Семидесятые – восьмидесятые годы были спорными по области развития воздухоплавания, к сфере опытов которого особенно пристрастился под воздействием французских ученых Жуковский (под термином «воздухоплавание» тогда и вплоть до 1917 года понимали авиацию). Конечно, этот интерес Николая к изучению секрета полета был вынесен им, мы помним, из детства – того ореховского мира, что был полон рассказов Антипыча и их совместных прогулок, бесконечных экспериментов с воздушными змеями, к которым уже тогда, по воспоминаниям самого Николая, он присоединял маятники, грузы и т. п. Зарубежный же опыт в области «летания», познанный по мере возможности Жуковским, еще больше разжег этот интерес. К тому времени научному миру уже точно было известно, что полет на баллоне, наполненном нагретым воздухом или водородом, возможен. Так, еще в 1852 г. Анри Жерар совершил такой полет, поднявшись на высоту 1800 м на построенном им дирижабле объемом 2500 м3. Оболочка дирижабля была наполнена светильным газом, сам дирижабль оснащен воздушным винтом, приводимым в движение с помощью паровой машины. Теперь путем совершенствования этих винтов аэронавты пытались добиться того, чтобы полет на аэростатах был управляемым. И как раз тогда всегда чуткий к техническим особенностям времени Жуковский крутил педали на привезенном им из Парижа велосипеде в Орехове, выясняя необходимые ему теоретические данные и нащупывая почву для решения этого вопроса – о продолжительном управляемом полете над землей. Николай чувствовал необходимость разработки и совершенствования в этом направлении именно летательного аппарата тяжелее воздуха.
Одновременно с тем в этих своих первых исследованиях подъемной силы Николай Жуковский совпадал с немецким инженером и летчиком-испытателем Отто Лилиенталем, что они оба далеко не сразу это узнали. В то время распространенным было представление, что полет в воздухе сродни плаванию по воде. Поэтому для управления полетом пытались применять весла, крылья, паруса и даже обученных коршунов и голубей. Одновременно с этим выделялась и часть исследователей, которая слепо верила, что человек сможет полететь, используя только силу своих мускулов, то есть приводя в движение крылья за счет своей физической силы. Конечно, это было возможно. Однако крылья должны были быть достаточно большого размаха, а сила, направленная на то, чтобы привести их в движение и поднять массу тела человека в воздух, требовалась огромная. Человек же не способен проделывать такую работу продолжительное время, что Отто Лилиенталь быстро понял, поэтому оттолкнулся от этой идеи и пошел по своему пути.
Загадка полета интересовала Отто Лилиенталя с самого детства. Еще будучи подростками и исходя из опытов все с теми же воздушными змеями, они с младшим братом Гюставом мастерили планеры различного типа. Первый свой собственный полет Отто попробовал совершить, когда ему было 14 лет. Он сделал крылья и приделал их к самому себе. В попытке полететь он спрыгнул с ними с сарая во дворе своего дома. Полет закончился крушением, благо Лилиенталь сам отделался только синяками. Он не пролетел ни метра, а рухнул прямо у стены сарая. Крылья не подняли Отто вверх и даже не удержали его в воздухе, а послужили разве что только в качестве некого парашюта, смягчившего падение. Однако этот неудачный опыт не погасил в душе юного исследователя интерес к секрету летания. Так как безжизненность теории о применении силы человеческих мускулов для совершения полета была очевидна для Лилиенталя, он, как и Жуковский, стал изучать технику полета птиц. Было интересно, почему коршун или ястреб, массивные птицы, могут просто парить в небе на достаточно большой высоте продолжительное время, не делая при этом никаких движений крыльями. Может ли человек полететь так же?
После того, как Лилиенталь, побывал на службе в армии, где, к слову, поучаствовал и в событиях франко-прусской войны, он еще раз убедился в том, что у огромных аэростатов и воздушных шаров нет будущего. Они слишком громоздки и уязвимы. Чтобы поднять эти летательные аппараты в воздух, им необходимо сообщить достаточную подъемную силу, что неизбежно увеличивает их размеры. Кроме того, поднявшись на них вверх, человек отдается во власть стихии, так как управлять этими аппаратами почти невозможно. С этого момента Лилиенталь окончательно сосредотачивается на изучении законов динамики полета, разрабатывая теорию управляемого полета на аппарате тяжелее воздуха и пробуя экспериментально подтвердить ее. Параллель с Жуковским очевидна. Все то же самое осознавал и Николай. Вместе они встали у истоков новой науки – аэродинамики, изучающей движение тел в воздухе.