2000年他调到北京后，继续为高空台的发展奉献智慧，一直担任着高空台学术委员会主任一职。高空台学术委员会是一个由航空发动机研究、设计、试验、试飞、测试与控制等领域知名专家组成的“智囊团”，每年都召开一两次会议，为高空台的发展出谋划策，为重大技术决策把关。汶川地震过后，国家决定624所异地重建新的试验研究基地。他通过多方呼吁并撰文分析，建议一定要高起点、高标准建设这一试验研究基地和高空台，这些建议为新建试验研究基地提供了重要的决策依据。
二、领军攻关探索自主研制航空发动机道路
高性能推进系统工程预先研究（简称高推预研），是我国第一次按系统工程管理的大型航空动力研究工程。研究的目的是为中等推力涡扇发动机研制储备技术；研究技术指标与当时西方尚处于型号研制阶段的同类发动机相当；研究领域基本涵盖了发动机设计所需的主要专业。这一项目，有全国的20余家厂所、高校参加，624所是总设计师单位。
这是我国自主创新、自行设计先进航空发动机道路的起点！航空发动机研制技术复杂、风险高、周期长、投入大，被誉为工业“皇冠上的明珠”。当今世界只有美、英、法、俄等几个国家能够独立研发航空发动机。高推预研，对探索我国自己的航空动力技术、开创自行研制的道路、提升624所的核心能力，都承载了厚重的期盼！
高推预研工作启动后，刘大响协助高推预研总设计师、624所总工程师袁美芳，为分解高推预研关键技术和课题研究做了大量工作。1986年，他接任总工程师，全面主持高推预研工作。
10年高推预研，共完成各类试验研究报告2000多份，计算机软件300多个，各种样机、试验件200台（套）；其中，有的填补了国内空白，有的达到国际先进水平。在国内各种学术会议和刊物上发表论文1000余篇，在国际各种学术会议和刊物上发表论文450余篇。高推预研项目共获国家级和部省级科技进步奖200多项。
预研成果能否推广和应用，是上级领导最为关注、624所领导班子和刘大响日思夜想的问题。这关系到我国自主创新、自主研制航空发动机道路能否继续下去；同时，这也关系到624所的生存发展。刘大响深感责任重大、使命在肩。在624所领导班子支持下，他多次往返北京向有关领导和机关汇报，终于得到上级的理解和支持，为在高推预研成果基础上开展中推核心机研制争取到了机遇。原航空航天工业部做出“在高推预研基础上同时开展三大部件和核心机预研”决定，于“九五”前后批准三大高压部件和中推核心机研制立项。
三大高压部件研制，突破了高压压气机、主燃烧室、高压涡轮关键技术。高压压气机，全部技术性能达到设计指标，这是我国首台自行研制的达到当时世界先进水平的航空发动机高压压气机；主燃烧室、高压涡轮的技术指标与国际上当时同类发动机部件相当。三大高压部件的成功研制，坚定了业界自主研制先进航空发动机的信心。
在中推核心机研制期间，作为第一总设计师的刘大响主持完成了立项论证、总体性能和结构的方案设计。他深入设计、试验第一线，协调确定总体方案和各部件设计参数；统筹兼顾，抽调技术骨干、组织精兵强将开展研制工作。中推核心机立项当年，就完成全套工程图设计，并投入试制。仅用11个月，就完成了第一台核心机加工、组装，进入了地面台的试验验证。
中推核心机地面台试验，基本性能达到设计指标，并显示三大部件匹配性能良好；在高空模拟试验过程中，中推核心机成功地越过了空中起动、低转速喘振、临界转速、高温高转速难关。
1994年1月底，空军和航空工业总公司的专家组来到高空台现场，考察中推核心机高空台试验，并对中推核心机研制进行技术评审。作为中推核心机试验总指挥的刘大响，果断地发出了推向最大状态的指令！随着油门杆缓缓向上推移，中推核心机直达最大转速，节奏啸叫充天塞地，犹如一曲乐章，奏出了旋律的高潮。同时，200多个参数测量点的测试数据显示中推核心机的空气流量、压气机压比、涡轮前温度、推力、耗油率等技术性能都达到设计指标。
专家组的评审结论认为：“中推核心机是我国航空发动机行业取得的重大突破，是在自行研制航空发动机道路上跨出的具有战略意义的一步！对我国航空发动机行业的振兴发展将会产生巨大的推动作用和深远影响。”至此，我国自主研制的首台航空发动机核心机圆满成功！
1995年，中推核心机参加国家“八五”预研成果展示会。刘大响向前来参观的江泽民、李岚清、吴邦国等中央领导同志汇报了中推核心机研制的丰硕成果。中推核心机研制，得到党中央、国务院和中央军委的高度重视和充分肯定。
“九五”之初，原国防科工委批准高推重比发动机预研立项；不久后又将此列入重大背景和关键技术项目“高性能燃气涡轮动力技术”。624所作为牵头单位，与业界20多家参研厂所、高校合作开展预研工作。这是战技性能、推力量级全面跨代，奠定高推重比发动机研制技术基础的重大项目；这也是更加艰辛、充满风险的自主研制先进航空发动机的漫长道路！
刘大响作为“高性能燃气涡轮动力技术”总负责人，主抓该项预研工作。他精心策划、精心管理，组织参研单位人员按照《预研技术方案研究任务书》要求，开展发动机总体方案设计。设计方案确定并通过了上级专家组评审之后，共开题150余个，迅速展开高推重比发动机关键技术预研工作。
高推重比发动机预研期间，他与624所总设计师、于2000年开始担任高推重比核心机总设计师组组长的江和甫既分工又密切配合，组织参研团队推进研究工作。“九五”期间，相继完成了三大高压部件以及风扇等部件的研制。后经试验验证，这些部件的技术性能，均达到或超过了设计指标。“十五”之初，高推重比发动机预研进入了核心机研制阶段。
他调到北京工作后，一如既往地支持、关心高推重比发动机预研工作。在研制重要阶段的历次评审会上，他作为专家组组长，组织专家对其设计、加工和试验方案进行评审，为研制工作把关；在核心机进行的一些重大试验时，他回到高空台现场指导试验工作。高推重比核心机的成功研制，是与他在624所工作期间打下的坚实基础和后来的关心、支持分不开的。
三、抓住机遇开展航空动力技术国际合作
20世纪90年代以来，刘大响院士在上级领导和有关部委的支持下，抓住我国对外开放有利时机，积极开展航空动力技术国际合作特别是对俄合作。
在国际合作的谈判中，他始终站在我国航空动力技术长远发展的高度，以强烈的责任感和大局观来把握国际合作的总体方向；坚持以我为主，内容由我方确定。在合作项目的选择上，他把水平高、难度大、技术新、我方短期内难以突破的技术作为优先项目；从合同的技术谈判、执行到最终验收，都采取全行业参与方式，组成“国家队”来实施，使多家航空厂所和高校从中受益。
在对外合作的实施中，他大力推行“平行设计、交叉评审”方法。两家相互交换设计结果，并进行相互验算和评审，通过不断“比较—接近—再比较—再接近”，最终达到基本一致。他要求中方人员把合作项目与国内研究项目紧密衔接起来，最大限度地消化吸收对方的先进技术，修改完善自己的设计方法。这样一来，不仅可以获得一套高水平、高质量的设计图样和资料，而且还能较为全面系统地掌握先进的设计技术、设计经验，完善我国的航空发动机设计体系。
他坚持“老中青三结合，以中青年为主”方针，把培育、锻炼中方技术队伍放在对外合作的重要位置。合作项目的选择、论证、合同文本的编写以及派遣出国人员，都有占总人数50％～60％的中青年骨干参加。在他的推动和组织下，通过“走出去”培训、“请进来”讲学的办法，使中方的技术队伍得到锻炼、技术水平得到很大提升。从1994年到1998年底，仅624所派出去学习和培训的专家就多达200余人次；前来讲学和技术交流的外方专家在180人次以上。
2002年，俄罗斯科学院授予他荣誉博士称号。在学位授予仪式上，俄罗斯科学院院士法沃尔斯基在祝词中的一段话，正是对他利用对俄合作培养人才的集中概括：“他成功地将我国燃气涡轮发动机专家半个多世纪以来积累的经验融入进了中国年轻专家的血液，使中方专家的技术水平和工作能力大幅提高”“其他单位的合作瞄准的都是钢铁，而GTE（624所）的合作目标是获得知识和经验，是培养人才队伍”。
同时，他积极推动实施民用飞机发动机技术对俄合作，达成了民用飞机发动机及其部件技术研究的多个对俄合作合同。他同样把这一合作建立在以我为主的基础之上。如利用中方成功研制一型核心机匹配低压系统，进行大型民用飞机发动机研制可能性研究。他的这些努力，把航空发动机设计技术国际合作推向了一个新的领域。
四、航空报国事业、人品留口碑
刘大响的事业心、责任感、人格魅力，在624所干部职工中留下了很好的口碑。
曾任涡轮院院长的郭昕深情地说过：“刘总对航空事业富有开拓精神。在高空台建设期间，他组织实施高空台的设计、使用和试验技术研究，结合科研任务和对外合作大力培养人才。他的这些努力，充分体现了他的前瞻性思维，展示了他的使命感、责任感和大局观。刘总对航空科研工作充满睿智，充分体现他科学、求实的决策艺术。刘总不仅为高空台建设、航空发动机研制、探索自主研制航空发动机道路，以及624所的发展，做出了开创性的重大贡献；更为可贵的是为我们塑造了一种科研精神和工作方法。”
涡轮院副院长侯敏杰非常佩服刘总：“他是我国航空发动机高空模拟试验技术的开拓者，是一位自主研制航空发动机的探索者。特别是在首台自主研制的核心机高空模拟试验中，他克服了缺乏专用核心机试验设备、缺乏核心机试验经验等困难，以巨大的工作激情，在挑战面前毫不退缩，以自己的卓识和不懈努力，取得了我国首台核心机研制的成功，为我国先进航空发动机研制打基础、建平台，贡献出了全部的智慧和力量。”
曾任涡轮院院长的焦天佑与刘大响共事多年，在回忆中谈到：刘大响在高空台建设中给人留下了深刻的印象，他对航空发动机事业有非常强的责任感和使命感。他到高空台负责设计工作，没过几年，高空台就被缓建，在极其困难的条件下，他没有退却、更没有逃避，利用有限的经费支持，主持了高空模拟试验技术研究，利用他在英国参加斯贝发动机高空模拟试验时学到的技术，带领技术人员，不怕风险、不怕反复、不怕技术难度大，一步一个脚印，解决了大量的设备故障和技术问题，建立了我国高空台的多项高空模拟试验方法。还有在高空台数据采集处理系统的引进项目中，敢于创新，成功自主研发了高空台数据采集处理系统。刘大响为高空台建设做出了重大的贡献。
时任刘大响所在设计室党支部书记、后来担任624所党委副书记的周振德回忆说：“大响之所以出色，是因为他付出得更多。他爱学习、肯钻研、事业心强、面对困难不退缩。跟很多出类拔萃的人一样，他的成长过程也不尽是坦途，也历经了困难和磨砺。调来624所之初，我们设计室的主要任务是某型发动机设计。1972年5月，这一项任务下马了，室里好长一段时间没事做，一些人就不来上班了。别人不来，大响照常准点上下班。没有别的事做，他就翻书学习。一些人闲散度日，他却在钻研。”
时任624所高空台试验研究室党支部书记的曾伯勤回忆说：“大响为人正直、有啥说啥，讲求方法。他总是以商量的口气与同事们交流，‘你们看我这个建议是不是更合适一些’。每次高空台试验涉及的单位和设备很多，他作为技术负责人在主持试验协调会时，先让大家充分发表意见，最后才提出自己的看法和要求。他一步步走上了领导岗位，地位变了，但他和群众打成一片的作风始终没有变。调到北京后每逢回到624所，遇到熟人他都要打招呼、聊聊家常，没有一点儿架子。这也正是他的人格魅力所在。”
624所有位中专学历技术员，当了一个研究室的副主任，这应该说在科研院所是很少见的。这位同志至今还说：“刘总特别注重培养人才，不拘一格用人。刘总见我对试验设备比较了解、遇事爱琢磨，就破格举荐我当了室副主任。当时我们一批人的成长，都是与刘总培养人、善于用人分不开的。”他结合科研工作，为发动机行业和624所培养了一大批人才。在他培养的研究生中很多已在624所的科研工作中发挥着骨干作用。他在624所工作期间，作为导师培养的研究生如郭昕、蔡毅、侯敏杰、李继保、王永明等同志，都先后走上航空工业企事业单位领导岗位。