описание множества технических решений, использованных Камовым при конструировании автожиров А-7 и АК, можно начинать со слова «впервые». Так, например, он впервые применил схему шасси с носовым колесом для достижения минимально возможного разбега машины на взлете и предотвращения ее «капотирования» на посадках с коротким пробегом. Данная схема шасси после этого нашла широкое применение при конструировании всех отечественных вертолетов и самолетов.
Создавая автожиры, Камов достаточно глубоко проработал вопросы вибропрочности несущего шарнирного винта, а также конструкции лопасти со стальным трубчатым лонжероном, втулки несущего винта с шарнирным креплением лопастей и поводковой системой автоматической стабилизации лопасти в процессе ее вращения и совершения маховых движений. Позже, уже после Великой Отечественной войны, конструкция лопасти со стальным трубчатым лонжероном была использована М.Л. Милем при проектировании вертолетов Ми-1 и Ми-4 и Н.К. Скржинским – вертолета Як-24.
В предвоенные годы Камов разделил судьбу многих репрессированных советских инженеров и конструкторов, лишенных возможности работать по специальности. Дальнейшие работы по автожиру А-7 (в связи с аварией) были остановлены, a ca>t Камов до середины 1939 года проработал на тормозном заводе Наркомата оборонной промышленности. К счастью, он не попал в список «врагов народа», поэтому его «изгнание» длилось всего полтора года. Более сильный удар подстерегал конструктора в 1943 году: ОКБ Камова, эвакуированное в начале войны в Свердловскую область, было расформировано.