Sempre in quegli anni Ciolkovskij continuava con le sue ricerche scientifiche senza mai smettere di insegnare, concentrandosi sull'aerodinamica e l'aviazione. Lavorando sui modelli di dirigibile e aeroplano, Ciolkovskij ritenne necessario avere dati precisi sulla resistenza dell'aria. Dopo una serie di esperimenti in condizioni naturali, decise di testare i modelli in un ambiente artificiale. Nel 1897, a Kaluga, costruì da solo e con i mezzi a sua disposizione, la prima galleria del vento usata in Russia per l'investigazione dei problemi di aviazione. Nel settembre del 1899 inoltrò una richiesta all'Accademia delle Scienze affinché venissero considerati i risultati del suo primo esperimento sulla resistenza dell'aria e che venissero quindi stanziati dei fondi per la loro continuazione; la commissione valutò positivamente le ricerche e stanziò dei fondi. Ciò permise a Ciolkovskij, nel maggio del 1890, di costruire una nuova galleria del vento, più grande della prima, e di fare nuovi e più importanti esperimenti. I risultati dei suoi nuovi esperimenti però, inoltrati un anno dopo all'Accademia delle Scienze, nonostante contenessero delle importanti conclusioni, non furono pubblicati e lo saranno solo dopo la rivoluzione d'Ottobre.