材料突破后，研发团队随即对发动机涡轮叶片进行重新设计，摒弃第一代战机发动机的实心叶片结构，采用空心叶片设计——叶片内部预留散热通道，既减少了叶片重量（较实心叶片减轻20%），又能通过内部气流快速散热，大幅提升涡轮叶片的热效率与使用寿命；同时，改进发动机的燃料喷射系统，采用高压喷射技术，将燃料雾化后精准喷射至燃烧室，让燃料与空气充分混合燃烧，燃料利用率提升15%，进一步增强发动机推力。经过近两年的反复调试与优化，1948年初，兴南首款自主研发的WS-2型航空发动机在仰城航空基地的测试平台上完成首次试车。
试车当天，测试车间内挤满了研发人员与军方代表，当发动机启动的瞬间，巨大的轰鸣声震耳欲聋，测试平台轻微震动，仪表盘上的推力数值不断攀升，最终稳定在80千牛（约8163公斤），远超预期的75千牛，推力较第一代“天山-1型”提升近3.5倍，足以轻松支撑战斗机实现超音速飞行。测试数据显示，WS-2型发动机推重比达5.8，处于当时世界领先水平，且稳定性优异，可连续全负荷运转400小时以上，满足实战部署需求。测试成功的那一刻，研发团队的成员们相拥而泣，两年多的日夜坚守、无数次的失败与调整，终于换来了核心技术的突破，超音速飞行的门槛被正式跨越。
解决发动机推力难题后，机身气动布局不合理的问题随之凸显——初期研发团队沿用部分零式战机的气动设计思路，过于注重战机的低空机动性，却忽视了高速飞行时的稳定性，在模拟时速超过1000公里的测试中，机身出现明显抖动，甚至有失速失控的风险，根本无法满足超音速飞行的安全需求，气动布局优化成为亟待攻克的第二大难关。
这一任务被交给了年轻工程师王华磊，他今年30岁，留美归来后师从第一代战机气动设计专家，主攻航空气动设计领域，不仅有着扎实的理论基础，更具备敢于创新的思维，是兴南培养的二代研发骨干中的佼佼者。王华磊带领气动研发团队，查阅了上百份欧美先进战机的技术资料，深入研究美国F-86的后掠翼设计、苏联米格-15的机身流线型结构，同时结合第一代“猎鹰-1型”战斗机的气动数据，制定了多套气动布局方案，通过仰城航空基地的高速风洞试验，反复验证优化。
风洞试验是气动布局优化的核心环节，研发团队需要模拟不同速度、不同高度下的气流状态，精准捕捉机身各部位的压力分布、阻力系数等数据，进而调整机身线条。为获取最精准的气动数据，研发团队先后制作了12套不同比例的战机模型，进行了上千次风洞试验，每次试验后都根据数据反馈调整机身设计——将机身整体打磨成更流畅的流线型，减少头部与机身连接处的气流阻力；调整机翼后掠角，从第一代的25度优化至35度，进一步降低高速飞行时的空气阻力；增加机翼的展弦比，优化机翼弧度与翼型，提升高速飞行时的升力与稳定性；同时优化垂直尾翼与水平尾翼的尺寸比例，增强战机高速机动时的操控稳定性。仅风洞试验一项，便耗时半年之久，研发团队成员几乎每天都泡在风洞实验室，分析数据、调整方案，不放过任何一个细微的气流异常。
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