Большинство дореволюционных самолетов строили из дерева. Каркас крыльев и фюзеляжа обшивали полотном и пропитывали лаком. Сталь применяли только в узлах, где нужно было соединить несколько деревянных элементов.

Оно и понятно: дерево было самым легким конструкционным материалом, стоило дешево, обрабатывалось просто, его можно было гнуть и придавать ему нужные формы. Не было дефицита и в рабочих руках. Дома, надворные постройки, баржи, лодки, телеги, сани, сохи, бороны, бадьи, корыта, домашняя утварь — все делалось в России из древесины. Профессии плотника и столяра были очень распространены.

Хотя выплавка алюминия в стране была уже налажена, но стоил он еще очень дорого, а из-за большой пластичности широкого распространения в авиационных конструкциях не получил. Кое-где из него лили толстостенные картеры авиационных и автомобильных моторов, из отходов изготовляли котелки и баклажки для армии. Делали и кухонную посуду, но она была дорога и доступна только зажиточной части населения.

Впервые легкими металлами для авиаконструкций заинтересовались в дирижаблестроении. Перед мировой войной 1914—1918 годов немецкий конструктор Цеппелин разработал проект огромного жесткого дирижабля. Его каркас из легких ажурных ферм, внутри которого размещались мягкие баллоны с водородом, выполнить из дерева было невозможно: с одной стороны ему не хватало бы прочности, с другой — его вес был бы слишком велик. Алюминий для этой цели по весу подходил вполне, но был слишком мягким. Кайзеровская Германия была заинтересована в использовании цеппелинов для военных целей. Начались энергичные поиски сплава, который сочетал бы в себе легкость алюминия с прочностью стали, велись они в городе Дюрене, а когда увенчались успехом, новый металл назвали «дюралюминием», в просторечье «дюралем».

Когда разразилась война, немцы решили использовать огромные дирижабли для бомбежки столиц своих противников — Парижа, Лондона и Петрограда. Один из цеппелинов, летевший в 1916 году бомбить Петроград, был сбит нашими артиллеристами возле Риги. Остатки металлического каркаса дирижабля собрали и доставили в столицу. Когда его куски подвергли анализу, выяснилось, что дюраль — это сплав алюминия с медью и марганцем. Так был рассекречен состав этого таинственного металла.

Позднее в Москву привезли куски дюралюминиевых конструкций сбитого самолета «Юнкере». В МВТУ ими заинтересовались — А. Н. Туполев, который хотел оценить возможность применения дюраля в конструкции самолетов, и И. И. Сидорин, задумавший организовать производство этого металла в России.

Не имея еще достаточного опыта, но обладая пытливым, критическим умом, Туполев уже хорошо ознакомился с конструкциями «Фарманов», «Вуазенов», «Дюпердюсенов» и «Ньюпоров» (военные самолеты тех лет) и правильно оценил несовершенство их строительной механики. Критическое осмысливание конструкторских решений других полезно всегда, но большинство молодых специалистов поставили бы на этом точку. Андрей Николаевич пошел дальше и занялся обобщениями и выводами.

Конструктивные схемы крыльев большинства этих машин имели много общего. Знакомство с ними не оставляло сомнений — выбранная многостоечная бипланная схема определялась имевшимися в распоряжении конструктора материалами. Сказывалось и отсутствие стройной методики расчетов. Стремясь увеличить жесткость, конструкторы использовали расчалки. В крыльях бипланов ими связывали вертикальные стойки, соединявшие верхнее крыло с нижним, в монопланах для этой цели над и под фюзеляжем устанавливали специальные рамы или стойки— «кабанчики», как их тогда называли. Растяжки еще более усложняли расчеты, ибо порождали так называемые статически-неопределимые условия.

В результате, вплоть до 1924 года можно было слышать рассуждения: «Самолет — не машина, рассчитать его как инженерное сооружение нельзя, воздушную нагрузку никогда не удастся определить точно».