В 1931 г., работая в НИИ Гражданского воздушного флота, проектировал пороховую метеорологическую ракету с высотой подъёма 6 км. Реализовать эту конструкцию не удалось в связи с переходом в Институт авиационного моторостроения (ИАМ), в группу Ф. А. Цандера. В конце 1931 г. участвовал в организационном собрании Центральной группы изучения реактивного движения (ЦГИРД) и встретился с Цандером; который привлёк его к работе в ИАМе. Под руководством Цандера занимался термодинамическими расчетами ракетного двигателя, выполнял отдельные конструкторские работы и проводил эксперименты с двигателем ОР-1, являвшимся прототипом жидкостного ракетного двигателя (ЖРД). После недолгого пребывания в ИАМе в апреле 1932 г. группа, переименованная в бригаду № 1, переехала в помещение ГИРДа, начальником которого был назначен С. П. Королев. Одним из направлений работ бригады Цандера было создание ракетного двигателя ОР-2 на жидком кислороде для ракетоплана РП-1; при этом предусматривалось создать ЖРД, накопить опыт по управлению ЖРД в летных условиях, а в дальнейшем исследовать возможности создания составного ракетного самолета с выходом в космос последней ступени (идея Цандера). Другим направлением работы бригады было создание ракеты на жидком кислороде, получившей обозначение ГИРД-Х. Конструкции двигательной установки ОР-2 и ракеты ГИРД-Х, опубликованы в сборнике трудов Ф. А. Цандера.
Полярному приходилось вести расчетные, конструкторские и экспериментальные работы по двигателю ОР-2 и ракете ГИРД-Х. Первый пуск двигателя ОР-2 состоялся 18 марта 1933 г.; но из-за прогара сопла двигатель был выключен через несколько секунд после пуска.
Для увеличения продолжительности работы двигателя ОР-2 были проведены исследования по применению огнеупорных покрытий сопла и камеры сгорания (корунд, магнезит, искусственный и естественный графит и др.) с одновременным улучшением системы наружного охлаждения. Для камеры покрытие из корунда оказалось вполне пригодным, а сопло с этим покрытием быстро разрушалось.
К середине августа 1933 г. испытания показали, что наилучшей является футеровка из естественного графита — при отсутствии в нем прожилок других минералов. Двигатель, футерованный таким графитом, работал 35—40 сек. с незначительной эрозией критического сечения сопла.
Вскоре после смерти Цандера (28 марта 1933 г.) начальником бригады был назначен Л. К. Корнеев. Запуск ракеты ГИРД-Х состоялся 25 ноября 1933 г.. ЖРД на жидком кислороде и этиловом спирте имел тягу 70 кгс.
В 1934 ГИРД и ГДЛ вошли в состав Реактивного научно-исследовательского института (РНИИ).
В 1934 г. Корнеевым, А. И. Полярным и Л. С. Душкиным независимо от созданного к этому времени РНИИ, был разработан эскизный проект ракеты КПД-1 на жидком кислороде и этиловом спирте. Подача жидкого кислорода в двигатель осуществлялась выдавливанием из бака под действием испаряющегося кислорода. Для интенсификации процесса испарения жидкого кислорода был применен теплообменник — змеевик, расположенный внутри кислородного бака; по змеевику протекал кислород, нагревшийся предварительно в рубашке камеры двигателя. Подача спирта осуществлялась при помощи воздушного аккумулятора давления. Из-за отсутствия средств реализовать эту ракету не удалось.
В 1934—1935 rr. Осоавиахим поставил задачу разработать простейшую метеорологическую ракету на жидком топливе. Ракета была разработана А. И. Полярным совместно с Э. П. Шептицким и работала на жидком кислороде и этиловом спирте. Подача жидкого кислорода из бака достигалась за счет его частичного испарения; бак горючего на 1/3 был заполнен спиртом, на 2/3— сжатым воздухом, под давлением которого спирт вытеснялся в камеру сгорания, когда открывался кран. При содействии актива Осоавиахима (В. А. Сытина, И. А. Меркулова, К. К. Федорова, Н. Н. Краснухина и др.) была изготовлена ракета и построен стенд для ее испытаний. Вначале на стенде отработали двигатель, а к середине 1935 г. и всю ракету в целом довели до заданных характеристик.
В 1935 году, вследствие конфликта с руководством, Корнеев, Полярный и ещё ряд бывших сотрудников ГИРД покинули РНИИ. 8 августа 1935 приказом Зам. Наркома обороны и начальник вооружений РККА М. Н. Тухачевского на основе двух групп специалистов, работающих над ЖРД, было организовано КБ-7. Создали испытательную станцию со стендом для огневых испытаний. Нач. КБ-7 Л. К. Корнеев, зам. нач. и ГИ — А. И. Полярный. Разработали 40 ЖРД, работающих на жидком кислороде и спирте и 7 вариантов КРД и 20 прошли огневые испытания. Также разработали 12 вариантов жидкостных баллистических ракет. Ракеты Р-03, Р-03/с, Р-06/г, и АНИР-5 были изготовлены небольшими сериями и прошли летные испытания.
