Особенность и ответственность инженерно-авиационной службы определялась и тем, что одновременно приходилось обслуживать более десятка типов уникальных самолетов. Проводимые на полигоне экспериментальные работы требовали непрерывных доработок и изменений в конструкции самолетов. При этом должно было выполняться и строго соблюдаться требование в части согласования всего многообразия доработок с разработчиками авиационной техники. Инженерно-авиационную службу полигона возглавляли: Пономаренко А.П., Мамсуров Ю.Г., Дмитриев В.А., Рудой С.И.
Научно-испытательную часть (НИЧ) было поручено возглавлять заместителю начальника полигона инженер-полковнику Чернорезу Виктору Андреевичу. В 1952 г. он получил назначение на должность начальника полигона. Он добился перевода в штат полигона специалистов инженеров-испытателей, работавших с ним в 4-м Управлении испытаний авиавооружения ГК НИИ ВВС, пос. Федотова В.С., Лаврова С.М., Голубева Г.Т., Бурдина Р.О., Куликова С.М. и Бутко И.К. Структура научно-испытательной части с самого начала деятельности полигона была представлена тематическими подразделениями, лабораториями и отделами, определенным образом связанными с предстоящими направлениями научно-испытательных работ, а именно:
бомбардировочные установки самолетов-носителей для обеспечения подвески изделий, транспортирования и бомбометания. Этим занимались ведущие специалисты: Федотов Ф.С., Бутко И.К., Горелов П.И., Борисов В.Ф.;
самолетные средства обеспечения прицельного бомбометания и боевого применения атомных бомб – Лавров С.М., Голубев Г.Т.;
система автоматики изделий, проверка и испытания комплектующих узлов, сборка и контрольные проверки изделий в сборе, телеметрические измерения работы автоматики на траектории падения – Куликов С.М., Бутузов Д.Р., Стебельков А.Н., Давиденко Н.Н.;
система подрыва и электрического инициирования изделий – Ганшин М.П., Гаськов Г.И., Михеев В.И.;
средства самолетных измерений и регистрации условий транспортирования, параметров поражающих факторов взрыва и воздействия на самолеты-носители – Тукай А.Н., Кузнецов Б.Д.;
внешнетраекторные измерения – Корнюшин И.В., Богомолов А.С., Кушнарев П.И.;
расчетно-вычислительные работы по определению баллистических характеристик изделий – Бурдин Р.О., Кочан А.Н.;
фото- и киносъемки – Орлов И.В., Овсянников А.Н.
В 1952 г. в структуре НИЧ были организованы дополнительные отделы и частично преобразованы ранее созданные подразделения, основными из которых являлись:
отдел испытаний ядерных авиационных бомб, ведущие специалисты: Белов Б.А., Афонин Н.И., Смирнов А.П., Хренов И.М., Великоцкий Г.Ф., Щербак М.К.;
отдел испытаний специальных боевых частей авиационных ракет: Кармановский В.И., Елагин Н.С., Лопатин В.А.;
отдел испытаний самолетов-носителей: Подлубный В.М., Донец И.И., Весненко В.Г., Новиков Е.И., Ухалкин В.Д., Щербаков И.С., Нестеренко Г.Н., Доржиев С.Д., Стан В.К.
отдел самолетных измерений: Тукай А.Н., Кузнецов Б.Д., Жуйков В.П., Никитин Н.С., Данилин А.М.
отдел испытаний средств эксплуатации, временного хранения и подготовки изделий к применению: Лохин П.Ф., Рыжов Д.Г., Чувилов В.А.;
отдел по средствам отбора радиоактивных продуктов из облака ядерного взрыва и дезактивации самолетов: Бутко И.К., Балабанов А.Н., Антоненко И.Д., Запрудный К.Ф., Мезелев Л.М.;
лаборатория механических и климатических испытаний: Василевич Г.А., Уваров С.Н.
Все испытательные подразделения при этом были объединены в три группы отделов, начальниками которых были Куликов С.М. (первая группа), Голубев Г.Т. (вторая группа) и Ганшин М.П. (третья группа).
В 1961 г. была осуществлена очередная реорганизация НИЧ. Все его подразделения были сведены в два управления: первое управление объединяло все подразделения, связанные непосредственно с испытанием ядерных боеприпасов, средств их эксплуатации, самолетов-носителей, а также средств отбора радиоактивных продуктов из облака ядерного взрыва; во втором управлении были сосредоточены подразделения по средствам внешнетраекторных, самолетных измерений, обработке результатов измерений, расчетно-вычислительные средства, а также лаборатории механических и климатических испытаний. Начальником первого управления был назначен Куликов С.М., а второго – Голубев Г.Т. В конце 1966 г. первое управление возглавил инженер-полковник Кармановский Василий Иванович, а второе – инженер-полковник Кузнецов Борис Дмитриевич. С уходом Чернореза В.А. НИЧ возглавил Куликов Серафим Михайлович.
Полигон посещали заместитель министра обороны – главнокомандующий ВВС Вершинин К.А., начальник Главного штаба ВВС Руденко С.И., командующий Дальней авиацией Новиков А.А., а от Минсредмаша – Ванников Б.Л., Малышев В.А., Рябиков В.М., Павлов Н.И.
Плодотворными были контакты с руководством конструкторских бюро, учеными и разработчиками ядерного оружия: Зерновым П.М., Харитоном Ю.Б., Духовым Н.Л., Щелкиным К.И., Алферовым В.И., Александровым А.С., Егоровым Н.П., Кочарянцем С.Г., Захаренковым А.Д., Цырковым Г.А., Клоповым Л.Ф., Зуевским В.А., Бришем А.А. и др. и специалистами 6-го управления ВВС: Родиным А.Н., Сажиным Н.И., Селезневым Н.П., Захаревским Б.П., Ефремовым Е.Р., Пахомовым М.И.
За 25 лет существования специалисты полигона участвовали в более 190 воздушных и подземных ядерных испытаниях, проводимых на Семипалатинском (94), Новоземельском (83), Тоцком полигонах, полигоне Войск ПВО страны Сары-Шаган и др. При их участии были отработаны, испытаны и приняты на вооружение более 10 типов ядерных авиабомб, 12 типов самолетов и вертолетов-носителей и др. оборудование, выполнено более 1000 полетов на отбор радиоактивных проб.
За проявленный героизм и мужество при проведении воздушных ядерных испытаний начальнику 71-го полигона ВВС генерал-лейтенанту Чернорезу В.А. 10.04.1962 г. присвоено звание Героя Социалистического Труда, летчикам-испытателям Указами Верховного Совета СССР присвоены звания Героя Советского Союза: 11.09.1956 г. – подполковнику Головашко Ф.П.; 7.03.1962 г— подполковникам Мартыненко В.Ф. и Дурновцеву А.Е., майору Клещу И.Н.; 3.02.1953 г. – Анохину С.Н. и Павлову В.Г. Летчику-испытателю дважды Герою Советского Союза Амет-Хан Султану присуждена Государственная премия СССР в 1953 г.
Постановлением Совета Министров СССР в 1953 г. присуждена Государственная премия одиннадцати работникам 71-го полигона ВВС: Комарову Г.О., Чернорезу В.А., Бутко И.К., Горелову П.И., Федотову Ф.С., Бурдину Р.О., Белову Б.А., Куликову С.М., Стебелькову А.Н., Давиденко Н.Н. и Киселеву В.И. Постановлением Совета Министров СССР от 22 февраля 1962 г. Куликову С.М. была присуждена Ленинская премия. 281 представитель 71-го полигона ВВС были награждены орденами и медалями Советского Союза, в том числе Г.О. Комаров – орденом Ленина, Н.Г. Сутягин – орденом Ленина и двумя орденами Красного Знамени, А.И. Шапошников – орденами Красного Знамени и Трудового Красного Знамени.
Основные вехи деятельности 71-го полигона ВВС:
1948 г. Начались испытания макетов атомной бомбы – «изделия 501» на самолетах Ту-4.
1949 г. Летно-баллистические испытания «изделия 501», отработка и выбор оптимальных обводов корпуса. Участие в ядерном испытании первой советской бомбы РДС-1 при наземном взрыве на Семипалатинском полигоне 29 августа 1949 г.
1950—1951 гг. Летные испытания «изделия 501» и «изделия 501-М» по отработке системы низко- и высоковольтной автоматики и датчиков высоты на барометрическом и радиотехническом принципах.
Государственные испытания «изделия 501-М» (РДС-3 без ДМ) и самолета-носителя Ту-4 с заключением готовности их к проведению воздушных ядерных испытаний. Участие в испытании изделия РДС-2 при наземном взрыве 24 сентября 1951 г. с выполнением полета самолета Ту-4 в условиях воздействия поражающих факторов ядерного взрыва.
Первое воздушное ядерное испытание атомной бомбы РДС-3 18 октября 1951 г.
1952 г. Летные контрольные испытания РДС-3 и самолета-носителя Ту-4. Подготовка первой группы авиационных специалистов строевых частей ВВС для эксплуатации РДС-3 и специального оборудования самолета-носителя Ту-4.