К 1916 году авиационный отдел ЦИС, в котором работало большое число талантливых энтузиастов (Уфимцев, Гаккель, Костович, Слесарёв,Слюсаренко и далее многие), кроме постройки многих опытных образцов летательных машин и работ по улучшению уже имеющихся серийных аппаратов, вёл широкую исследовательскую работу в области новых приёмов и материалов для аэронавтики. Огнеслав Костович, создатель арборита (фанеры), в "лаборатории Тесла" сосредоточился на улучшении качества этого материала. Постройка "Русского Витязя" и применение остекления и прозрачных ветрозащитных козырьков на других самолётов выявили потребность в прочном небьющемся "стекле". Германские инженеры применили "целлулоид" — первую прозрачный гибкий материал, изготовленный пропиткой минеральными маслами целлюлозы. Костович поставил себе задачу "превзойти целлюлоид", дать материал, по прочности схожий с фанерой, но прозрачный, "так что можно будет делать из него аэроплан целиком", и притом достаточно дешёвый. Он обратил внимание на сообщение профессора Московского университета Ильчевского, который исследовал хорошо известный в начале ХХ века "плачущий гриб" — разрушителя деревянных домов и других конструкций из древесины. Ильчевский "реабилитировал" гриб, утверждая, что "все беды от него вызваны крайней небрежностью домовладельцев и негодностью строений для проживания из-за предельного их отсыревания". Ильчевский опроверг сообщения о ядовитости "домового гриба" и рекомендовал использовать его в практических нуждах, "поскольку этот гриб в правильных условиях легко разводится и позволяет из ни для чего не годной гнилой древесины получать пропитание, хотя бы для животных". Попутно он отметил, что пищей для гриба является только "древесный клей" — лигнин, препятствующий извлечению целлюлозы из древесины, "что гриб проделывает не в пример бумагоделательной промышленности легко". Костовича заинтересовал вопрос — какими свойствами обладает целлюлоза, полученная не вываркой в щелочах, а таким, более щадящим для её прочности способом? Предположения оправдались. Молекулы целлюлозы, не повреждённые при вываривании, сохраняли первоначальную прочность, и полученная из них бумага по качествам приближалась к шёлку. Костович получил из нового материала обьёмные пластины толщиной до двух миллиметров — прокатывая материал через валки, и экспериментируя с различными клеями. "Новый арборит", или "прозрачное папье-маше" не был настолько же прозрачен, как стекло, впрочем как и целлюлоид, но мог использоваться не только для остекления, но и как конструкционный материал — он был заметно прочнее древесины и фанеры, не набухал от влаги и не подвергался гниению, плохо горел. "Стеклолит" стал основой конструкционных решений авиационных аппаратов ЦИС.
Значительные усилия авиационного отдела были сосредоточены на создании авиационного оборудования и приборов — навигационных и контрольных механизмов. Для многомоторных машин были спроектированы и построены первые реле-табло — автоматические посты централизованного управления и запуска. Изначально такие устройства планировали использовать для аппарата с большим числом "роторов Тесла" — в некоторых проектах число двигателей исчислялось десятками. Но с успехом применили на многомоторных поршневых бомбардировщиках. Сборка и расчёт сложных электрических схем с большим числом постоянно действующих устройств требовали надёжных и ёмких "резервуаров" электричества. Если в наземной технике можно было пренебречь большим весом аккумуляторных батарей, то для авиации большое потребление тока привело бы к перетяжелению конструкции. Вместо аккумуляторов необходимо было применить конденсаторы. Недостаток конденсаторов — саморазрядка и малая плотность заряда. Простейшим способом улучшения свойств конденсаторов было уменьшение толщин пластин конденсаторов и поиск материалов с высоким сопротивлением к пробою для их изоляции. В этом направлении в "лаборатории Тесла" вели работу с 1911 года, но результат не слишком устраивал — получение тонких и равномерных слоёв металла оставалось технически сложным и дорогим процессом, велик был брак, не удавалось создать качественные материалы-изоляторы. В целом, несмотря на значительное улучшение конденсаторов, применяемых в опытных аппаратах, качественного рывка до 1915 не было. В конце 1914 года, на одной из ставших обязательным правилом общих конференций, в ответ на также привычное сообщение "электриков" о недоступности действительно тонкого раската, один из химиков пошутил, что самые тонкие из известных ему плёнок — воздушные пузыри и радужные плёнки на воде. Шутка привела к необычному эксперименту — можно ли придать устойчивость воздушному пузырю? Нельзя ли извлечь тонкую плёнку на поверхности воды? До экспериментов ЦИС в тонких органических и минеральных плёнках практической пользы не видели и свойства были малоисследованы. Необычность, "детскость" и дерзость задачи привлекли внимание всего коллектива в Свеаборге. Химические, физические и механические свойства плёнок исследовались в различных группах разными способами, быстро накапливался экспериментальный материал. В органических плёнках присадками удавалось вызывать реакцию полимеризации на поверхности раствора — полученные тончайшие материалы показывали очень высокие значения удельного соотношения веса к удерживаемому электрическому заряду. Минеральные плёнки, содержащие соединения железа, пытались сначала извлечь путём проведения подобных реакций, но они сбивались в хлопья или оседали на дно раствора. Тогда предложили помещать в раствор с минеральными солями барабан с тонкоорганическими плёнками и на них извлекать, а затем и восстанавливать металл в виде тонкого покрытия. Из различных способов восстановления наиболее технически удобным оказался электрохимический — с пропусканием через зону реакции токов высокой частоты, но малой мощности. В других вариантах восстановления плёнка либо рвалась, либо спекалась грубыми лепёшками. Восстановление в малых токах высокой частоты впервые позволило получать плёнки ничтожной толщины из железа с присадками заранее введённых в раствор элементов. Полученные плёнки оказались великолепным полуфабрикатом для изготовления высокопрочных легированных сталей. Однако металлургический передел не вполне устраивал технологов-авиационщиков. Было бы желательно довести до полного результата уже сделанную плёнку — чтобы иметь готовый конструкционный материал для качественного электрооборудования. Отработка процессов восстановления из жидкости на тонкоплёночной подкладке с поиском наиболее удачных присадок, основы-плёнки и режима восстановления дала интересный результат — оказалось, что прочностью полученного материала можно управлять. При восстановлении из оксида получаемая металлическая плёнка собирается в своеобразные гребни. Регулируя модуляцией высокой частоты высоту этих гребней и вторичную сшивку в гребни более высокого порядка можно сделать тонкие анизотропные плёнки, с прочностью на разрыв намного выше, чем у сталей, полученных традиционной металлургией. Недостатком была малая толщина материала — начальные сверхпрочные плёнки имели толщины в одну-две десятых миллиметра. Простой переработкой в более толстые пластины сохранить их свойства не получалось, анизотропные свойства материала утрачивались. К концу 1916 года, увеличив диаметр барабана, на котором велась выработка сталеплёнок с прохождением различных режимов по мере вытягивания плёнки из раствора, удалось в итоге задать толщину "сборки" в один миллиметр. Такой материал уже мог иметь конструкционное применение, особенно если учесть, что прочность на разрыв определили в 2.5 раза выше, чем у лучших образцов стали. Полученный результат воодушевил исследователей, тем более что теоретически можно было создать ещё более прочные стали, отработать технологию получения больших толщин. Кроме того, привлекал относительно "чистый" — не требующий высоких температур процесс получения металла. Однако технология оставалась лабораторной, до создания промышленных установок надо было отработать множество деталей. Но первоначально искомый результат — создание конденсаторов высокой ёмкости был в общем достигнут. В конце 1916 года на аппараты, создаваемые в опытных мастерских станции, начали устанавливать новые электроустановки с технически надёжными конденсаторами.
Ещё одним неожиданным итогом взаимопересекающихся разработок в "лаборатории Тесла" стало создание убирающихся шасси аэропланов. Применённые в его конструкции пневматики низкого давления и пневмоцилиндры первоначально разрабатывались группой инженера Менделеева — сына известного русского учёного для установки в "передвижной тяжёлой батарее" — развитии мыслей главного создателя крепостных сооружений России — генерала Кондратенко. Крепостные сооружения нового времени, по его мысли должны соответствовать той подвижности, которую придают современные средства транспорта. "Крепости нового типа — писал он — есть в первую очередь устойчивая оборона крупных транспортных развязок, обильно снабжённых внутренними коммуникациями и постройками. Задача обороны столь обширного хозяйства путём строительства линейных укреплений, одинаково сильных в любом месте линии — есть попытка сооружения очередных "китайских стен", чрезвычайно дорогих и бесполезных по прорыву подвижными силами в каком-либо пункте. Само обилие транспортного оборудования в местах крепостного строительства даёт подсказку. Железнодорожные составы, усиленные для установки на них тяжёлых артсистем — вот универсальное средство обороны новейшей крепости. Полевые позиции нужны в первую очередь как наблюдательные посты и охранные линии, в то же время задачу отражения неприятеля обеспечивает могущество крепостной артиллерии, по сигналу перебрасываемой на заблаговременно подготовленные позиции — укреплённые железнодорожные пути." Создание тяжёлых артсистем железнодорожного базирования — прообразов бронепоездов — решило задачи усиления обороны крепостей. Но задача обороны транспортных морских путей, усиление береговых батарей осталась нерешённой. Береговые орудия, как правило, находятся в стороне от проходящих по суше железнодорожных линий и их работа железнодорожным транспортом обеспечиваться не может. В то же время те же соображения, что предполагают обеспечение крепостной артиллерии подвижностью, ещё более важны для береговых батарей. Кондратенко отмечал, что неподвижные крепостные форты уязвимы для внезапного артиллерийского нападения скрытно перемещённой тяжелой артиллерией. Береговые батареи тем более уязвимы в бою с подвижными артиллерийскими платформами — артиллерийскими кораблями. Основываясь на этих соображениях, Василий Дмитриевич Менделеев вёл проектирование "подвижной батареи", сначала в инициативном порядке, а после ознакомления со своим проектом руководства крепостного отдела военно-морского департамента — в отдельной группе Центральной исследовательской станции. Группа Менделеева работала в Петрограде, но Менделеев и другие инженеры его группы часто ездили в Гельсингфорс. Группа Менделеева была не единственной, которая работала в составе "лаборатории Тесла", территориально находясь не в Свеаборге. Приезжая в Свеаборг, Владимир Дмитриевич часто обсуждал "на совместных обзорах" свой "тяжёлый артиллерийский трактор". Необходимость обеспечить высокую проходимость артсистемы обусловил выбор необычного для начала века движителя — гусеничной машины. Для плавности хода машины и улучшения её проходимости группа Менделеева спроектировала и построила на опытном образце "тяжёлого трактора" пневмоподвеску. Одной из особенностей подвески была возможность уборки в корпус, при этом машина ложилась на грунт, для устойчивого положения артиллерийской позиции. В самолётах на тот момент были случаи использования подрессоренной подвески шасси, в том числе пневматической, предпочитаемой за относительную простоту и лёгкость, но в массовом порядке на самолётах она не применялась из-за неочевидности выигрыша в лётных качествах. Сообщение Менделеева о особенностях конструкции своей машины и демонстрация её модели подсказали Анатолию Уфимцеву идею улучшения взлётных и посадочных характеристик путём наддува шин шасси из пневмоцилиндра подвески. Опробование конструкции привело к дополнению уборкой пневмоцилиндра, при этом сдувающийся пневматик шасси поднимался рессорной пружиной под обтекатель. Новая система шасси получилась довольно лёгкой, надёжной и как показала проверка установкой на самолёт лётной школы "Сикорский-6", давала заметный прирост скорости и дальности. В дальнейшем передовая для своего времени убирающаяся установка шасси стала постоянной для аппаратов авиационного отдела ЦИС.
К концу 1916 года был построен интересный опытный самолёт "Жук". Начало его создания связано с появлением двухферменной машины конструктора Пороховщикова. Хорошая управляемость и весовая отдача самолёта побудила исследовать принципиальную схему для поиска наиболее выгодных форм будущих машин. Сбрасываемая с аэростата опытная модель двухферменной машины снабжалась двумя экспериментальными многороторными двигателями — каждый состоял из пяти 6-сильных "роторов Тесла". Кабина пилота занимала всё пространство между двумя фермами, в которых располагались двигатели. Применение полузакрытой (открытой сзади) кабины неожиданно, кроме увеличения комфортности управления машиной, улучшила её характеристики. Изучение профиля самолёта продувкой в аэродинамической установке показало, что сопряжённая с фермами фюзеляжей кабина работает как аэродинамическая поверхность толстого профиля. Занимавшийся изучением полёта насекомых авиаконструктор Василий Андрианович Слесарев предложил назвать такую схему воздушного аппарата — по аналогии — "жуком". В начатой постройкой большой опытной машине этой схемы широкий центроплан обтекаемой формы служил основой для крепления двух пар крыльев, имевших относительно малое удлинение и широкую поверхность — предполагалось, что такой аппарат будет иметь высокую маневренность. Опыты с безмоторным макетом показали, что длины крыльев недостаточно, машина имела плохие планирующие характеристики. Крылья пришлось увеличить, что благодаря их прямоугольной форме было просто. Но в первоначальном варианте относительно короткие крылья не нуждались в дополнительных подпорках, стоявших на всех бипланах того времени и создававших большое воздушное сопротивление. Удлинение крыльев потребовало усилить бипланную коробку, что было проделано впрочем, оригинальным методом — концы крыльев соединили небольшими дополнительными килями. Кроме обеспечения необходимой прочности, эти поверхности повышали путевую устойчивость самолёта. Но маневренность ухудшилась. В целом группой авиаконструкторов под руководством Якова Модестовича Гаккеля были предприняты до того в мировой практике не имевшие аналогов усилия по снижению вредного аэродинамического сопротивления и созданию машины максимально чистых аэродинамических форм. Следует отметить, что с самого начала схема "жук" разрабатывалась под "роторы" и приобрела жизнеспособность с созданием во второй половине 1916 года мощных "роторов" со самостабилизирующимся огневым потоком.
