Уже на этапе эскизного проектирования, который осуществлялся в свободное от работы время, Березняку и Исаеву удалось решить ряд сложнейших технических задач. Первоначально они проектировали самолет под двигатель с тягой в 1400 килограммов и с турбонасосной подачей топлива в камеру сгорания, но затем с целью сокращения времени создания самолета более сложная, тяжелая и нуждавшаяся в доводке турбонасосная подача топлива была заменена более простой и уже доведенной вытеснительной подачей с использованием сжатого до 145–148 атмосфер воздуха из бортовых баллонов емкостью 115 литров. За счет этого предполагалось уменьшить размеры машины, улучшить ее разгонные характеристики. Этот вариант самолета с двигателем «Д-1А» (конструкции Леонида Душкина и Владимира Штоколова) стал основным и получил обозначение «БИ»; он выполнялся по обычной в то время схеме одноместного свободнонесущего низкоплана в основном деревянной конструкции.

С началом войны Березняк и Исаев предложили своему шефу Болховитинову подать проект постановления о разработке перспективного перехватчика. Было подготовлено и послано письмо от РНИИ и завода, которое подписали 7 участников, в том числе конструкторы самолета, конструктор двигателя Душкин, директор завода Болховитинов и главный инженер РНИИ Костиков. Любопытно, что во время обсуждения проекта и подготовки письма высказывалось мнение, что такой истребитель будет через полгода не нужен, поскольку к тому времени война закончится победой Красной Армии.

Письмо отправили 9 июля 1941 года, и вскоре все заинтересованные лица были вызваны в Кремль. Предложение инженеров руководство страны одобрило и постановлением Государственного комитета обороны, подписанным Сталиным, бюро Болховитинова поручалось в кратчайший срок (35 дней, вместо трех-четырех месяцев, как того хотели Березняк и Исаев) создать истребитель-перехватчик с ЖРД, а НИИ-3 (так к тому времени назывался РНИИ) — двигатель «РДА-1-1100» для этого самолета.

ОКБ Болховитинова было переведено «на казарменное положение», работали, не выходя с завода. Проектирование закончили за 12 дней. Самолет, согласно этому проекту, имел размах крыльев всего 6,5 метра, длину — 6,4 метра, взлетный вес составил 1650 килограммов, из них 710 килограммов — азотная кислота и керосин. Строили самолет без детальных рабочих чертежей, основные элементы вычерчивали в натуральную величину на фанере — так называемая плазово-шаблонная технология. Однако стальные баллоны для сжатого воздуха, прочные сварные баки для кислоты и керосина, редукторы, трубопроводы, клапаны, рулевое управление, приборы и электрооборудование требовали совсем других сроков конструирования и изготовления.

1 сентября, с опозданием на пять дней, первый экземпляр самолета был отправлен на испытания. На аэродроме были прежде всего начаты пробежки и подлеты на буксире, а силовая установка еще дорабатывалась.

По требованию заместителя наркома авиационной промышленности по опытному самолетостроению Александра Яковлева планер самолета «БИ» был подготовлен к исследованиям в натурной аэродинамической трубе ЦАГИ. Продувки «БИ» проводились под руководством Георгия Бюшгенса (через 45 лет он будет давать заключение по аэродинамике «Бурана»). Сразу после завершения аэродинамических исследований начались летные испытания самолета «БИ» в планерном варианте на буксире за самолетом «Пе-2».

За 15 полетов летчик Борис Николаевич Кудрин снял все основные летные характеристики «БИ» на малых скоростях. Испытания подтвердили, что все аэродинамические данные самолета, характеристики устойчивости и управляемости соответствуют расчетным. Более того, Кудрин и другие летчики, управлявшие планером «БИ», доказали, что после выключения ракетного двигателя перехватчик с высоты 3000–4000 метров сможет вернуться на свой или другой ближайший аэродром в режиме планирования.

16 октября 1941 года, в самый разгар немецкого наступления на Москву, руководство приняло решение об эвакуации КБ и завода Болховитинова на Урал. Уже на следующий день стенд был демонтирован, вся материальная часть и документация отправлены в Свердловск (Екатеринбург). Туда же в 20-х числах октября были эвакуированы сотрудники и оборудование НИИ-3 вместе с КБ Душкина.

После перебазирования на Урал работы над созданием перехватчика «БИ» продолжились в декабре 1941 года в небольшом поселке Билимбай (60 километров западнее Свердловска). КБ и заводу Болховитинова была отведена территория старого литейного завода, где в чрезвычайно трудных условиях и в короткий срок были выполнены восстановительные работы.

Для продолжения отработки самолетной двигательной установки на берегу прилегающего к заводу водоема, на бывшей плотине, построили фанерную времянку, в которой разместили стенд-люльку. От РНИИ испытаниями руководил Арвид Палло, а от ОКБ — инженер Алексей Росляков.

Вместо заболевшего летчика-испытателя Кудрина командование ВВС направило капитана Григория Яковлевича Бахчиванджи (Бахчи), который тут же едва не погиб. 20 февраля 1942 года при запуске двигателя на испытательном стенде, несмотря на грамотные действия Бахчиванджи, произошел взрыв. Струя азотной кислоты под давлением облила лицо и одежду стоявшего рядом Арвида Палло. При взрыве головка двигателя сорвалась с креплений, пролетела между баками азотной кислоты, ударилась о бронеспинку сиденья пилота и сорвала крепежные болты. Бахчиванджи швырнуло головой на доску приборов. Обоих сразу увезли в больницу. К счастью, Бахчиванджи отделался легкой травмой, а глаза Палло спасли очки, хотя ожог на лице последнего остался на всю жизнь.

В марте 1942 года стенд был восстановлен, а в систему питания ЖРД были внесены изменения. На летном экземпляре двигателя провели контрольные гидравлические и 14 огневых испытаний.

25 апреля самолет был переправлен из Билимбая в Кольцово (НИИ ВВС). 30 апреля провели два контрольных запуска двигателя (первый — Палло, второй — Бахчиванджи). Начались работы по подготовке «БИ» к полету.

В конечном виде этот ракетоплан выглядел так. Конструкция — цельнодеревянная, фюзеляж — фанерный монокок, оклеенный полотном, крыло — многолонжеронное с фанерной обшивкой, оперение — фанера в 2 миллиметра, рули и элероны с полотняной обшивкой, баки-баллоны — сварные из хромансиля, шасси — с колесами малых размеров, убираемое пневматически в крыло в направлении оси самолета. Для уменьшения посадочной скорости на задней кромке крыла на участке между бортом фюзеляжа и небольшим элероном устанавливались посадочные щитки Шренка с углом отклонения 50°. Хвостовое оперение нормальное, стабилизатор расчален к фюзеляжу и килю. Небольшие круглые «шайбы» вертикального оперения на концах стабилизатора были установлены уже после постройки опытного самолета в процессе аэродинамических и летных испытаний. Элероны, рули и закрылки имели металлический каркас, обшитый полотном.

Внутри нижней передней части фюзеляжа располагались два воздушных и два керосиновых баллона. За кабиной летчика размещались баллоны с азотной кислотой и воздухом. Кабина летчика имела бронезащиту из передней бронеплиты и бронеспинки толщиной 5,5 миллиметра. Две пушки ШВАК-20 (с 45 снарядами каждая) были установлены перед кабиной летчика в верхней части фюзеляжа на деревянном лафете под съемной (на замках) крышкой. Самолет по вооружению был полноценным истребителем: имелось электроуправление огнем и пневматическая перезарядка.

Двигатель «Д-1А-1100» тягой 1100 килограммов устанавливался в хвостовой части фюзеляжа. Топливо — тракторный керосин, а в качестве окислителя применялась концентрированная 96–98 %-ная азотная кислота, которые подавались в двигатель под давлением воздуха из бортовых баллонов (на килограмм керосина приходилось 4,2 килограмма окислителя). Двигатель расходовал 6 килограммов керосина и кислоты в секунду. Общий запас топлива на борту самолета, разный 705 килограммам, обеспечивал работу двигателя в течение почти 2 минут.