В это же время разрабатывались научные предпосылки авиации. В 1869 году А. Н. Лодыгин, выдающийся русский инженер и изобретатель ламп накаливания, выдвинул проект геликоптера с электрическим двигателем, в 60–70-е годы метеоролог академик М. А. Рыкачев, а несколько позже русский кристаллограф Е. С. Федоров выступили с важными теоретическими исследованиями, посвященными подъемной силе винтов и математическому расчету возможности использования винтов для полетов.
Менделеев, с его постоянным интересом к научно-техническим запросам практики, был энергичным участником всех крупных начинаний в этой области. Следует особо упомянуть о поддержке, которую он оказывал известному конструктору А. Ф. Можайскому и другим пионерам авиации и воздухоплавания.
В 1875 году Менделеев выдвинул идею стратостата. Он говорил о большом аэростате, к которому будет прикреплен «герметически оплетенный упругий прибор для помещения наблюдателя, который будет тогда обеспечен сжатым воздухом и может безопасно для себя делать наблюдения и управлять шаром». Менделеев не только проектировал стратостат, осуществленный значительно позже, но и разрабатывал план исследований на воздушном корабле, который мог бы подняться в очень высокие слои атмосферы. В этот же период Менделеев выдвинул проект управляемого аэростата и произвел расчеты, необходимые для его конструирования. Менделеев поддерживал постоянную связь с учеными, конструкторами, воздухоплавателями как в России, так и за границей. Он поднимался на аэростате, и его интерес к области воздухоплавания носил постоянный характер. Вместе с тем Менделеев внес вклад и в создание научных основ конструирования и применения аппаратов тяжелее воздуха, иными словами, в создание основ авиации.
Менделеев видел громадное практическое значение воздухоплавания и авиации для России. Россия, по его словам, «владеет обширнейшим, против всех других образованных стран, берегом еще свободного воздушного океана». Он решил внести свой вклад в разработку научных основ воздухоплавания и авиации. «Главную подготовку для овладения воздушным океаном, первое орудие борьбы, по его словам, — составляет знание сопротивления среды, или изучение той силы, против которой придется бороться, побеждая ее соответствующими средствами, в том же сопротивлении жидкостей берущими свое начало». Менделеев вычислял работу, затрачиваемую для преодоления сопротивления воздуха, формулировал законы движения жидкостей и газов, и эти работы оказали важное влияние на развитие теоретических основ воздухоплавания и авиации. Менделеев произвел ряд теоретических исследований и экспериментов и вместе с тем неустанно пропагандировал необходимость изучения законов движения тел в жидкостях. Книга Менделеева «О сопротивлении жидкостей и о воздухоплавании», по словам великого русского механика, «отца русской авиации» Н. Е. Жуковского, «может служить основным руководством для лиц, занимающихся кораблестроением, воздухоплаванием или баллистикой».
