В начале войны, после формирования в училище батареи реактивной артиллерии из установок БМ-13 («Катюша»), старший лейтенант Небоженко был назначен её командиром. В конце июля 1941 года его батарея была направлена в действующую армию на Юго-Западный фронт. В Киеве батарея расположилась в Ботаническом саду им. Академика Фомина. По приезде была выставлена охрана — первая цепь из своих автоматчиков, вторая — из военнослужащих НКВД. После короткого отдыха командование батареи получило задание подготовить огневую позицию в районе Ирпеня для нанесения удара по противнику. В 5 часов утра 2 августа 1941 года в присутствии командующего Юго-Западным фронтом генерал-полковника Кирпоноса и начальника артиллерии фронта Парсегова, батарея «Катюш» произвела первый залп. Эффект превзошёл все ожидания. В течение нескольких минут группировка противника была сметена огненным смерчем. Так вторично была сорвана попытка захватить Киев с запада. По огневой мощи залп батареи «Катюш» был равен действию целой артиллерийской дивизии. Это было второе, после первого легендарного огневого удара капитана И. А. Флёрова, боевое применение «катюш» советскими войсками. В течение августа батарея «Катюш» участвовала в боях ещё дважды — под селом Белогородка и в Голосеевском лесу перед контратакой воздушно-десантной бригады. Израсходовав весь боезапас снарядов, батарея была отозвана из Киева и направлена в Алабино Московской области.