К тому времени деятельность лаборатории вышла за рамки «разработки изобретения Н.И. Тихомирова», для чего она была создана. Штат лаборатории вырос, она пополнилась молодыми военными инженерами артиллерийского факультета академии им. Ф.Э. Дзержинского. Из числа выпускников академии в лаборатории Н.И. Тихомирова трудились Д.А. Вентцель, Н.А. Упорников, Г.В. Боголюбов, Г.Э. Лангемак, Б.С. Петропавловский. Тематика исследований расширялась, и в 1928 г. лаборатория была переименована в Газодинамическую лабораторию (ГДЛ) Военно-научно-исследовательского комитета при Реввоенсовете СССР.
В 1930 г. лабораторию возглавил Б.С. Петропавловский (1898–1933). При его непосредственном участии началась разработка твердотопливных реактивных снарядов (PC) калибра 82 мм и 132 мм в двух вариантах. По одному из них устойчивость реактивных снарядов в полете обеспечивалась выпуском газов через тангенциальные отверстия в плоскости центра тяжести. Эги снаряды назвали турбореактивными (ТРС-82). Согласно другому варианту, устойчивость в полете обеспечивалась за счет надкалиберного оперения. Трудности создания PC того времени заключались в отсугствии технологии изготовления шашек из пироксилин-тротилового пороха большой длины и трудоемкости в изготовлении.
С 1931 г. ГДЛ была переподчинена Управлению военных изобретений Технического штаба начальника вооружений РККА, а в 1932 г. перешла в ведение начальника вооружения РККА М.Н. Тухачевского.
В 1932 г. лабораторию возглавил И.Т. Клейменов (1898–1938). Его организаторский талант способствовал быстрому становлению ГДЛ как ведущей научно-исследовательской и опытно-конструкторской организации и увеличению размаха работ в области реактивной артиллерии. Особенно активно он ратовал за массовое применение реактивных снарядов в наземных войсках.
25 февраля 1933 г. на совещании у заместителя наркома по военным и морским делам М.Н. Тухачевского принято решение об организации в Москве Реактивного научно-исследовательского института (РНИИ) путем слияния ленинградской ГДЛ и Московской Группы изучения реактивного движения (МосГИРД), входившей в ОСОАВИАХИМ. Для размещения этого института выделили часть помещений здания строящегося на берегу реки Лихоборки на окраине Москвы Всесоюзного института сельскохозяйственного машиностроения (ВИСХОМ) на Лихачевском шоссе (современный адрес — Онежская ул., 8/10).
Постановлением Совета труда и обороны СССР от 31 октября 1933 г. № 104 «Об организации реактивного института» РНИИ был передан в систему Наркомата тяжелой промышленности. Директором РНИИ был назначен И.Т. Клейменов, заместителем директора и главным инженером РНИИ — сильный теоретик и тонкий экспериментатор, опытный артиллерист Г.Э. Лангемак (1898–1938). Он организовал работу так, что институт в своей исследовательской деятельности сочетал проектирование с испытанием ракет и ракетных снарядов, летательных аппаратов и двигателей для них. Под его руководством создавались PC и пусковые установки (ПУ) различного назначения. Конструкцией снарядов занимались специалисты РНИИ, корпуса изготавливали в мастерских лаборатории и на предприятиях Ленинграда, а взрыватели и пиропатроны разрабатывали в ЦКБ-22. Для PC была отработана технология изготовления крупных шашек из нового пироксилин-тротилового бездымного пороха с высокой энергетикой и стабильными характеристиками, а сами снаряды были доведены до промышленного освоения.