В марте 1910 года Слесарев сделал в Московском политехническом обществе большой доклад об исследовании воздушных винтов и полета насекомых. Доклад этот произвел исключительное впечатление на всю обширную аудиторию, особенно той частью, в которой докладчик знакомил присутствующих со своими методами по изучению летания насекомых.
Тут действительно было чему удивляться, было чем восхититься. Экспериментатор построил «ротативную машину для мух» из трех соломинок и на этой машине произвел массу опытов, определяя скорость полета и мощность, развиваемую мухой при различных нагрузках. Он прицеплял позади мухи различных размеров бумажки, расположенные поперек воздушного потока, и пришел к заключению, что большая полевая муха, например, способна развивать сравнительно большую полезную мощность, а наибольшая скорость полета таких мух без нагрузки доходит до 20 метров в секунду.
Этого мало. Чтобы изучить механизм полета, Слесарев сконструировал своеобразный киноаппарат, дающий двенадцать снимков за время от одной сотой до одной тысячной доли секунды. Лента двигалась непрерывно, а освещение производилось электрическими искрами от лейденских банок.
Изучая снимки, Слесарев установил совершенно правильно механизм полета насекомого. Чтобы убедиться в правильности своего заключения, например, касательно механизма управления полетом, Слесарев произвел еще целую серию опытов, совершенно поразительных по остроумию и тонкости эксперимента. Он заставлял мух и других насекомых летать при строго фиксированном положении брюшка по отношению ко всему телу, подклеивая для этой цели брюшко к туловищу при помощи волосков одуванчика. Таким способом ему удавалось заставлять насекомых летать вполне определенным образом — например, вертикально вверх или вперед, вверх и в сторону, то-есть совершенно не свойственным для насекомых образом. И это было блестящим подтверждением результатов, полученных им ранее на снимках.
Когда в 1910 году при кораблестроительном отделении Петербургского политехнического института были открыты курсы теоретической авиации, Слесарев был командирован в институт для постройки и оборудования аэродинамической лаборатории. Центром экспериментальной аэродинамики была школа Жуковского в Москве — Воздухоплавательный кружок. Слесарев поддержал авторитет кружка. При оборудовании лаборатории он проявил большую изобретательность: он не только усовершенствовал аэродинамическую трубу, но и создал ряд совершенно новых приборов.
В Москву Слесарев не вернулся. Он остался в Петербурге в качестве заведующего лабораторией и здесь стал производить различные эксперименты. На основании этих опытов молодой конструктор начал проектировать и строить наибольший для того времени двухмоторный самолет «Святогор» с размахом крыльев в 36 метров и весом в 6,5 тонны. Эта машина превосходила «Илью Муромца» и по грузоподъемности и по скорости.
Начав проектирование машины в 1912 году, когда не существовало еще правильного теоретического представления о целесообразной форме винта и крыла, а найденные опытным путем формы были очень далеки от совершенства, Слесарев вынужден был искать и находить все заново, собственным путем. Профиль крыльев он решил позаимствовать у лучшего летуна в природе — стрижа, лопастям винта придал форму, близкую к крылу стрекозы. Опережая свое время, Слесарев обратил внимание и на обтекаемость форм, что другие конструкторы стали делать только десять лет спустя.
Подражая природе — вернее, учась у нее, — Слесарев и в выборе конструктивных материалов остался верен ей. Он искусно выполнял трубчатые конструкции из фанеры, предпочитая из древесных пород те, которые дают наименьший вес при заданной прочности, и в этом отношении смотрел на дело, в сущности, совершенно так же, как смотрят на него и нынешние авиастроители.
Самолет Слесарева был построен в 1914/15 году, но не был испытан в полете, так как понадобились незначительные переделки в системе передач от моторов к винтам. Правительственная комиссия отказалась давать средства на эти переделки, предпочитая иметь дело с уже испытанным самолетом. Но у конструктора нашлись и защитники.
В начале 1915 года Жуковский получил запрос от военного ведомства: что делать с гигантским аппаратом В. А. Слесарева, который уже построен, но еще не испытан? Автор запроса считал, что самолет Слесарева по ожидаемым лётным данным должен превосходить «Илью Муромца», но в то же время ссылался на мнение других петроградских специалистов, которые полагали, что «Святогор» даже не оторвется от земли.
Николай Егорович и его сотрудники хорошо знали Слесарева по его работам в Москве и считали его выдающимся инженером. Отзывы петроградских специалистов показались им поверхностными, и они взялись за основательное изучение проекта Слесарева.