Поэтапность легла в научные работы Жуковского прочным основанием. Затянувшиеся искания своего пути отдалили срок становления Николая в науке. Его первая научная работа, «Кинематика жидкого тела», была опубликована, когда ему было уже 29 лет. Скорее всего, так было к лучшему. Со временем пришла и осознанность того, какие именно шаги необходимы. Теперь можно было отправляться в путь, будучи точно уверенным в правильности своей дороги.

Так как основной упор заграничной поездки Николая с научной стороны был сделан все же на расширении его знаний по сфере кандидатской диссертации, Жуковский решает, углубившись, продолжать пока свои научные труды именно в этом направлении. Названием его докторской диссертации становится «О прочности движения» (под «прочностью» понималась тогда устойчивость). Стремление Николая изучить это явление движения в целом не случайно. Жуковский только готовится к тому, чтобы сделать свои главные открытия, а его пытливый и всеобъемлющий ум уже подготавливает для этого почву.

В то же время осенью 1879 года Николай Жуковский был назначен сверхштатным профессором кафедры механики в МВТУ (вместо ушедшего в отставку профессора А. В. Летникова; с 1874 года Жуковский был ее доцентом). К этому же времени Резаль, с которым Жуковский сошелся в Париже, помещает две его работы – «Об ударе» и «О начале наименьшего действия» – в «Журнале Лиувилля» (1878 год). Статья «Об ударе» станет «открывающей» к ряду работ других ученых по геометрическому исследованию явления удара.

Став профессором, Николай Егорович с огромным воодушевлением берется за преподавание в училище. С этого момента преподавательская деятельность Жуковского еще прочнее переплетается с его занятиями научными трудами. Теперь, когда он не только учитель, но и профессор, чтение лекций, общение со студентами становится неотъемлемой частью его жизни, приобретает новое значение.

И Жуковский подходит к преподавательскому делу очень обстоятельно. Имея четкое, прежде всего для себя, представление о том, что любая теоретическая «вещь» должна быть представлена в «осязаемой» форме, Николай Егорович стремится внести в свои лекции как можно больше наглядности. «Когда он брался за популярное изложение своих работ, он обходился без формул и все же умел сделать свою мысль совершенно ясной», – подчеркивал известный писатель Лев Гумилевский. В действительности здесь был маленький личный секрет Жуковского. Преподавание ко всему прочему стало отличной возможностью для того, чтобы от его пламенной любви к изобретениям наконец-то появилась возможность получать практически важные выгоды – прежде всего в обучении с ее помощью молодых умов нашей страны. Незаменимыми были примеры и объяснения, приведенные Жуковским для студентов и учеников на специально для этого созданных им машинах и приборах. Излюбленные с детства «выдумки» обрели взлетное поле. «Можно говорить, что математическая истина только тогда должна считаться вполне обработанной, когда она может быть объяснена каждому из публики, желающему ее усвоить. Я думаю, что, если возможно приближение к этому идеалу, то только со стороны геометрического толкования и моделирования», – всегда говорил Жуковский и четко следовал этому. В то же время Николай Егорович в принципе не любил что-либо писать на доске. Свои лекции он стремился проиллюстрировать фотографиями, которые демонстрировал с помощью «волшебного фонаря», как назвал эту установку его ученик Г. Х. Сабинин. Все это в преподавании Жуковского, безусловно, имело достойные результаты. И было важно для него самого.

Н. Е. Жуковский – профессор МВТУ. 1898 г.

Кроме того, в преподавательской деятельности Жуковского отражалась еще одна неразрывная связь, пульсирующая в нем с рождения, – его связь с природой. А. Архангельский вспоминает: «Внешняя рассеянность не мешала Николаю Егоровичу обладать изумительной наблюдательностью, питаемой постоянной мыслительной работой над интересовавшими его темами. Он любил, заметив какое-либо, казалось бы, даже незначительное явление в природе, обратить на него внимание и предложить ученикам разгадать его механическую сущность. Часто внимательно наблюдал за полетом птицы или бабочки, за падением какого-нибудь кленового листа или пушинки, находил подтверждение каким-то своим мыслям». Волшебными были эти наблюдения. Привычные вещи открывались с новой, непознанной не только тем или иным молодым умом, но и иногда не примеченной даже самим Жуковским стороны. Так, лучшими лекциями бывали те, когда Николай Егорович захватывал с собой в аудиторию вместо книжек частички природы. Однажды прихватил он, например, птичку в банке на одну из своих лекций. Должно было быть наглядно продемонстрировано, что она не сможет взлететь, находясь в банке, так как не будет иметь в распоряжении достаточной площадки для взлета. Когда Жуковский в ожидании подтверждения этой теории снял крышку с банки, птичка действительно поначалу не могла вылететь. Однако не найдя необходимой площадки, она неожиданно стала делать спирали по стенке банки и наконец вылетела! Профессор рассмеялся: «Эксперимент дал результат неожиданный, но поучительный. Я забыл о спирали!» Так сама природа раздвигала границы привычного ученого мышления. И Николай Егорович знал, что она – огромный запас для новых и новых открытий, когда не надо ничего придумывать, а достаточно просто проявить внимательность к тому, что вокруг. Наверное, так и сейчас… Жуковский умел этим пользоваться, учил этому своих учеников, надо поучиться и нам.

В то же время для самого Николая Егоровича родное Орехово также оставалось необъятным полем, увлекающим его во множество всевозможных экспериментов. В саду средь яблонь Жуковский в эмалированном тазу проделывал дырки и наблюдал, как вода вытекает из таза. Здесь он видел вихри, которые скрываются по краям отверстия и деформируют принявшую изначально форму самого отверстия струю. В этой струе ученый угадывал закономерность Ниагарского водопада. Над лугом пролетали стрелы арбалета с винтом, когда Жуковский занимался изучением времени полета. Тогда увидел он и предсказал, что в будущем на самолете можно будет сделать мертвую петлю. И осенью 1913 года впервые в мире ее совершит российский военный летчик П. Н. Нестеров, и так положено будет начало высшему пилотажу, которым также интересовался потом Жуковский. Таким образом, всегда любил Николай Егорович приезжать в Орехово в отпуск, на каникулы, однако здесь его научная мысль буквально бурлила, и в Москву он привозил решения очень сложных задач, которые выискивались годами. Способность к находчивому обобщению, переходу от мельчайших деталей к самому главному – вот незаменимые помощники Жуковского.

Пока захватывающе проходили в Техническом училище лекции Николая Егоровича по теоретической механике (причем они тут же начали издаваться студентами Жуковского литографическим способом), он продолжал подниматься по научной лестнице все выше и выше. Весь 1881 год был посвящен профессором трудам над докторской диссертацией. Это была многообещающая работа. Еще в самом начале трудов Жуковского над ней она стала ключиком, открывшим Николаю Егоровичу двери съездов русских естествоиспытателей и врачей. В первый раз он побывал в 1879 году на VI съезде, где представил основные положения своей работы «О прочности движения». После Жуковский станет постоянным и почетным участником этих съездов. Они дадут Николаю Егоровичу, как и другим их участникам, возможность приобретать все новые и новые знакомства, тесно общаться в кругу великих умов страны.