Параллельно с преподавательской деятельностью и организационно-общественной работой, Николаем Романовичем лично или под его руководством был создан ряд автомобильных авиационных и стационарных моторов, а также первые конструкции аэросаней. Разработка аэросаней, начатая еще до революции Н.Р. Брилингом и А.С. Кузиным, после революции проводилась специальной комиссией “Компас”, председателем которой являлся Н.Р. Брилинг. Членами этой комиссии состояли впоследствии академики А.II. Туполев, В.Я. Климов, А.А, Микулин, Б.С. Стечкин, академик Е.А. Чудаков и проф. Д.К. Карельских, а также известный советский конструктор А.А. Архангельский и многие другие.
КОМПАС молодой Республики.
КОМПАС: Архангельский А.А., Микулин А.А., Карельских Д.К., стоит Аманьшин, Брилинг Н.Р., Кузин А.С., Стечкин Б.С., Архангельсикй Б.А., Чудаков Е.А.фотографирует Жуковский Н.Е.

   С 1922 г. Николай Романович состоял членом Государственной комиссии по постройке нефтепроводов Грозный - Туапсе и Баку - Батуми, образованной Госпланом под председательством проф. В.Г. Шухова. В этой комиссии под руководством Н.Р. Брилинга была в течение трех лет проведена большая работа не только по приемке силовых установок нефтеперекачивающих станций, но и по их проектированию, исследованию и доводке. Такая работа выполнялась в нашей стране впервые, поэтому потребовала проведения крупных исследований.
   В 1928-1930 гг. Николай Романович работал в Теплотехническом институте над созданием газовой турбины, а в 1930-1933 гг. состоял заведующим Особым конструкторским бюро по проектированию автотракторных и авиационных двигателей. В этом бюро было разработано много конструкций транспортных дизелей (двигатели “Коджу” и др.), получивших высокую оценку технической общественности.
   В 1932 году Н.Р. Брилинг один год работал начальником отдела НАТИ, а затем три года работал членом Технического Совета Наркомтяжпрома. В последующий период Николай Романович работал в Академии наук СССР в качестве председателя Топливной комиссии. Задачей Топливной комиссии являлось согласование требований к топливам с конструкцией двигателей внутреннего сгорания. Одновременно Н.Р. Брилинг был привлечен Г.К. Орджоникидзе к реорганизации всего моторного дела в Советском Союзе. Он был назначен членом Технического совета НКТП СССР и заведующим моторной секцией Совета.
   Н.Р. Брилинг был организатором и участником шести автомобильных и аэросанных пробегов в качестве председателя Технической комиссии и заместителя главного командора пробега. В числе их были международные пробеги Ленинград-Москва-Тифлис-Москва в 1925 г. по испытанию автомобилей и двигателей и Москва-Тифлис-Москва по испытанию дизелей в 1934 г.
   В 1931 г. вышла в свет одна из основных работ Н.Р. Брилинга “Исследование рабочего процесса и теплопередачи в двигателе дизель”. В этом капитальном труде, обобщающем большое количество теоретических, расчетных и экспериментальных работ, проведенных Николаем Романовичем в 1918-1930 гг., впервые была дана методика анализа рабочего процесса в двигателе и тепловых потерь но индикаторной диаграмме.
   Еще в 1907 г. В. И. Гриневецкий впервые в законченном и ясном виде дал тепловой расчет двигателей внутреннего сгорания, позволивший теоретически определить их индикаторные показатели. В дальнейшем метод В.И Гриневецкого был дополнен Е.К. Мазингом. В 1910 г. Николаем Романовичем был вскрыт один из недостатков этого метода теплового расчета - отсутствие учета в расчете качества сгорания и теплообмена со стенками. Обнаружив это, Н.Р. Брилинг поставил перед собой задачу разобраться и в процессе сгорания, и в процессе теплопередачи. По существу, все последующие многолетние исследования его были направлены на понимание этих наиболее неясных и сложных процессов.
   Так, в 1915 и 1921 гг. при изложении основ теории быстроходных автомобильных двигателей Николаем Романовичем была показана роль топлива и его испарения в рабочем процессе карбюраторных двигателей. При этом была доказана возможность применения спирта в качестве моторного топлива для различных двигателей, в том числе даже для дизелей. В дальнейшем под руководством Н. Р. Брилинга были проведены первые углубленные исследования процесса сгорания в двигателе, в результате которых была определена скорость распространения пламени в двигателе и влияние на эту скорость различных факторов. Эти опыты, ставшие широко известными, и в настоящее время являются отправными для исследователей и инженеров.
   Но наиболее тонкое и широкое экспериментальное исследование было проведено Н.Р. Брилингом при изучении процесса теплообмена и определении теплового баланса в двигателе. Опыты были поставлены весьма точно, что позволило сбалансировать все выделяющееся тепло и определить его составляющие.
   Одновременно была разработана теория теплоотдачи в двигателе и построена стройная методика термодинамического анализа рабочего процесса в целом и индикаторных диаграмм в частности. В результате автору удалось установить методику определения активного тепловыделения в процессах сгорания - расширения, а также расчленить потери тепла от теплопередачи в воду и вследствие химической неполноты сгорания. Для построения теплопередаточной функции по углу поворота коленчатого вала необходимо было определить переменную величину суммарного коэффициента теплоотдачи конвекцией и излучением. Используя собственные опыты, в которых участвовали студенты МВТУ, Н.Р. Брилинг существенно уточнил известную в теплопередаче формулу Нуссельта, дав формулу, которая под названием формулы Нуссельта - Брилинга широко используется при анализе рабочего процесса в поршневых двигателях внутреннего сгорания. Своими работами в области теплообмена, анализа рабочего процесса и теплового расчета двигателя Николай Романович создал новое направление, которое легло в основу всех позднейших исследований в этой области. Создание такой научной школы в области двигателестроения - одна из крупнейших заслуг Николая Романовича как ученого и как педагога.
   Все материалы по исследованию теплопередачи и анализа рабочего процесса в двигателе были в 1929 г. заслушаны на Всемирном конгрессе теплотехников в Берлине и получили высокую оценку рецензента профессора Негеля и участников конгресса.
   Во время Великой Отечественной войны в связи с эвакуацией МАДИ в город Янги-ЮльТашкентской области. Н.Р. Брилинг проводил большую работу в Военной академии бронетанковых и механизированных войск Советской Армии, эвакуированной в Ташкент, сохранив за собой руководство кафедрой двигателей в МАДИ. За это время Николай Романович прочитал много докладов и лекций по новым методам расчета двигателей внутреннего сгорания, а также по переводу дизелей с жидкого топлива на газ. С 1942 г. деятельность Н. Р. Брилинга была направлена в основном на создание нового типа транспортного двигателя - короткоходного, быстроходного дизеля, работа над которым началась в Военной академии бронетанковых и механизированных войск Советской Армии в Ташкенте.
   В дальнейшем в этой работе приняли участие многие гражданские и военные научно-исследовательские организации: НАМИ, МАДИ (кафедра “Двигатели”), Лаборатория двигателей Академии наук СССР и др. Эта работа в течение последующих 15 лет стала основной в деятельности Николая Романовича и руководимых им организаций. По указанию Госплана Министерством автомобильной промышленности СССР в 1945 году на Мытищинском машиностроительном заводе №40 было создано Особое конструкторское бюро по быстроходным дизелям для автомобильного транспорта, начальником и главным конструктором которого был назначен Н.Р. Брнлинг. Особое конструкторское бюро имело задачей разработку серии дизелей нового типа для автомобильного транспорта, теоретические основы которых были заложены Н.Р. Брилингом в 1942-1944 гг. и успешно разрабатывались весь последующий период времени. В основу нового типа дизеля был положен принцип быстроходности, как один из эффективнейших методов форсирования двигателей внутреннего сгорания. Это обстоятельство привело к необходимости решения ряда теоретических и конструкторских проблем, обеспечивающих качественное протекание рабочего процесса двигателя в весьма короткое время.

4. “Тепловой расчет авиационных двигателей” (5 п. л.), 1927 г. В этой работе проведен анализ теоретического цикла с реальным рабочим телом. Учтены изменения свойств рабочего тела с изменением его температуры, состава. Дана методика теплового расчета и приведены результаты исследования влияния степени сжатия в пределах e=4-7 на показатели двигателя. Расчет проведен для наземных и высотных условий работы двигателей. Показано незначительное влияние группового состава топлива на протекание рабочего процесса.
5. «Теория прицепного шатуна» - (совместно с И.Ш. Нейманом). В этой работе дано исследование динамики кривошипного механизма с прицепным шатуном. Выявлены конструктивные соотношения, необходимые для сохранения одинаковых степени сжатия и хода поршней в цилиндрах главного и прицепного шатунов, а также влияние на указанные факторы угла установки прицепного шатуна по отношению к главному.
6. «Исследование рабочего процесса и теплопередачи в двигателе дизеля» (25 п.л. - 1931 г.) Эта работа проводилась Николаем Романовичем в течение 20 лет и основывается на большом экспериментальном материале, полученном в МВТУ и других организациях при широком привлечении студентов МВТУ (М.М. Вихерт и др.). Методика экспериментального исследования представляла самостоятельный научный интерес. В результате проведенных исследований была разработана методика термодинамического анализа индикаторных диаграмм, позволившая определить характеристику активного тепловыделения и потерю теплоты в воду и потери от химической неполноты сгорания. Исследования позволили уточнить известную формулу Нуссельта. Предложенная Николаем Романовичем уточненная формула Нуссельта-Брилинга, а также метод исследований нашли широкое применение при анализе цикла в поршневых двигателях внутреннего сгорания, проводимых до настоящего времени. Основные положения этой работы были доложены па Всемирном энергетическом конгрессе в 1930 г. в Берлине и опубликованы в его трудах.
7. «Современные конструкции советских автомобильных двигателей» (опубликовано в Англии). В статье рассмотрено развитие конструкции советских двигателей и приведены результаты их экспериментального исследования.
8. «Перспективы развития автомобильных двигателей» (10 п.л.). В этой работе показано развитие за десятилетний период основных типов европейских и американских двигателей, работающих с воспламенением топлива от искры и сжатия. Основные положения этой работы были доложены в Академии Наук СССР и на заводах.
9. «Быстроходные дизели» объемом 45 п.л., изданная в 1951 г. соавторстве с И.И. Гутерманом и М.М. Вихертом, книга является уникальным трудом, в котором рассмотрены теоретические и действительные циклы быстроходных четырехтактных и двухтактных дизелей. Изложены теории: газообмена, смесеобразования и сгорания в быстроходных дизелях и приведены экспериментальные данные, полученные при использовании различных типов камер сгорания. Рассмотрены данные, характеризующие работу топливоподающей аппаратуры, и др. Книга является не только учебным пособием для всех специальных факультетов по двигателестроению, но и настольной книгой специалистов по ДВС.
10. Ряд печатных работ, посвященных, теории короткоходных дизелей с повышенной быстроходностью.

   Издавая свои труды, Николай Романович особое внимание всегда уделял методике изложения материала, его целенаправленности, четкости формулировок.
   Сознание большой ответственности ученого звучит в словах, написанных Николаем Романовичем в предисловии к третьему типографскому изданию учебника “Двигатели внутреннего сгорания”, вышедшему в 1935 году. Н.Р. Брилинг пишет: “Внедрение научных методов, коими шло совершенствование двигателя внутреннего сгорания, и широкие технические круги специалистов явилось одной из основных задач автора, направленной к созданию и накоплению подготовленных кадров для развивающейся промышленности. Только уяснив научно-экспериментальную методологию исследования и приложения к практическим задачам двигателестроения на базе накопленного опыта, возможен дальнейший прогресс в этой области”.
   Николай Романович сочетал в себе замечательные качества ученого-конструктора.
   Наряду с разработкой глубоких научных основ дисциплины, он всегда стремился найти возможность приложения научных основ и полученных результатов исследований к практическим задачам развития техники. Эти замечательные качества пронизывают всю деятельность Николая Романовича. Под его руководством выполнено проектирование ряда авиационных и автомобильных двигателей на заре развития авиации и автомобилестроения в нашей стране. Активное участие принял Н.Р. Брилинг в создании первых конструкций аэросаней. В конце 20-х и начале 30-х годов под руководством Николая Романовича был спроектирован автомобильный четырехтактный двигатель “Коджу”. Автомобиль ЯГАЗ, оборудованный этим дизелем, участвовал в дизельном пробеге в 1934 году под конкурсными номерами 22 к 23. Двигатель развивал эффективную мощность Nе=87 л.с. при n=1710 об/мин и имел оригинальную разделенную камеру сгорания. В этом международном конкурсе дизельных автомобилей дизель, спроектированный Николаем Романовичем, занял одно из первых мест.
   Из числа конструкций двигателей внутреннего сгорания, созданных по идеям Н.Р. Брилинга, уместно, кроме указанных короткоходных двигателей, упомянуть следующие: одобренный в свое время Рикардо двигатель ДвоСжаРас мощностью 100, л. с., в котором часть цилиндров работала по двухтактному циклу, а часть - по четырехтактному; двигатели М-33 мощностью 600 л.с. для авиации и мощностью 400 л.с. для танков (совместно с инженером Виттом); двухтактный 24-цилиндровый авиационный двигатель ФЭД-8 мощностью 3000 л.с. (совместно с акад. Б.С. Стечкиным); двухтактный двигатель для подводной лодки мощностью 300 л.с. (в сообществе с проф. Тринклером); малолитражный четырехместный автомобиль НАМИ и значительное число конструкций аэросаней.
   Кроме того, Николай Романович руководил реконструкцией свыше 20 теплосиловых хозяйств, осуществлял приемку оборудования дизелей и паровых турбин, проектировал автодром для мотоциклетных гонок, производил экспертизы, давал отзывы, писал рецензии и т. д.
   Широкая эрудиция, самоотверженный труд и чувство нового позволили Н.Р. Брилингу воспринять и развить лучшие традиции отечественной и зарубежной инженерной мысли и стать одним из основателей современной теории поршневых двигателей внутреннего сгорания.
   Большой педагогический талант, неустанная работа с молодежью и большая человечность способствовали воспитанию Николаем Романовичем армии двигателистов, армии нескольких поколений, с гордостью именующих себя учениками профессора Брилинга. Одной из особенностей прогресса науки на современном этане ее развития является коллективная форма научного творчества. В нашей отечественной науке коллективные формы творчества - научные школы получили широкое распространение и обеспечили исключительный эффект. Следует при этом отметить, что развитие коллективных форм творчества возможно, если во главе коллектива, во главе научной школы находится руководитель, обладающий качествами выдающегося ученого, человека высоких моральных качеств, умеющий сплотить вокруг себя научный коллектив.