После ареста, в непродолжительный период следствия, Николай Кибальчич разработал проект воздухоплавательного аппарата, который, как ни странно, даже обсуждался в суде. Начало этим обсуждениям положил присяжный поверенный Владимир Герард, рассказавший о чертежах, увиденных в камере подсудимого, публике.
Владимир Герард: «Когда я явился к Кибальчичу как назначенный ему защитник, меня прежде всего поразило, что он был занят совершенно иным делом, ничуть не касающимся настоящего процесса. Он был погружен в изыскание, которое он делал о каком-то воздухоплавательном снаряде; он жаждал, чтобы ему дали возможность написать свои математические изыскания об этом изобретении. Он их написал и представил по начальству. Вот с каким человеком вы имеете дело».
Кибальчич тоже считал свою разработку крайне важной и упомянул о проекте в своей речи во время судебного заседания.
Николай Кибальчич: «Затем уже по частному вопросу я имею сделать заявление насчет одной вещи, о которой уже говорил мой защитник. Я написал проект воздухоплавательного аппарата. Я полагаю, что этот аппарат вполне осуществим. Я представил подробное изложение этого проекта с рисунками и вычислениями. Так как, вероятно, я уже не буду иметь возможности выслушать взгляда экспертов на этот проект и вообще не буду иметь возможности следить за его судьбой и, возможно, предусмотреть такую случайность, что кто-нибудь воспользуется этим моим проектом, то я теперь публично заявляю, что проект мой и эскиз его, составленный мной, находится у господина Герарда».
Проект Кибальчича приобщили к делу. Народоволец придумал летательный аппарат, представляющий собой платформу с отверстием в центре, над которым предполагалось установить цилиндрическую «взрывную камеру». В нее, согласно чертежам, подавались заряды из прессованного пороха, а для их зажигания, как писал изобретатель, требовались специальные «автоматические механизмы». После старта аппарат сначала должен был набрать нужную высоту, затем перейти в горизонтальный полет. Для этого предлагалось наклонять цилиндр в горизонтальной плоскости. Регулировка скорости, по задумке Кибальчича, могла бы осуществляться за счет количества и размера пороховых зарядов, а устойчивость аппарата достигалась при помощи расположения центра тяжести и крыльев, регулирующих движение.
Кибальчич отдавал себе отчет в том, что его идея является слишком сырой и требует технической экспертизы. Менее чем за две недели до казни он передал полицейскому руководству записку следующего содержания:
Находясь в заключении, за несколько дней до своей смерти, я пишу этот проект. Я верю в осуществимость моей идеи, и эта вера поддерживает меня в моем ужасном положении. Если же моя идея после тщательного обсуждения учеными специалистами будет признана исполнимой, то я буду счастлив тем, что окажу громадную услугу родине и человечеству. Я спокойно тогда встречу смерть, зная, что моя идея не погибнет вместе со мной, а будет существовать среди человечества, для которого я готов был пожертвовать своей жизнью.
Также Кибальчич обратился к министру внутренних дел Михаилу Лорис-Меликову, попросив его передать проект на рассмотрение технического комитета, а также настаивал на свидании с кем-то из его членов. Но просьбы революционера не удовлетворили. В Департаменте государственной полиции распорядились приложить бумаги к делу об убийстве царя, посчитав, что в сложившейся ситуации изобретение «может вызвать только неуместные толки».