Основную проблему авиации - достижение больших скоростей и высот полета - В. Ф. Болховитинов пытался решить по-новому, добиваясь увеличения скорости полета не только за счет большей мощности двигателя, но и за счет снижения до минимума лобового сопротивления. Созданный им в 1940 г. самолет ББ (бомбардировщик Болховитинова), получивший затем наименование С (спарка), имел два двигателя, расположенные не на крыльях, а один за другим в фюзеляже. Вал заднего двигателя был пропущен через вал переднего, винты вращались в разные стороны. В результате устранялись как реактивный, так и гироскопический моменты.
Самолет С во многом отличался от машин своего времени. Он имел сдвижные закрылки, позволявшие уменьшить площадь крыла, обладал меньшим, чем у других самолетов, лобовым сопротивлением, что обеспечивало ему скорость, превышавшую скорость истребителей того времени. На первых летных испытаниях этого самолета удалось достигнуть скорости 580 км/ч. Как обычно, новая машина, и особенно конструкция силовой установки, требовала доводки, а загруженность серийных заводов не позволяла этим заниматься - необходимо было налаживать серийный выпуск более доведенных к тому времени боевых самолетов.
В. Ф. Болховитинов вспоминал, что коллективы завода 293, где он был руководителем, и отдела ЖРД НИИ (бывший ГИРД) отличал дух новаторства. Свидетельством тому были усовершенствования, внесенные в конструкции тяжелой машины ДБ-А и ближнего бомбардировщика С.
В январе 1938 г. в Московском авиационном институте под руководством В. Ф. Болховитинова студентом Березняком был выполнен дипломный проект. Им заинтересовался дважды Герой Советского Союза комкор Я. В. Смушкевич. По поручению Наркома обороны К. Е. Ворошилова он занимался вопросами возможности превышения существовавшего тогда мирового рекорда скорости.
По проекту, предложенному А. Я. Березняком, машина представляла собой моноплан с низкорасположенным крылом и ферменным фюзеляжем из труб, имела два двигателя М-103, расположенные тандемом в фюзеляже. В конструкции было много оригинального, в том числе открытое испарительное охлаждение двигателей, при котором пар уходил в атмосферу с расчетом запаса воды 760 л на 1 ч полета. На фюзеляже для уменьшения сопротивления не было обычных козырьков, а имелось только застекление. В момент посадки летчик с помощью кресла поднимался выше уровня фюзеляжа, при этом образовывался козырек. Взлетная масса самолета по проекту составляла 3170 кг, максимальная скорость на высоте 6800 м - 937 км/ч.
В заключении ВВС по этому проекту указывалось, что он может быть принят для постройки рекордного скоростного самолета. Было решено поручить главному конструктору В. Ф. Болховитинову проработать проект более детально с привлечением автора проекта. Так началась практическая конструкторская деятельность Александра Яковлевича Березняка в ОКБ Болховитинова, где создавался истребитель с толкающими винтами (это позволяло иметь свободной переднюю часть фюзеляжа, в которой предполагалось разместить пушечное вооружение).
Сотрудники ОКБ понимали необходимость создания самолета с большими скоростью и скороподъемностью для перехвата самолетов противника. С той целью специалисты пытались использовать обычный самолет с поршневым двигателем, на котором в качестве ускорителя в хвостовой части фюзеляжа устанавливался прямоточный воздушно-реактивный двигатель. Двигатель имел малую массу, но эффективно создавал тягу лишь при большой скорости набегающего потока воздуха. В связи с этим встал вопрос о силовой установке для разгона самолета. Как у нас, так и за рубежом в этот период велись работы по облегчению взлета тяжело нагруженных самолетов с помощью пороховых ускорителей. После многочисленных проработок и дискуссий в НИИ (один из отделов которого занимался жидкостно-ракетными двигателями) было решено применить на летательном аппарате комбинированную силовую установку, состоящую из ЖРД и ПВРД. Однако топлива эти двигатели расходовали много, г необходимой скорости не обеспечивали. Тогда Александр Яковлевич решил упростить задачу, предложив в качестве силовой установки только жидкостный ракетный двигатель. Он, правда, был более "прожорливым", но и наиболее легким по сравнению с другими двигателями Проведенные в ОКБ расчеты дали обнадеживающие результаты, хотя время полета было ничтожно малым (5 мин). Однако высота и скорость самолета при огромной скороподъемности, казалось, должны были обеспечить перехват любого самолета тех лет.
Эти расчеты проводились А. Я. Березняком в свободное от работы время. В ОКБ он руководил бригадой механизмов и шасси. Однажды, рассказывал Александр Яковлевич, к нему зашел А. М. Исаев, который в то время руководил в ОКБ бригадой двигателей. Впоследствии он был членом правительственной комиссии которая утверждала Ю. А. Гагарина первым космонавтом Земли, много раз летал на Байконур. Двигатели, созданные под руководством А. М. Исаева, были установлены на пилотируемых космических кораблях "Восток". "Восход", "Союз" и на автоматических межпланетных станциях, осуществлявших мягкую посадку на Луну. С помощью его двигателей корректировались сверхдальние полеты к Венере и Марсу. Кроме того, А. М. Исаев занимался созданием тормозных двигательных установок. После беседы с Березняком Исаев одобрил его идею, и с этого дня они стали работать вместе. В один из вечеров конструкторы решили поехать к Болховитинову домой и рассказали о результатах проделанной работы. Было решено продолжать работу вдвоем, но уже в рабочее время. Однако дальнейшие события носили весьма противоречивый характер, поскольку руководство парткома высказалось против дальнейшей работы над проектом в рабочее время. Тогда В. Ф. Болховитинов вызвал Березняка и Исаева и сказал, что предоставляет им для работы свой кабинет, с тем чтобы через две недели эскизный проект перехватчика был готов.
В начале июля 1941 г. проект был направлен в Государственный Комитет Обороны и Военный совет ВВС. В августе после беседы в Кремле была подготовлена докладная в Государственный Комитет Обороны, а еще через семь дней вышло его решение, с которым ознакомили В. Ф. Болховитинова, А. Я. Березняка и А. М. Исаева. В нем говорилось о необходимости создания перехватчика в кратчайший срок. На проектирование и постройку самолета отводилось 35 дней. За это время нужно было создать и довести до рабочего состояния ЖРД и систему регулирования его тяги. Этим занимались Л. С. Душкин и А. М. Исаев, ведавший двигательной группой самолета в целом. Над конструкцией самолета работал А. Я. Березняк. Общее руководство по разработке этого самолета осуществлял В. Ф. Болховитинов.
Работы велись днем и ночью, никто из исполнителей, начиная от чертежников в кончая сборщиками и слесарями, не говоря уже о конструкторах, не покидал завода
Самолет получил наименование БИ-1{5} и имел взлетную массу 1500 кг, время подъема на высоту 5000 м с момента старта составляло 1 мин, а на высоту 10000 м - 1,5 мин. Максимальная скорость у земли составляла 900 км/ч. Самолет был вооружен двумя пулеметами калибра 12,7 мм и двумя пулеметами калибра 7,6 мм. Двигатель массой 45 кг развивал мощность до 4500 л. с. Запас топлива составлял: керосина - 135 кг, азотной кислоты - 570 кг. Размеры и масса этого перехватчика были вдвое меньше этих параметров немецкого истребителя Ме-109 (3000 кг).
Создание этого самолета представляло сложную задачу, так как удачное сочетание требований по аэродинамике и прочности при больших скоростях было трудноразрешимым противоречием
Проектирование и постройку самолета для удобства разделили на две части: планер, на котором отдельно от двигательной установки отрабатывались прочность и аэродинамика, а в полете устойчивость и управляемость, и двигательная установка, для которой на стендах отрабатывались двигатель, система управления и система питания. По свидетельству В. Ф. Болховитинова, немало хлопот доставляли конструкторам вопросы прочности, пока не была, наконец, найдена конструкция, удовлетворяющая требуемым массовым данным и прочности. При скоростном профиле крыла применявшиеся ранее лонжероны не могли обеспечить нужной прочности, поэтому была выбрана многолонжеронная конструкция крыла. Большое внимание уделялось аэродинамике, устойчивости и управляемости самолета. Изыскивались стойкие к действию азотной кислоты металлы для изготовления баков, трубопроводов, арматуры и тех частей фюзеляжа, на которые возможно было подтекание кислоты. Летные качества планера отрабатывались в воздухе в планирующих полетах, после того как он отцеплялся от самолета-буксировщика.