W 1959 uczestniczył w przygotowaniach samolotu Tu-114 do lotów na trasach Moskwa-Nowy Jork i Moskwa-Waszyngton. Od 1960 został szefem stacji lotniczo-doświadczalnej (ОКБ-156), a później zastępcą naczelnika bazy lotniczej ds. doświadczalnych. Od 1964 brał udział w lotach doświadczalnych wszystkich samolotów, które powstały w Doświadczalnym Biurze Konstrukcyjnym A. N. Tupolewa.
Wiosną 1964 w Naukowo-Badawczym Szpitalu Lotniczym (НИАГ) pomyślnie przeszedł badania lekarskie dla kandydatów do lotu na pokładzie statku kosmicznego Woschod. Był kandydatem skierowanym przez Ministerstwo Przemysłu Lotniczego ZSRR. Do grupy przygotowującej się do takiej misji miał być wybrany przez Siergieja Korolowa. Od 1 czerwca 1964 razem z innymi kandydatami rozpoczął trening, który po miesiącu przerwali lekarze stwierdzając, iż z uwagi na stan zdrowia nie może uczestniczyć w dalszych przygotowaniach. Według innych źródeł Biendierow nie mieścił się w ciasnej kabinie Woschoda, w której miało znaleźć się aż trzech kosmonautów. W lutym 1965 Andriej Tupolew jeszcze raz spróbował umieścić Biendierowa w grupie kosmonautów, ale nie przyniosło to pożądanego rezultatu. Pomimo tego niepowodzenia Tupolew nadal uważał, że jest on jednym z niewielu kandydatów, który będzie mógł uczestniczyć w lotach doświadczalnych projektowanych przez jego biuro w latach 60.