В 1912 году в Петербурге, произошло несколько штопоров в авиационной школе Всероссийского аэроклуба.
Пока самолеты имели незначительную скорость — 55–70 километров в час, штопоры оканчивались для летчиков сравнительно благополучно, но самолеты бывали разбиты совершенно. Такие исходы падений первоначально не вызывали большого беспокойства. Тревожным было лишь то, что из штопора никому не удавалось выйти, а летчики не могли отдать себе отчета: как это произошло? Почему самолет вдруг потерял управляемость и стал, крутясь, падать?
Но вот появились «Ньюпор-IV» и «Фарман-XVI», со скоростями уже 85—100 км/час. Полеты на них стали производиться на больших, чем ранее, высотах и срывы в штопор стали оканчиваться более трагически.
Началась первая мировая империалистическая война. Лихорадочно заработали военно-авиационные школы, наскоро подготовляя пополнение летного состава для фронтов. И катастрофы из-за срыва в штопор значительно участились. Так, в Гатчинской школе погибли ученики поручик Сыров и капитан Дмитриев, а также инструктор Стоякин, бывший учитель Нестерова. Летчик Хелмовский сорвался в штопор на трофейном «Альбатросе» и погиб бы, если бы при падении не попал в густой лес. Катастрофически гибли от штопоров летчики, которым выпало летать на присланных из Франции самолетах типа «Морис Фарман-40», имевших, как позже выяснилось, конструктивный порок — слишком далеко смещенный назад центр тяжести.
Изредка бывали и случаи «чудесного» спасения при штопоре. Например летчик XVIII корпусного авиационного отряда капитан Родзевич пробовал трофейный «Альбатрос». Попав в туман, он сорвался было в штопор, но неожиданно для него самого самолет вдруг сам вышел из штопора. Однако летчик, уже считавший себя погибшим, пережил такое потрясение, что сошел с ума.
Как эти летчики попали в штопор и как они из него вышли, ни им самим, ни очевидцам товарищам совершенно не было понятно. Единственно, что более или менее определилось, о чем ранее предупреждал и Нестеров, — что штопор обычно наступал в результате потери скорости, главным образом при неправильном выполнении виражей. Поэтому инструкторы в авиационных школах настоятельно рекомендовали ученикам, чтобы не сорваться в штопор, ни в коем случае не допускать потери скорости. Но посоветовать, как выйти из штопора, если он произойдет, не умел никто. Тем более никто не мог решиться преднамеренно исследовать происходящие при штопоре явления.
Так было в авиации всех стран до второй половины 1916 года, когда в Севастопольскую авиационную школу был назначен один из лучших в русской авиации летчиков, внук знаменитого художника Айвазовского, прапорщик Константин Константинович Арцеулов. Это был энтузиаст авиации, начавший летать на планерах еще в 1908 году, в 1911 году получивший диплом гражданского пилота-авиатора, а в начале войны сдавший испытание и на звание военного летчика. Учитывая виртуозную технику пилотирования Арцеулова и опыт проведенных им на фронте нескольких успешных воздушных боев, командование решило его использовать для подготовки будущих летчиков-истребителей. В то время как раз начала развиваться истребительная авиация, и лучших летчиков на всех фронтах снимали с неповоротливых старых машин, чтобы переучить на появившихся к тому времени специально истребительных самолетах — легких, быстроходных, маневренных, но вместе с тем очень «строгих» в управлении. Арцеулов же на фронте сам научился летать на самых юрких истребителях — присланных из Франции «Ньюпорах-Бэбэ». Поэтому его и назначили начальником вновь созданного «истребительного отделения» в качинской авиационной школе под Севастополем.
На фронте, где боевая обстановка постоянно требовала от летчиков выполнения в воздухе резких маневров, Арцеулов был много раз очевидцем срывов в штопор и гибели от него товарищей. Культурный и вдумчивый летчик еще тогда задумался над разрешением этого наболевшего вопроса. Назначение инструктором в школу позволило ему приступить к практическому опыту.
Арцеулов глубоко проанализировал виденные им случаи штопора. Он понял, что при потере скорости теряется и та опора в воздухе, которая поддерживает самолет при правильном нестеровском маневрировании. А вместе с исчезновением этой опоры на пониженной скорости пропадает и эффективность рулей.