2001年底，601所完成了新老领导班子更替，65岁的李明正式从所总设计师岗位卸任。1986—2001年，李明担任了16年的总设计师，卸任后继续任歼11系列飞机的型号总师，一直到2003年。在平时的工作中，李明一直都很重视对年轻人的培养，并鼓励年轻人勇挑重担，积极走上科研一线。所以，尽管这次领导班子换届涉及面宽，但是由于在各个领域内都有能够挑起重担的年轻领军人物，所以整个换届工作可谓水到渠成，非常顺利。考虑到李明长期担任歼8系列飞机的总设计师，对每个项目的负责人都非常了解，因此，换届后不久，所领导找李明商量，希望他帮忙解决一下歼8系列飞机任务分管问题。
李明当时想，既然自己已卸下了总设计师的担子，似乎不应再管事了，但又一想，应本着“扶上马，送一程”的思路才是。于是他组织召开了一次总师办会议，对歼8系列型号任务的分工提出了自己的意见。李明当时提出，杨凤田是国防科工委任命的歼8Ⅲ型号总设计师，所以他要将该项目负责到底；至于挂装新研的霹雳×导弹的歼8F飞机，所里上报的型号总师是杨凤田，也别变了，而由孙聪负责歼8×型飞机、黄季墀副总师负责歼8ⅡM出口型、张权副总师负责所有外场飞机事务，这些也都不要变了，仍然采用由总设计师负责全面工作和关键技术问题的决策，型号常务副总师负责日常具体科研工作的做法，他们都对所总设计师和所长负责。会上，大家对李明的意见都表示同意。
这次总师办会议，是李明最后一次召开的总师办会议。
卸任后不久，所党委书记罗阳和所长李玉海又与李明商量，他们认为虽然李明已经从总设计师岗位上退了下来，但毕竟还在所里工作，应该有个名分。其实李明并不在意这些，所以他说干脆叫顾问吧。不过罗书记认为不合适，后来定为“首席专家”。在所领导的眼里，老一辈的专家是所里最宝贵的财富，既拥有深厚的技术积累，又有着长期从事科研项目的经验，用好老一辈专家，是601所在过去50年里绵延不息、成果卓著的重要原因。
就这样，李明成了所里的“首席专家”，尽管没有十分明确的职责，但是任务却不轻，用他自己的话说，“虽然所里的事越来越少，但是所外的事情不断增多，有点墙内开花墙外红的味道。”
无人作战飞机系统研究
20世纪90年代中期，无人作战飞机系统以新概念武器系统的面目出现，像当年的ACT一样，引来了世界范围内的研究热潮，各个国家所研制的各种类型的验证机计划也陆续出现。在这些研制计划中，处于领先的仍然是美国军方所主导的X-45、X-47项目，以及欧洲多个国家联合研制的“神经元”无人机项目。
其实，无人飞行器的研究发展和应用有着很长久的历史，作为侦察类无人机，美国早在越南战争时期就大量生产使用，我国空军还在边境地区击落过多架美国的“火蜂”无人侦察机，此外，还有一架洛克希德·马丁公司研制的马赫数3一级的无人侦察机坠落在我国境内。可以说，在20世纪六七十年代，美国的无人机发展经历了一次高峰期，但在越南战争结束后美国停止了无人机的发展，甚至连美国国防部下属负责无人机研制的办公室也撤销了。
然而，作为中东地区的空中强国，在美国的无人机研制陷入低谷时，以色列却开始加速无人机的研究发展，并将其大量应用于侦察、监视和情报收集等任务上，无人机也为以色列空军在中东战争中屡屡获胜发挥了至关重要的作用。
海湾战争后，基于信息技术的迅猛发展和科学技术的进步，美国各军兵种又开始提出无人机（UAV）研制计划，并掀起了由无人机转向无人作战飞机（UCAV）研制的热潮，美国军方提出的多项研制计划都是无人作战飞机计划。不过，在最初的一段时间里，由于各军兵种的意见不统一，加之研制计划繁多，所以根据美国国会提交的一份研究报告显示，当时的无人机研制，花费不少，坠毁的多，成功的少。在这之后，美国空军内部率先就发展无人作战飞机达成了共识，而后美国空军、海军之间也达成了一致意见，即未来的无人作战飞机应该是有人作战飞机的主要辅助力量，能够执行远程精确打击任务，同时还兼有侦察、监视、情报收集等功能，承担新使命任务的无人作战飞机系统又成了新的热点。如今，美国国防部预研局（DARPA）制订的无人机发展路线图已广为世界从业人员熟知。
无人机是一个种类与用途非常广泛的领域，有高、中、低档之分，而其人工智能水平仍在深入研究中。中低端，尤其是低端无人机的进入门槛较低，国内外进行研究的机构和单位相当多，但无人作战飞机系统则是高新技术的集成，要开展深入研究与发展，必须有一定的学术与专业水准。长期参与预研项目，使李明对航空领域技术发展趋势更为敏锐，判断也更为准确。看到国外许多公司纷纷开始着手无人作战飞机系统的研制，他决定立即着手开始前期的调查和分析，推进我国无人作战飞机系统的研究。
经过一年多的资料收集、分析研究，并多次组织多个院校和多个研究院所共同研讨与论证，由李明牵头申请的一项国家安全重大基础研究项目，经过预研中心组织的评审和总装备部专家顾问组审查获得通过，最终在2001年8月由总装备部综合计划部批复立项。
在此后的5年里，李明作为该项目的技术首席专家，主持开展了无人作战飞机系统基础技术研究项目，这也是他从型号一线上退下来之后，继续从事的一项预先研究课题，而且也是一项比较前沿的研究工作。也是他得以转型过渡的重要一环。
无人作战飞机系统基础技术研究项目分成两个课题，一是无人作战飞机系统总体基础技术研究，内容涉及无人作战飞机系统顶层概念、人素工程、无人作战飞机系统控制、决策与管理理论和方法、无人作战飞机系统信息传输理论与方法、无人作战飞机系统综合与系统运行仿真等方面的研究；二是无人作战飞机平台基础技术研究，内容涉及低可探测性、高机动新型布局和布局机理研究、综合设计准则和基础综合技术研究、无人作战飞机平台自主控制技术研究、无人作战飞机动力装置系统需求概念研究、多传感器信息获取与处理方法研究等。
在李明的带领下，来自航空工业领域和空军的7个院所（601所、611所、618所、620所、空八所、54所、试飞院）以及4所大学（北航、西工大、南航、国防科大）的专家和研究人员组成的团队，通过研究取得了一些突破和诸多成果，圆满完成了研究任务。李明自己也承担了无人作战飞机的战术技术要求分析、特殊气动布局、无人作战飞机的使命、自主等级的划分等方面的研究，并完成了科研报告。在进行无人作战飞机系统基础技术研究项目研究的同时，李明还大力推动高空反隐身无人机的前期对外合作，基于这项合作，601所研制出了“神雕”验证机。
后来，中科院沈阳自动化所又牵头联合601所等单位申请了另一个“973”项目——无人作战平台自主行为能力共性基础问题研究，并聘李明为该项目的专家组组长。之后，李明先后参加了该项目的立项、论证、开题、中评、终评等有关工作。该项目分为两个阶段进行，持续时间也是5年，随着两个项目的先后完成，李明在无人作战飞机系统的预先研究方面，已经默默奋斗了10年。而他先后组织和参与的这两个“973”项目，对601所无人作战飞机系统的研究能力建设、队伍组建以及后来的型号研制都起到了奠基性作用。
培养博士生
在长期从事的型号研制实践中，李明总结出一条经验，那就是当遇到大量的技术问题和理论问题时，不仅需要自己深入钻研和提高，更需要组织和支持年轻人去研究、攻关和创新。
所以他从一线岗位上退下来之后，由于不再担任型号任务，不仅有了自己开展进一步研究的时间，而且也有了指导年轻人研究的可能。先前，李明曾经在北航、西工大、南航作过兼职教授和博士生导师，和其他教授一起培养过几名博士生，但积累的经验不多，也不充分。在李明看来，带硕士、博士生，事关培养人才的长远之计，对他来说，也算是一项新任务。
2000年，601所、611所和导弹院联合被教育部授予飞行器设计二级学科博士培养点后，作为所里的总设计师，李明就成了601所博士培养点的牵头人和学术委员会分会主席，并开始以601所博士点的名义招生。
可以招生后，李明立即熟悉硕士、博士生培养的有关制度和条例，与博士生导师们商量，力求共同把培养博士生的工作正规化，并逐步提高质量。科研院所培养博士生有优势也有劣势，劣势主要反映在对学生的研究理论培训和提高上不如院校。因此，他们先将招收的学生送往院校学习，拿到相应的学分，这是弥补这一劣势的一种有效办法，关键在于指导学生选好必须学习的课程，明确学习目标，而选择研究方向，则可以结合所里承担的预研项目或综合解决型号研制中尚未解决的一些问题而定。
在学术领域浮躁之风蔓延，抄袭、作假事件频频发生的大环境下，李明对自己所带的学生更增添了“诚惶诚恐”之感。为此，对培养博士生，李明对自己提出了严格的要求。一是不要求多，使自己有足够的精力和时间注重学生研究工作的质量；二是学生的研究方向要与自己的专业特长和研究方向一致或相近，注重从已开展的预先研究和需进一步拓展的科技前沿中选题。这样，自己对学生研究论文的学术价值和应用前景能够做到心中有数；三是认真审阅学生在学习和研究期间拟发表的文章，尤其是学位论文，对他们所看的文献，所引用的文献，所提出的或引用的概念、理论、公式和方法都加以认真研究、分析，一时不清楚的要与学生讨论，从而发现问题和改正错误。按这样的方针，李明在10年的时间内先后带出了11名博士生和博士后，为培养人才尽了自己的一份力量。随着博士生导师年岁逐渐增加，导师队伍的年轻化问题已经迫在眉睫。针对现行博士生导师的聘任条件，李明向所领导提出了自己的建议。按照李明的建议，一方面加大对现有主要技术骨干的培养，加大检查督促的力度，使他们尽快完成博士学位的学习和论文答辩；另一方面，所里要积极创造条件，让他们在取得学位之后也参与到硕士、博士生的带培工作中，为将来成为合格的博士生导师人才积累经验，以供航空研究院学位委员会审查和聘用，有步骤地完成新老交替。
为知识工程添砖加瓦
2001年，李明从总设计师岗位上退下来，此时601所正在推进“知识工程”，这项工作的主要目的就是把所里在型号和预先研究中所获得的成果、知识、经验、体会以及教训都整理与记录下来，然后在此基础上加工、编辑再按一定格式和方式储存起来，一方面可供后来者参考，另一方面也可以进一步整理挖掘潜能。
于是李明也萌生了把近期写过的，主要是未发表的一些文章和研究报告编辑出版，为所里的“知识工程”提供素材，添砖加瓦。
开始的时候，他以为这不会是太困难和太繁琐的事，但真正动手去做的时候，发现工作量还真的是不小。
所有稿件筹集整理好之后，要按规定程序审批，当时的科研管理部部长杨抗美答应出版，并让李明将稿子交所编辑组。“当时我觉得稿子已经没什么问题了，可是到了编辑手里问题就多了。主要原因就是这些文章是按不同目的和要求写的，因此，体裁、格式、写作风格各异，而且有不少写法不符合出版规定，为此花了相当多的时间进行修改。”好在编辑孟延精心细致，不厌其烦地校改，余晓兰也大力支持和配合，终于在2006年以《砖瓦集》的名字出版了。
《砖瓦集》全书共40万字，由于内容上涉及一些型号和预研的事情，因此定为秘密级，最终印刷了100本。
信息化专家咨询委员会委员
在开展无人作战飞机系统研究的过程中，李明对两件事产生了兴趣。一是高空飘浮器，李明对此进行过认真的概念研究，对其中的关键技术做了分析。对所涉及的动力、能源、材料进行了探讨，并写成了一篇报告，这篇报告除与冯培德院士的项目课题组做过一次交流外，只作为自己的知识储备，收录在《砖瓦集》中。
二是通过对国外无人机技术的跟踪和研究，李明更深刻地认识到信息网络，也就是指挥控制与通信网络（C3）以及传感器（ISR）网络对无人作战飞机系统的重要性。上述两种网络虽说带宽上有区别，但都是无人作战飞机系统遂行任务时所必需的，而且从发展趋势上看，两者有可能变成一种或属于一****（通）用的信息基础设施。
在前面提到的“973”项目中，无人机所依赖的信息技术网络作为一个技术专题由54所等单位进行专门研究，但只是概念、原理与方案的探讨，要实现工程化必须进行深入研究。