Можайский был человек большой физической силы и еще большего упорства и воли. Профессия моряка наложила свой отпечаток на занятия Можайского. Долгие наблюдения над парусами, над действием воздушных змеев, с помощью которых в условиях шторма приходилось перебрасывать линь на берег, над полетом морских птиц, часто сопровождавших корабль, заставили Александра Федоровича задуматься над тайной летания.
Конструктор первого в мире самолета А. Ф. Можайский.
Он тщательно изучает строение и движение птичьего крыла.
Составив чертеж, на котором были показаны размеры голубя, площади крыльев и хвоста, центра тяжести и вес живого голубя, Можайский делает поразительное открытие, впоследствии составившее основу теории полетов:
«Для возможности парения в воздухе существует некоторое отношение между тяжестью, скоростью и величиной площади или плоскости, и несомненно то, что чем больше скорость движения, тем бóльшую тяжесть может нести та же площадь».
Одновременно уделял внимание Можайский и исследованию движения воздуха:
«Если мы найдем возможность действовать против воздуха с такою же быстротою, с какою он обрушивается на нас во время бури, то мы получим тот же отпор, или ту же силу сопротивления, какую он выказал во время бури».
Этот вывод приводит Можайского к убеждению, что летательный аппарат построить можно. Изучая судовую паровую машину и гребной винт, Можайский пришел к мысли, что винт, быстро вращающийся в воздухе, врезаясь в воздух, найдет в нем опору и будет работать подобно гребному винту.
Тайна воздушного летания так поглотила творческую мысль офицера, что всю вторую половину своей жизни, выйдя в 1863 году в отставку, Можайский посвящает целиком работам над проблемой самолета и достигает полного успеха, несмотря на то что у него почти не было предшественников, на чей опыт он мог бы опереться.
Департамент торговли и мануфактур в выданной в 1881 году изобретателю привилегии свидетельствовал, что «на сие изобретение прежде сего никому другому в России привилегий выдано не было».
Можайский пришел к идее своего самолета не столько от подражания птицам, как это случалось со всеми самолетостроителями до него, сколько от обыкновенного бумажного детского змея. Он начал практическую разработку вопроса с того, что стал сам летать на таком змее. Гигантские воздушные змеи буксировались тройкой лошадей, впряженных в телегу. Несомненно, что первый наш авиаконструктор действительно, хотя и вряд ли «с комфортом», поднимался на этих змеях. «Удачно или нет, — шутливо замечает по этому поводу академик А. Н. Крылов, — сказать не могу, но, во всяком случае, когда я его знал, он хромал и ходил, опираясь на здоровенную дубину, так что никто не решался его спросить, не было ли это результатом его полетов на змее».
Воздушный змей, с незапамятных времен служащий игрушкой детям, указывал гораздо более правильный путь к летающей машине, чем машущая крыльями птица. Полет змея основывается на свойстве плоской пластины создавать подъемную силу, когда на пластину набегает под некоторым углом, называемым «углом атаки», воздух.
Для того чтобы змееобразный самолет мог подняться в воздух, нужен был лишь сильный и легкий двигатель, который исполнял бы роль мальчишки, тянущего за нитку бумажный змей. Лошади, впряженные в гигантский змей Можайского, убедили его, что дело только за двигателем, и в этом отношении изобретатель был прав.
Но он служил во флоте как раз в те годы, когда русские парусные корабли после Крымской войны начали переходить на паровые установки. Можайский хорошо знал, какие успехи сделали судовые паровые двигатели во флоте, и надеялся, что нужный ему двигатель, достаточно мощный и достаточно легкий по весу, он найдет.
Так, решая одну за другой сложнейшие задачи, производя множество наблюдений и опытов на создаваемых им приборах, Можайский приходит к конструкции своего самолета, имеющего все основные составные части современного самолета: несущие плоскости, или крыло, двигатель с винтом, корпус, или фюзеляж, для груза и экипажа, рули для управления полетом и шасси для облегчения взлета и посадки.
Первоначально он строит модель будущего самолета с часовой пружиной, вращающей винты.