Образованный и пытливый моряк, еще во время дальних плаваний Можайский начинает интересоваться летательными аппаратами тяжелее воздуха. Он часами наблюдает за полетами различных морских птиц, сравнивает их, анализирует парящий и машущий полеты.

"При наблюдении за полетом птиц, - пишет он, - ми замечаем, что птица, получив быстроту движения вперед от взмахов крыльями, иногда, перестав бить крыльями и держа их и хвост неподвижно, продолжает быстро лететь вперед, парить в том же направлении. С уменьшением быстроты движения птица или начинает понижаться к земле, или снова махать крыльями. Эта способность парить не у всех птиц одинакова; легко заметить, что птицы, имеющие большую площадь крыльев при легком корпусе, парят лучше, чем птицы сравнительно тяжелее с небольшими крыльями. Наконец, легко заметить и то, что для первой категории породы птиц для возможности парения вовсе не требуется той быстроты полета, каковая необходима для последних".

Так Можайский подошел к одной из главнейших зависимостей в авиации зависимости скорости полета от удельной нагрузки на единицу площади крыла: чем больше скорость движения, тем большую тяжесть может нести та же площадь.

Уйдя в отставку, Можайский все свое время посвящает созданию самолета. Он изучает все, что тогда было написано о воздухоплавании и летательных аппаратах тяжелее воздуха. А написано было очень мало. Авиация только-только зарождалась. До всего надо было доходить своим умом и собственным опытом.

Для начала Можайский проводит опыты с воздушными змеями. Целых три года, с 1873 по 1876, он испытывает различные конструкции змеев, подбирает наиболее выгодный угол атаки, то есть угол плоскости змея к направлению ветра, и решает, что он должен быть, как у птицы, не более 15 градусов. Постепенно увеличивая размеры, он подбирает необходимую площадь змея и добивается такой грузоподъемности, что осмеливается подняться на нем в воздух сам.

На Украине, недалеко от Винницы, есть районный центр Вороновица. В небольшом здании, примыкающем к парку, ныне находится средняя школа. На фасаде этого здания установлены памятные доски. Они рассказывают о том, что здание принадлежало брату Можайского и что здесь изобретатель первого в мире самолета бывал в семидесятые годы прошлого столетия и работал над своими проектами. До сих пор в Вороновице передают из поколения в поколение рассказы о том, как Александр Федорович Можайский строил змеи и поднимался на них в воздух.

Происходило это так. К телеге, запряженной тройкой лошадей, привязывался буксирный канат. Тройка срывалась с места, и воздушный змей под напором воздуха поднимался вверх, а под ним, ухватившись за специальное устройство, взлетал на высоту и изобретатель. Военный инженер, полковник П. Богославский писал в "Кронштадтском вестнике", что Можайский в 1876 году "два раза поднимался в воздух и летал с комфортом".

Насчет "комфорта" он, пожалуй, несколько преувеличил, потому что дело это было новое и опасное. В одном из таких полетов змей перевернулся, и Можайский сломал ногу. Так на горьком опыте изобретатель убедился, что его планеру-змею необходимо приделать еще и хвостовое оперение для устойчивости.

Приобретя серьезный опыт при работе со змеями, можно было перейти к конструированию самолета. Но Можайский не торопится. Он решает все хорошенько проверить еще раз и строит в 1876 году модель самолета.

Полковник П. Богославский, близко знакомый с работами изобретателя, писал в том же "Кронштадтском вестнике" 12 января 1877 года:

"На днях нам довелось быть при опытах над летательным аппаратом, придуманным нашим моряком г. Можайским. Изобретатель весьма верно решил давно стоявший на очереди вопрос воздухоплавания. Аппарат, при помощи своих двигательных снарядов, не только летает, бегает по земле, но может и плавать.

Быстрота полета аппарата изумительная: он не боится ни тяжести, ни ветра и способен летать в любом направлении..."

Испытания проходили в Петербургском манеже. Модель имела короткое, широкое крыло, хвостовое оперение, четырехколесное шасси для взлета и посадки и три четырехлопастных винта, из которых два располагались в прорезях на крыльях, а один - впереди, по центру крыла. Винты вращались с помощью часовых пружин. Модель поднимала даже дополнительный груз офицерский кортик.

Воодушевленный успехом. Можайский принимается за разработку проекта самолета. По составленной до мелочей схеме на его постройку требовалось около 20 тысяч рублей. Можайский обращается в воздухоплавательную комиссию военного министерства за помощью. Но военный министр отпустил изобретателю всего 3 тысячи рублей, из которых Можайский получил только 2192 рубля 50 копеек. Денег явно было мало. Несмотря на это. Можайский приступил к работе, расходуя свои личные сбережения.

Лето 1882 года для Александра Федоровича Можайского было напряженным и хлопотным: началась подготовка к испытаниям самолета.

В Красном селе, под Петербургом, где издавна базировались гвардейские полки, на Военном поле был построен деревянный покатый настил, по которому, как по взлетной полосе, должен был разгоняться самолет.

Рядом возвышался дощатый сарай, где Можайский со своим механиком, имя которого, к сожалению, не установлено, проводил сборку и регулировку самолета.

И вот настало погожее июльское утро 1882 года. На взлетном помосте установлен невиданный доселе аппарат, с широкими, прямоугольными по форме крыльями, крепившимися к длинной лодочке-фюзеляжу, в котором располагались паровые машины мощностью в двадцать и десять лошадиных сил, приобретенные Можайским по специальному заказу в Англии.

Публики было немного: самые близкие друзья Можайского, несколько членов комиссии из военного ведомства, высшие офицеры. Они с интересом осматривали диковинный аппарат. Конструкция самолета была продумана до деталей, тщательно отработана. Она состояла из легкого каркаса - лонжеронов, нервюр, - сверху обтянутого легкой парусиной, покрытой специальным воздухонепроницаемым лаком.

Даже сейчас специалисты удивляются, что в то далекое время самолет Можайского уже обладал всеми основными конструктивными элементами современных самолетов. Он имел фюзеляж, крылья, хвостовое оперение, винтомоторную группу, шасси.