Работы по летательным аппаратам логично требовали познаний по аэродинамическому сопротивлению тел различной формы. Однако непосредственным толчком к началу широких исследований К.Э. Циолковского в этой области послужило то обстоятельство, что в одном из докладов Е.С. Федорова в техническом обществе прозвучали цифры коэффициента сопротивления дирижабля, показавшиеся ему завышенными.
"Теоретические работы профессоров дали очень большое сопротивление даже для самых лучших форм. Желая опровергнуть, я произвел много опытов по сопротивлению воздуха и воды" [172, с. 113].
После описанных выше начальных опытов с "вертушкой" он в 1894 году изобрел новый простенький прибор, для изучения сопротивления различных тел (см. рис. 7). На один конец стального стержня надевалась испытываемая форма из бумаги, а на другой - небольшая пластинка. Направление движения прибора совпадало с направлением оси испытываемой продолговатой формы. При многократных опытах пластинка урезывалась или переменялась до тех пор, пока давление на нее встречного воздушного потока не равнялось продольному давлению на испытываемую модель [157, с. 74].
По результатам экспериментов К.Э. Циолковский понял, что аэродинамическое сопротивление воздуха для поверхности продолговатого тела вращения меньше, чем сила сопротивления шара одинакового диаметра.
Для определения коэффициентов сопротивления продолговатых тел при больших скоростях движения, он придумал прибор, состоявший из двух горизонтальных труб, укрепленных на треножнике (рис. 8). В одной из них размещалась испытываемая форма, а в другой - пластинка. Трубы он выносил на крышу и далее следил за протекающими в них явлениями.
Результаты этих опытов он опубликовал в 1896 году в работе [105].
Из работы [60] он узнал об устройстве аэродинамической трубы англичанина Х. Максима (он сделал ссылку на его работу [196] в своей статье [100, с. 8]).
Эта труба была открытого типа. Воздух приводился в движение вентилятором, который работал от паровой машины мощностью 60 л.с. Поток воздуха истекал из прямоугольного ящика площадью 0,1 м2 со скоростью от 8 до 145 км в час [60, с. 61].
К.Э. Циолковский тоже сделал себе простенькую установку (рис. 9) и, получив с ее помощью первые результаты, в сентябре 1897 года обратился в Русское физико-химическое общество с просьбой выделить ему на их продолжение 200 рублей (вспомним, ему отец в Москву высылал по 15 рублей). После рассмотрения этой просьбы на 168-м заседании физического отделения этого общества, состоявшемся 20 сентября 1897 года под председательством Ф.Ф. Петрушевского, было принято решение передать проект его исследований на рассмотрение специальной комиссии, в которую входили: Д.К. Бобылев, В.В. Лермонтов, И.В. Мещерский [157, с. 251-252]. Комиссия попросила К.Э. Циолковского предоставить план работ.