Бойд был направлен в Школу истребительного вооружения ВВС США на авиабазе Неллис близ Лас-Вегаса сначала в качестве студента, а после ее окончания - в качестве инструктора по вооружению и тактике истребителей. В этой школе основное внимание уделялось стрельбе "воздух-земля" и "воздух-воздух". Тактике воздушного боя уделялось мало внимания, что Бойд сразу же исправил. В качестве инструктора по тактике он приобрел репутацию "40-секундного Бойда", что означало пари на то, что он сможет победить любого пилота в течение сорока секунд в воздушном бою 1 против 1, и это пари он обычно выигрывал. Что еще более важно, он изложил свои знания о тактике на бумаге, опубликовав несколько статей в профессиональном журнале Школы истребительного вооружения. В 1960 году, в возрасте тридцати трех лет, он опубликовал книгу "Исследование воздушной атаки", которая до сих пор считается энциклопедией по воздушному бою. На 147 страницах книги подробно, словами и графическими иллюстрациями, описываются все возможные маневры, которые пилот может применить в бою с собаками. Важной особенностью книги было то, что Бойд не отстаивал один маневр от другого, а представлял варианты, доступные пилоту и его противнику, в соотношении друг с другом. Он хотел показать людям разнообразие приемов и контрприемов, а также логику их динамики. Его содержание вошло в официальное руководство ВВС по тактике "воздух-воздух" и по официальным и неофициальным каналам было распространено среди других служб в срок, чтобы хорошо использоваться во время войны во Вьетнаме. С тех пор не было добавлено ни одного нового маневра, что свидетельствует о всеобъемлющем характере усилий Бойда, и впоследствии эта публикация, в различных обличьях, до сих пор является основой для всех реактивных ВВС.5 Таким образом, он изменил характер главной школы воздушной тактики ВВС США.
Летом 1960 года он переехал в Атланту, штат Джорджия, чтобы получить степень в области промышленной инженерии в Технологическом институте Джорджии. В Неллисе он понял, что если он хочет продвинуться дальше в своих открытиях, то ему необходимо расширить свой интеллектуальный инструментарий за счет знаний математики. Промышленная инженерия добавила бы физику, производственные линии, термодинамику и другие области. В Технологическом институте Джорджии его интересовали не математические детали, а основополагающие концепции. Здесь у него развился вкус к синтезу. И это привело к еще одному замечательному и очень важному вкладу в воздушный бой - озарению, которое вернуло его к вопросу об относительном превосходстве F-86 в Корее.
В Технологическом институте Джорджии Бойд изучал термодинамику. Термодинамика связана с изучением энергии. Второй закон термодинамики называется законом энтропии и постулирует, что в замкнутой системе передача тепла (энергии) происходит в одном направлении - от высокой температуры к низкой. Если смешать два отдельных объема воды, один с высокой, а другой с низкой температурой, то высокоупорядоченные состояния отдельных объемов исчезнут и заменятся менее упорядоченными состояниями. Температура меняется до тех пор, пока температура во всей системе не станет одинаковой. Это изменение необратимо. Энтропия системы увеличилась. Система перешла от порядка к беспорядку. В технике это понятие относится к тому факту, что в систему всегда поступает больше полезной энергии, чем выходит. Ни одна система не является эффективной на 100 процентов.6
Используя знания из термодинамики, он обнаружил, что может объяснить воздушный бой в терминах энергетических отношений, в которых высота является потенциальной энергией, которую можно обменять на скорость - кинетическую энергию - и наоборот. Повороты стали маневрами, потребляющими энергию, причем скорость потребления зависит от количества g-силы в повороте, а мощность двигателя - поставщиком энергии для набора высоты, скорости, поддержания поворота или их комбинации. Эти зависимости могут быть выражены в вычисляемых уравнениях, а результаты могут быть представлены в виде графиков, отображающих характеристики энергии/маневренности истребителя. При наложении и сравнении таких графиков различных истребителей сразу же станут очевидными области относительного преимущества в скорости/высоте. Более того, это давало бесценную информацию для конструкторов самолетов, поскольку они могли видеть, в каких условиях, где, когда и как самолет может получить преимущество. Это было "так же фундаментально и так же важно для авиации, как Ньютон для физики", - отмечает Корам.7