Nel 1946 venne investito della carica di ingegnere capo di un OKB (ufficio di progetti sperimentali) della fabbrica numero 165. Sotto la sua direzione venne creato il primo turbogetto sovietico, il TR-1. Gli aeroplani equipaggiati con i motori Ljul'ka, tra la fine degli anni cinquanta ed i primi anni sessanta hanno conquistato più di 20 primati mondiali.
Ljul'ka contribuì anche nella ricerca teorica, in particolare definendo i limiti di applicazione di un turbogetto e i vantaggi di un compressore assiale rispetto ad un compressore centrifugo. Per la prima volta introdusse il concetto di fattore di recupero di pressione all'imbocco di una presa d'aria di un motore a getto. Sviluppò un metodo di calcolo dell'efficienza di una turbina a gas ed introdusse il concetto di efficienza complessiva di un turbogetto e sviluppò un sistema per il calcolo della velocità di un turbogetto in funzione della quota.
Nella seconda metà degli anni settanta realizzò uno dei primi propulsori sovietici a doppio flusso, il turboventolaAL-31F, uno dei migliori al mondo, capace di 12.500 kg di spinta, con il quale il Sukhoj Su-27 conquistò più di 30 primati mondiali.
Fu insignito di tre medaglie di Lenin, una medaglia della Rivoluzione d'Ottobre, un Nastro Rosso del Lavoro.
Motori
Un AL-7F turbojet dell'OKB Ljul'ka
Sotto la direzione di Archip Ljul'ka, l'OKB costruì motori quali:
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