Летом 1943 года Пономарев выполнил первые вертикальные взлеты и посадки, развороты на месте и затем приступил к полетам по кругу с небольшими скоростями. Высокая температура наружного воздуха в Алма-Ате, доходившая в это время года до +50 градусов, снижала мощность двигателей МВ-6 и тягу несущего винта. Моторы воздушного охлаждения быстро перегревались, и продолжительность полета не превышала 12-15 минут. Летчику удалось достигнуть скорости лишь 115 км/ч и высоты полета 150 м, в то время как по расчетам эти параметры ожидались не менее 186 км/ч и 2900 м высоты. Тем не менее, даже кратковременные полеты позволили сделать главный вывод: вертолет устойчив на всех опробованных режимах полета, а управление им простое и надежное. Рекомендовалось лишь заменить моторы МВ-6 на более мощные.
В 1944 году ОКБ И.П. Братухина вернулось в Москву. Вместе с авиационным заводом №3 конструкторское бюро расположилось в Сокольниках, в помещениях бывшей мебельной фабрики. Летно-испытательная станция получила территорию на аэродроме в Измайлово. «Омегу» модернизировали, заменив рядные моторы на звездообразные МГ-31Ф мощностью по 350 л.с. каждый с новыми моторамами и редукторами.
В процессе летных испытаний аппарата, которые проходили с сентября 1944 года по январь 1945, геликоптер «Омега-II» с двумя двигателями МГ-31-Ф неоднократно совершал все эволюции, присущие геликоптерам этого типа, показал вполне удовлетворительные пилотажные свойства и неплохие летные характеристики.
Из Алма-Аты Константин Пономарев был переведен в Мячково Московской области командиром самолета ПС-1 в Отдельную Краснознаменную дивизию связи ГВФ, в которой он прослужил до 13 февраля 1945 года. В марте того же года приказом Народного комиссара авиационной промышленности Константин Иванович Пономарев был назначен летчиком-испытателем ОКБ-3.
В 1945 году была закуплена небольшая партия американских двигателей подходящей мощности фирмы «Пратт-Уитни» R-985 АМ мощностью по 450 л.с. каждый. С этими двигателями построили две машины под обозначением Г-3 (геликоптер-3) «Корректировщик артиллерийского огня». Фактически это была «Омега», только с другой силовой установкой.
К.И. Пономарев (в кабине) и И.П. Братухин у вертолета Б-1. Измайлово, 1948 г.
Первый опытный Г-3 выпустил московский авиационный завод №45, а в воздухе машину опробовал, как и прежде, Константин Пономарев. В ходе заводских испытаний к нему присоединился подготовленный Константином Ивановичем летчик-испытатель ОКБ-3 Матвей Карлович Байкалов.
Свои возможности в воздухе два вертолета Г-3 продемонстрировали 18 августа 1946 во время праздника в честь Дня авиации на Тушинском аэродроме. Газета «Вечерняя Москва» писала: «Геликоптер, управляемый летчиком Пономаревым, взмыл вверх на высоту примерно 600 метров. Потом он с минуту неподвижно висел в воздухе, сделал поворот на высоте, совершил полет по кругу и почти вертикально опустился на аэродром, на то же самое место, откуда поднялся в воздух. Одновременно демонстрировался полет второго геликоптера под управлением летчика Байкалова. Когда этот геликоптер был примерно метрах в десяти от земли, с него был опущен трап, по которому на аэродром спустился один из пассажиров».
За участие в подготовке и проведении авиационного праздника К.И. Пономареву и М.К. Байкалову приказом Министра авиационной промышленности СССР была объявлена благодарность. Оба летчика были награждены значком «Отличник Социалистического соревнования авиационной промышленности», премированы ценными подарками.
В 1946 году завершились заводские испытания Г-3, и МАП стало готовить его для передачи военным испытателям. Но госиспытания перенесли на осень. Главная причина переноса была в том, что кроме самого заводского летчика-испытателя в НИИ ВВС на вертолетах никто не летал, нужно было время на подготовку летчиков.
При выборе летчиков – испытателей новой техники, естественно, остановились на самых опытных – полковниках Петре Михайловиче Стефановском и Александре Кузьмиче Долгове. Перед летчиками стояла очень трудная задача. Еще во время подготовки к испытаниям 20 августа 1946 года они начали выполнять ознакомительные полеты на аэродроме в Измайлово с заводскими летчиками-испытателями К.И. Пономаревым и М.К. Байкаловым.
В своей книге «Триста неизвестных» П.М. Стефановский писал: «Полеты на вертолете Братухина мы начали 20 августа 1946 года на Измайловском аэродроме под Москвой. Машина не имела двойного управления. Поэтому сначала посмотрели, как управляет ею, кружит на высотах от нуля до десяти метров заводской летчик К.И. Пономарев. Послушная его воле «Омега» с места поднималась вверх и вертикально опускалась. Она передвигалась вперед, назад, вправо, влево с любой необходимой скоростью. Висела подолгу на одном месте. Это было непривычно, удивительно, вызывало восхищение. Затем то же самое стали проделывать на вертолете и мы с Долговым. Обучающий нас Пономарев или стоял на месте, как бы дирижируя нашими движениями в воздухе, или медленно двигался по аэродрому, заставляя нас лететь за ним. Конечно, наш инструктор в эти минуты ничем не напоминал величавого маэстро. Лицо летчика, впервые доверившего другим свое детище, выражало то радость, то удивление, то испуг. Жесты Пономарева были понятны только нам, попеременно бравшим на себя управление вертолетом. Как самолетчики, всю свою летную жизнь мы привыкли не терять в полете скорость. От этого зависела наша безопасность. Сейчас же, наоборот, от нас требовали висеть в воздухе неподвижно, пятиться назад, передвигаться вправо и влево. Странно и непривычно. Но в процессе тренировки мы преодолели этот барьер».
Кроме этих летчиков, Константин Иванович подготовил к полетам на геликоптерах И.П. Братухина военных летчиков-испытателей Сергея Бровцева, Георгия Тинякова, морского военного летчика-испытателя Евгения Гридюшко, летчика-испытателя киевского завода №473 Виталия Григорьевича Мареева, летчика-испытателя ОКБ-3 Герасима Ивановича Комарова, нескольких летчиков Серпуховской вертолетной эскадрильи.
Первые серийные вертолеты Г-3 начали строить в 1945 году на авиационном заводе в Киеве и к февралю 1947 года выпустили семь машин. Эти серийные вертолеты приказом по Министерству авиационной промышленности от 1 октября 1946 года сначала испытывали К.И. Пономарев и ведущий инженер ОКБ Д.Т. Мацицкий. Программой заводских испытаний предусматривались полеты на продолжительность на высоте 2000 м и со скоростью до 170 км/ч. С августа 1947 года к испытаниям подключился подготовленный К.И. Пономаревым заводской летчик-испытатель Виталий Григорьевич Мареев.
Одновременно с Г-3 разрабатывался его модифицированный вариант с мотором АИ-26 ГРФ мощностью 500 л.с., ставшим первым отечественным вертолетным двигателем, широко применявшимся на вертолетах Ми-1, Ка-15, Ка-18. Под обозначением Г-4 вертолет поднялся в воздух в октябре 1947 года. Ведущим по машине на этапе заводских испытаний был летчик- испытатель М.К. Байкалов.
Второй Г-4 начал летать под управлением летчика-испытателя К.И. Пономарева с ноября 1947 года. За два месяца на машине выполнили 44 полета, включая посадки на авторотации. Этот режим в то время не был изучен, и Константин Иванович провел сложную, рискованную работу, после чего вместе с ведущим инженером составил методику испытаний и инструкцию для летчика на случай отказа двигателя в воздухе. Результаты испытаний вселили уверенность в возможность благополучной посадки в случае отказа двигателей.
В 1945 году началось проектирование опытного шестиместного пассажирского вертолета Б-5, который также выполнялся по двухвинтовой поперечной схеме, но в отличие от своих предшественников имел более значительные размеры и грузоподъемность. Особенностью этой машины было использование крыла, соединяющего фюзеляж и гондолы двигателей и разгружающего на 25% несущие винты в горизонтальном полете. Б-5 оснащался двумя двигателями АИ-26ГРФ (взлетной мощностью 550 л.с.) и имел фюзеляж самолетного типа с обычным оперением. Построили вертолет в 1947 году, и в течение года летчик- испытатель К.И. Пономарев выполнил на нем несколько коротких полетов на небольшой высоте.