В Ленинграде, куда вернулся Чкалов после увольнения, он поступает на работу в Осоавиахим. Мы видим Чкалова на фотографии у самолета «Юнкерс-13», на котором он катал пассажиров, показывая им город, и читаем горько-ироническую надпись, сделанную им в то время на обороте другой своей фотографии: «Бывший военный летчик. Истребитель. Когда-то летал. Сейчас подлетываю на юнкерсе. Скучно и грустно смотреть на вас, Валерий Павлович. Самолет вам не подходит, не по духу. Ну, а, в общем, катайте пассажиров, и то Хлеб! В.»
Во время одного из таких полетов над Ленинградом отказал мотор (развалился его цилиндр), что грозило катастрофой. Но за штурвалом самолета был Чкалов! Сесть! Но куда? Город и вода! И сказались опыт, уверенность, находчивость и мастерство пилота. Он сумел дотянуть и посадить самолет, ни один из пассажиров даже не догадался, какой опасности он подвергался минуту тому назад.
Посетители музея могут увидеть поврежденный цилиндр мотора, полетную карту с маршрутами на ней, проведенными рукой Валерия Павловича. В это же время Чкалов начинает пробовать силы в испытательном деле и одновременно занимается планерным спортом. На экспозиции представлен винт авиетки «Ламм» (самолета с маломощным двигателем), которую он испытал, и фотография — Чкалов среди планеристов. Это еще не были настоящие испытательные полеты, но это была первая проба своих сил, которая и привела его к славе летчика-испытателя.
11 ноября 1930 года Чкалов был зачислен на работу летчиком-испытателем в научно-исследовательский институт Военно-Воздушных Сил. С тех пор он стал известен в нашей стране как выдающийся летчик-испытатель. В этом же институте состоялось знакомство Чкалова с летчиком-испытателем Г. Ф Байдуковым, в будущем другом и соратником в совместных дальних беспосадочных перелетах.
30-е годы — годы становления отечественной авиации. В это время в СССР уже была мощная база для создания самолетов. За два года работы в НИИ Чкалов совершил более 800 испытательных полетов, освоив технику пилотирования 30 типов самолетов. Поднявшись в воздух, Чкалов старался действовать так, чтобы каждая деталь самолета испытывала предельно возможную нагрузку. Начав с обычных аэродромных полетов, он скоро перешел к выполнению специальных заданий, часто связанных с дальними воздушными маршрутами.
В экспозиции представлены фотографии испытанных Чкаловым самолетов, полетные листы, задания на испытание, а также инструкторские полеты по подготовке летчиков-испытателей. Но в НИИ поступали самолеты для испытаний перед пуском их в серию. Задача летчика-испытателя ограничивалась строгой проверкой летных качеств машины. Чкалов же стремился творчески участвовать в создании самолета. После многочисленных просьб в январе 1933 года он был назначен летчиком-испытателем авиационного завода. Работа здесь требовала колоссального напряжения, полной отдачи физической и нервной энергии. Но именно такое дело и нужно было Чкалову: «Я не могу преодолеть в себе страстное желание вечно искать новое, совершенствовать, шлифовать технику пилотирования» С огромным чувством ответственности за доверенный ему самолет Чкалов сначала проверял, как воплощен замысел конструктора, детально изучал достоинства и недостатки машины. Затем он старался выжать из машины все, что она может дать. Он испытывал самолет на фигурах высшего пилотажа, на максимальную скорость в стремительном пикировании. Давая машине предельные нагрузки, Чкалов обращался с ней в то же время с большой осмотрительностью. Часто испытание было сопряжено с большим риском, когда оно проходило на установление прочности машины, требовало от летчика исключительного самообладания и искусства в пилотировании.
Советские авиационные заводы начали выпускать в те годы самые разнообразные типы самолетов. Была поставлена задача добиться, чтобы советские самолеты летали дальше всех, быстрее всех и выше всех. Летчики-испытатели своим летным искусством помогали конструкторам создавать первоклассные самолеты. Работая шеф-летчиком Н. Н. Поликарпова, Чкалов считался одним из лучших летчиков-испытателей. Важно было и то, что он пришел на завод с богатым летным опытом и им же самим созданными приемами воздушного боя на истребителе. В воздухе наедине с машиной он старался изучить ее нрав — послушность, прочность, устойчивость и маневренность. С этой целью пикировал, планировал, выполнял мелкие и глубокие виражи, «бочки», штопор и т. д., а потом шел на посадку. Посадка всегда была бережная, точная и красивая — та «чкаловская» посадка, о которой говорили еще в ленинградской истребительной эскадрилье.
«...Партия и правительство доверили мне испытание новых самолетов. Мое заключение о машине считается достаточно авторитетным...» — говорил Чкалов в речи по радио в сентябре 1937 года. В экспозиции музея как подтверждение этих слов мы видим докладную записку С. Орджоникидзе, в то время наркома тяжелой промышленности, где он ходатайствует о награждении В. П. Чкалова и конструктора Н. Н. Поликарпова орденом Ленина за заслуги в создании и испытании отечественных самолетов. Здесь же посетители познакомятся с личными вещами Валерия Павловича: планшетом, картами, летными очками, подарками, грамотами за успешное проведение испытания, а также с фотографиями испытанных им самолетов.
Следующая по пути обзора комната дома принадлежала девочкам Нюре и Соне, сестрам Валерия. В ней размещена экспозиция, посвященная, пожалуй, самому значительному в жизни Валерия Павловича периоду. Бронзовый бюст Чкалова — один из ценнейших и наиболее интересных экспонатов музея. Скульптор Ю. Нерода художественно запечатлел облик Чкалова в период самого взлета его авиационного мастерства. О выдающемся достижении советской авиации и двух легендарных беспосадочных перелетах рассказывает экспозиция этой комнаты. Чкалов, будучи летчиком-испытателем, к этому времени провел ряд сложных испытаний, стал в ряд лучших летчиков страны, добился общего признания в авиационных кругах. Но он оставался верным себе. Его уже не удовлетворяли только испытательные полеты, не удовлетворяла заслуженная слава, кстати, к ней он относился равнодушно, ему необходимо было что-то новое, неизведанное. Валерий Павлович тщательно следит за рекордами дальности полетов зарубежных и советских летчиков, много читает советской и зарубежной литературы, особенно об освоении Арктики и возможности полетов. Его внимание привлекла организация дальних беспосадочных рекордных полетов зарубежных летчиков. Их рекорд по дальности в 9104 километра был непревзойденным до 1936 года. Тяжело он переживал неудавшийся перелет через Северный полюс в Америку полярного летчика Героя Советского Союза 3. А. Леваневского с экипажем: пилотом Г. Ф. Байдуковым и штурманом А. В. Беляковым, которые были вынуждены прервать полет из-за неисправности мотора и возвратиться в Москву. Совершить повторный перелет через Северный полюс в Америку предложил Валерию Павловичу летчик-испытатель НИИ ВВС Г. Ф Байдуков. Он считал, что Чкалов должен возглавить экипаж, стать его командиром. Валерий Павлович дал свое согласие, и экипаж был создан: командир В. П. Чкалов, пилот Г. Ф. Байдуков, штурман А. В. Беляков.
Экипаж приступил к неофициальной подготовке. Друзья часто собирались на квартире у Чкалова, готовили маршруты по географическим картам, стараясь предусмотреть все трудности. Через некоторое время Чкалов доложил членам правительства просьбу экипажа о разрешении перелета. Ответа не было долго, летчики волновались. Наконец Чкалов, Байдуков и Беляков были вызваны в Кремль для доклада.
