W marcu 1935 został odwołany z akademii dla przygotowania transarktycznego lotu na samolocie ANT-25, 20 sierpnia 1935 w składzie załogi Zygmunta Lewoniewskiego brał udział w próbie przelotu, przerwanej z powodu usterki technicznej. Po tym prowadził dalsze testy ANT-25, we wrześniu 1935 roku został pilotem doświadczalnym zakładu lotniczego nr 22 w Moskwie; testował bombowce TB-3. W dniach 20–22 lipca 1936 jako drugi pilot załogi Walerija Czkałowa wykonał (wraz z Aleksandrem Bielakowem) lot z Moskwy przez Ocean Arktyczny i Pietropawłowsk Kamczacki, pokonując 9374 km w ciągu 56 godzin i 20 minut.
18-20 czerwca 1937 roku na samolocie ANT-25 z tą załogą wykonał lot bez międzylądowań z Moskwy przez Biegun Północny i Vancouver pokonując 8504 km w ciągu 63 godzin i 16 minut. Od marca 1940 do sierpnia 1941 testował bombowce Pe-2. Od września 1941 roku uczestniczył w wojnie z Niemcami jako zastępca dowódcy, a w lutym-marcu 1942 dowódca 31 Mieszanej Dywizji Lotniczej, od marca do maja 1942 roku dowodził Siłami Wojskowo-Powietrznymi 4 Armii Uderzeniowej, a w maju-czerwcu 1942 211 Mieszaną Dywizją Lotniczą.