При конструировании новых аппаратов сразу возникали трудности. С увеличением диаметра несущего винта на автожире А-6 появились неприятности — биения и тряска ротора, и полет едва не закончился аварией. Это было совершенно новое непонятное явление, но Михаил Миль по своей инициативе с бригадой исследовал влияние профиля лопасти на устойчивость и управляемость аппарата. Сделанные в этой работе рекомендации о необходимости несимметричного профиля лопасти привели к значительному изменению ее конструкции. В течение нескольких дней по выводам этой работы были спроектированы 4–5 вариантов новых лопастей и тут же сданы на завод. Их очень быстро изготовили благодаря дружбе с работниками завода. Лопасти были испытаны в полете, и был выбран наилучший вариант для автожиров АК-4 и А-4. Так М. Л. стал конструировать лопасти ко всем строящимся автожирам.
Позднее, в 1937 году, он опубликовал эти исследования в работе «О динамическом закручивании лопасти в полете».
В дальнейшем Миль участвует в разработке бескрылого автожира А-12 (Скржинский, Миль), занимается аэродинамикой ротора с новыми параметрами, в конце 1935 года (ему 26 лет), уже как конструктор, в соавторстве с Камовым начинает проектирование нового мощного автожира А-15.
Михаил Леонтьевич упорно занимался исследованием аэродинамики несущего винта автожира при криволинейном движении. Эти исследования в дальнейшем оказались применимы и при построении вертолетов, или, как их тогда называли, геликоптеров. Еще студентом он разыскивал все работы по теории и практике автожиростроения, особенно создателей теории аэродинамики автожиров английских ученых Глауэрта и Локка. Статьи по теории автожира были опубликованы ими в 1926–1928 годах. Михаил Леонтьевич как бы соревновался с ними.
В работе «О разбеге автожира» М.Л. сделал дополнение к работе Глауэрта и Локка и впервые вывел формулы для неустановившегося режима полета, определил динамику раскрутки винта при разбеге автожира — что было предметом его особой гордости: «Я побил Глауэрта!» Гордясь тем, что ему удалось в этой работе не только развить теорию, но и предложить конструкцию лопасти, он оставил пометку в дневнике: «А ведь Локк о профиле лопасти при авторотировании не сказал ничего»…
Разработкой приборов для исследований летных испытаний занимался очень способный инженер В. Г. Петрунин — весельчак и остроумец. Он рисовал замечательные карикатуры на своих сослуживцев. Сохранилась карикатура из стенной газеты, на которой изображен юный Миль с листком бумаги, сидящий на могиле теоретика автожиров Глауэрта с надписью: «Тень Глауэрта меня усыновила. 1934 год». Подпись под карикатурой: «Желаем превзойти умного и толкового старика».
Миль очень быстро стал самым знающим специалистом в области аэродинамики автожиров. Михаил был очень настойчивым и присутствовал при всех летных испытаниях, по своей инициативе его бригада исследовала все летные происшествия. Его руководитель А. М. Изаксон говорил, что он сам ставил себе задачи. Чтобы лучше во всем разобраться, он сдал экзамены и получил свидетельство летчика (правда, без права вождения летательных аппаратов). Испытатель Савельев называл его богом аэродинамики.