格鲁什科于1908年9月2日诞生在敖德萨，从小爱读天文学书籍和科学幻想小说，对天空充溢着神秘的遐想。在敖德萨古布索夫帕特中学上学期间，对星际航行产生兴趣，涉猎了有关航天和天文方面的知识，还参加了天文观测台的观测活动。16岁时，在《敖德萨消息报》上发表《从地球征服月球》等文章，提出如何利用喷气技术征服月球的大胆构想。1925年，他考入列宁格勒大学数理系学习，随后在天文观测方面取得优异成绩，并在宇航领域做一些设计工作。1928年，格鲁什科写了《利用太阳能作动力源的电热火箭发动机推进的航天器》的毕业论文，第二年又提出了这种航天器的设计方案。这篇论文受到普遍好评，因而他在1929年毕业时被推荐进入列宁格勒气动力实验室工作。齐奥尔科夫斯基在这一时期的著作中曾多次提到这位富有才华的青年。
1929年，格鲁什科倡议成立液体火箭发动机研究小组，同时他关于电热火箭发动机的设计方案通过了专家评审。他的小组通过理论分析和实验验证，于1932年试验了世界上最早的实验型电热火箭发动机。在此期间，他领导的研究小组进行了液体火箭发动机的理论与实验研究，解决了发动机研制中遇到的一系列难题，做了许多开创性的工作。1930年，他建议用硝酸、四氧化二氮、过氧化氢等作推进剂在发动机上做试验，还设计了燃烧室的特型喷管以及二氧化锆、氧化镁等隔热涂层，并用于发动机进行试验。他领导设计的苏联最早的实验型火箭发动机（代号为OPM）成功地进行了试车，OPM—1和OPM—2发动机使用烃与四氧化二氮混合液体推进剂，推力达到196牛。1932年又继续改进这两种发动机。他提出改用双组元自燃推进剂，并先后用不同的推进剂组合对OPM—4至OPM—22液体发动机试车53次。1933年又成功试验了使用硝酸、煤油推进剂的OPM—23至OPM—52发动机，其中OPM—50和OPM—52的推力分别达到1471牛和2942牛，能把火箭垂直发射到2千米至4千米的空中。此外还成功设计了向OPM—52发动机输送推进剂的带离心泵的涡轮泵装置。格鲁什科成为苏联液体火箭发动机的主要设计师，这些最初尝试充分显示出他的非凡创造才能。
1933年9月，列宁格勒气动力实验室与喷气推进研究小组合并组建了喷气推进研究所。格鲁什科认为，宇宙航行的基础是动力工程，如果不能很好地解决与之相关的技术问题，那么宇宙航行只能是幻想。他说：“齐奥尔科夫斯基从理论上解决了宇宙航行问题，而我的任务就是把这些理论变为现实，所以搞火箭发动机就成为我一生奋斗的目标。”
格鲁什科在喷气推进研究所负责研制液体火箭发动机。在1934年至1938年间，OPM系列发动机获得进一步发展。其中一项主要成就是他设计试验了苏联最早的燃气发生器和OPM—65发动机。这种发动机采用硝酸和煤油推进剂、钢制燃烧室、扩散形喷管，利用氧化剂进行再生冷却，可以多次启动，在试车台上做过65次地面试验。经过改进，这种发动机于1939年和1940年装在火箭上做了飞行试验。1938年，苏联的肃反扩大化殃及喷气推进研究所，格鲁什科也未能幸免，被送到莫斯科的一个特种工厂。但他仍在监督下继续从事他的液体火箭发动机的研究工作，研制出了4个燃烧室的泵压式液体火箭发动机。
1941年，格鲁什科被解除监督，担任液体火箭发动机设计局的总设计师。1942年，他同请求调进设计局的科罗廖夫一起，精诚合作，相互支持，开展大推力高性能液体火箭发动机的研究工作。在第二次世界大战中，格鲁什科的研制受到一定影响，但工作并未停止。1945年6月5日，苏军占领了德国在诺德豪森的V—2火箭生产工厂和佩内明德火箭试验基地，格鲁什科被派往现场接收试验设备和图纸资料。1945年9月6日，格鲁什科指导德国遗留的V—2火箭发动机的试车，并同科罗廖夫一起领导恢复V—2火箭的仿制生产。在此基础上，1946年10月他们将V—2火箭的重要设备、图纸资料以及俘获的少许德国工程技术人员带回苏联，同原来的研制成果结合起来，推动现代火箭技术的发展。
战后苏联成立了弹道式火箭研制机构，科罗廖夫担任弹道式火箭的总设计师，格鲁什科则被任命为发动机系统的总设计师，两人配合默契，从仿制V—2的P—1火箭开始，加快苏联的火箭研制进程。1947年10月10日，格鲁什科主持仿制的P—100发动机装在P—1火箭上首次试飞成功。1949年9月25日又把改进后的PA—101发动机装在P—2火箭上进行了成功的飞行试验。到1953年，P—5中程火箭用的PR—103发动机研制完成。这时格鲁什科认识到，V—2火箭发动机的潜力已基本耗尽，要突破大推力发动机，需要探索新的途径。
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