W 1894 r. wydał Aroplan ili pticipodobnaja (aviacionnaja) letatelnaja maszina. Prezentował tam koncepcję jednopłato­wego samolotu o układzie średniopłata, układu normalnego ze śmigłem ciągnącym o napędzie z silnika spalinowego, całkowicie zbudowanego z metalu- aluminium. Problem stateczności podłużnej rozwiązy­wał przez zastosowanie automatycznego stabilizatora, który w razie zmiany położenia środka ciężkości zmiany położenia osi podłużnej samolotu poprzez serwomechanizm i system popychaczy przesuwał w kadłubie masę obciążającą. Źródłem energii dla serwomechanizmu byłaby prądnica prądu stałego, a pracować miał w ten sposób, że prąd elektryczny przepływał przez specjalny przyrząd, który zmieniał jego kierunek- za każdym razem, gdy samolot odchylał się w stronę przeciwną od poprzedniego odchy­lenia. Serwomechanizm miał być połączony zarówno z masą obciążającą, jak i sterem wysokości.

Samolot metalowy Ciołkowskiego- w wersji z 1894 r.- miał mieć masę 450 kg, silnik o mocy 13,7 kW (18,6 KM) i rozwijać prędkość 128 km/h. Jego projekt nigdy nie został zrealizowany, ale Ciołkowski rozwijał go przez całe życie. W wersji z około 1912 r. rozpiętość samolotu wynosić miała 14,7 m, powierzchnia nośna 54 m², a dysponować miał już silnikiem o o mocy (24,6 KM). Wynalazca bezustannie poszukiwał przy tym możliwości popularyzacji swej idei, a także realizacji, wielokrotnie zwracając się do różnych instytucji.

Do opisu samolotu metalowego, oferowanego w 1912 r. Ministerstwu Wojny, dołączył również kilka druków mówiących o jego innych pracach wynalazczych, zwłaszcza aerostacie metalowym. Broszura Zasczita aeronata, wydana w Kałudze w 1911 r., dokładniej przedstawiała także samolot metalowy Cioł­kowskiego. Odpowiedziano mu już 27.11.1912 r., że przedstawiciele Sztabu Generalnego nie są w stanie skorzystać z zaproszenia wynalazcy (sformułowanego w liście z 20 października) i odwiedzić go w Kałudze, aby obejrzeć model samolotu. Zaproponowano, by Ciołkowski (nie obawiając się naruszenia tajemnicy projektu swego samolotu, co podnosił w swym liście) przysłał do Sztabu dokładny opis i model swego samolotu gdzie dokonana zostałaby jego ocena.

Samolot metalowy Ciołkowskiego, podobnie jak i aerostat, mają bogatą literaturę. Przywołany jest tutaj niewielki fragment jego kore­spondencji z władzami wojskowymi, które z dużym sceptycyzmem traktowały jego idee wynalazcze, nig­dy też nie uległy naciskom o udzielenie mu pomocy materialnej.