21 listopada 1960 r. został powołany przez Ministra Komunikacji na zastępcę przewodniczącego Komisji Przepisów Cywilnego Sprzętu Lotniczego przy Departamencie Lotnictwa Cywilnego Ministerstwa Komunikacji. 5 grudnia 1961 roku został powołany przez Dyrektora Instytutu Lotnictwa na stanowisko adiunkta. W 1962 roku brał udział w odbiorze z Anglii samolotów Vickers Viscount dla PLL LOT. 1 stycznia 1964 r. został powołany na stanowisko Samodzielnego Pracownika Naukowo-Badawczego, pełniąc jednocześnie funkcję kierownika Zakładu Konstrukcji Specjalnych (tj. rakiet) i kierownika Grupy Problemowej.

W 1964 r. opracował projekt wstępny 12-miejscowego samolotu wielozadaniowego krótkiego startu i lądowania (STOL) TC-Borsuk napędzanego dwoma silnikami turbośmigłowymi (jako następcę An-2 i podobnej klasy co przyjęty do produkcji w latach 70. licencyjny radziecki An-28). W latach 1966/67 na V Mistrzostwa Świata w Akrobacji Samolotowej w Magdeburgu (1968 rok), został opracowany przez T. Chylińskiego projekt samolotu akrobacyjnego TC-A68, a w 1969 r. projekt samolotu rolniczego TC-R. Był on również autorem projektu modyfikacji samolotu An-2 przez zwiększenie jego powierzchni nośnej w celu poprawienia udźwigu i ekonomiczności, jak również projekt odmiany An-2 z napędem turbośmigłowym.