Автожир ЦАГИ 2-ЭА - двухместный аппарат с двигателем "Титан" мощностью 230 л. с. Автожир имел небольшое крыло, несущее элероны.

Из известных в те годы систем раскрутки ротора перед взлетом - механической и аэродинамической - была выбрана из соображений большей конструктивной простоты аэродинамическая система, что и определило общую схему горизонтального оперения. Над передней кабиной была установлена пирамида ("кабан"), к которой крепился ротор. Ротор состоял из четырех лопастей, соединенных с помощью горизонтальных и вертикальных шарниров с втулкой, свободно вращавшейся на оси. Лопасти поддерживались тросами, идущими от конуса на втулке к середине лопастей.

Кроме поддерживающих тросов имелись тросы, связывавшие лопасти между собой. Эти тросы крепились к демпферам, укрепленным на лонжеронах лопастей и предназначенным смягчать нагружение лопастей при раскрутке ротора. Лонжерон лопасти был сделан из хромомолибденовой трубы. Нервюры были выполнены из дерева и крепились к лонжерону четырьмя дуралюминовыми угольниками с помощью заклепок.

Хвостовое оперение автожира ЦАГИ 2-ЭА, являясь органом управления, использовалось дополнительно для аэродинамического запуска - раскрутки ротора перед взлетом. В полете управление рулем было связано с нормальной ручкой управления, а управление стабилизатором - со специальным штурвальчиком, находившимся в кабине, сбоку от сиденья. Для отклонения руля высоты и стабилизатора при раскрутке ротора имелась дополнительная кинематическая цепь.

Осенью 1931 г. постройка автожира ЦАГИ 2-ЭА была закончена и начались его летные испытания.  Первый полет на автожире ЦАГИ 2-ЭА был совершен 17 ноября 1931 г. летчиком-испытателем Сергеем Александровичем Корзинщиковым.

Во время первого этапа летных испытаний пришлось столкнуться с рядом неизвестных ранее моментов:

• поддувом лопастей ротора при его раскрутке от случайных порывов ветра;
• трудностью раскрутки ротора до нужной частоты вращения перед взлетом ввиду невозможности удержать автожир на месте из-за отсутствия тормозов на колесах;
• потряхиванием автожира вследствие биения ротора, лопасти которого чрезмерно деформировались из-за недостаточной жесткости лонжеронов;
• тенденцией автожира к боковому неуправляемому развороту при посадке.

Выявление этих явлений, их изучение и устранение потребовало больших теоретических и экспериментальных исследований.

Освоение автожира, выявление и устранение основных дефектов позволило перейти ко второму этапу летных испытаний - снятию летных характеристик и общей оценке летных качеств аппарата. В процессе летных испытаний большое внимание было уделено вопросам устойчивости и управляемости автожира. Было снято большое количество балансировочных кривых на разных режимах полета и при изменении некоторых параметров. Во время испытаний автожира, имевших чисто исследовательский характер, впервые в СССР было произведено снятие поляры на режиме планирования.

В процессе летных испытаний и доводки автожира ЦАГИ 2-ЭА был получен ценный материал для уточнения методики авродинамического расчета и расчета балансировки автожира, расчета длины разбега и пробега, для оценки соответствия расчетных данных данным летных испытаний, для дальнейшего уточнения норм прочности.

В 1933 г. автожир ЦАГИ 2-ЭА был передан в агитэскадрилью "Максим Горький", где совершил несколько агитационных полетов. В начале 1934 г. ввиду израсходования ресурса двигателя автожир был передан в музей Осоавиахима.

Ведущими конструкторами по проектированию автожира ЦАГИ 2-ЭА были В. А. Кузнецов и И. П. Братухин. В проектировании принимали участие Г. И. Солнцев и А. Ф. Маурин. Общее техническое руководство лежало на А. М. Черемухине (он же разработал для этого аппарата временные нормы прочности).

В летных испытаниях и исследованиях автожира активное участие принял М. Л. Миль. В частности, им был исследован вопрос неуправляемого разворота автожира при пробеге после посадки. Ведущим летчиком-испытателем был С. А. Корзинщиков.