Маиевский сочетал в себе глубокие знания учёного с выдающимся педагогическим мастерством. Он умел завладеть вниманием своих слушателей и возбудить в них интерес к чрезвычайно сложным вопросам артиллерийской науки. Годовые экзамены по баллистике дали прекрасные результаты. Никогда ещё офицеры Академии так не увлекались баллистикой и не были так хорошо подготовлены по этому предмету. Маиевский был первым артиллеристом, занявшим кафедру баллистики в Михайловской артиллерийской академии. Ни профессор М.А. Анкудович, ни академик М.В. Остроградский — предшественники Маиевского по кафедре — не имели специального артиллерийского образования.
Глубокие знания Маиевского по специальным дисциплинам и его солидная математическая подготовка позволили ему блестяще разрешить все вставшие перед ним проблемы. Начальник Академии генерал Крыжановский, представляя Маиевского к званию профессора, писал: «Сведения полковника Маиевского обширны и заслужили блистательную репутацию не только в нашей, но и в иностранных артиллериях; несколько сочинений и мемуаров были написаны сим офицером в высшей степени замечательных; труд полковника Маиевского по внутренней баллистике удостоен двух премий, напечатан на русском языке, переведён на французский и помещён в «Revue de technologle m'lita're»; записка об исследованиях полковника Маиевского над сопротивлением воздуха и применения сих исследований к стрельбе из орудий была представлена в Императорскую Академию наук и помещена в её отчётах; несколько орудий были проектированы полковником Маиевским и приняты в нашей артиллерии — как сухопутной, так и морской; в исследованиях, произведённых в последнее время над нарезной артиллерией, полковник Маиевский принимал наиболее детальное участие, и ему артиллерия много обязана тем успехом, который получился на опытах с нарезными орудиями. Наконец, военно-учебные заведения обязаны полковнику Маиевскому отличной статьёй о выстрелах во 2-й части курса генерал-лейтенанта Весселя, изданного для руководства в кадетских корпусах». Педагогическую же деятельность Маиевского Крыжановский оценивал следующими словами: «Ныне с окончанием экзамена в Академии, могу засвидетельствовать, что ожидания мои вполне оправдались. Успехи офицеров в баллистике были отличны, курс сего предмета обогатился многими новыми статьями, имеющими важное современное значение в артиллерии. Сопротивление воздуха и применение его законов к стрельбе было пройдено обширно, согласно новейшим исследованиям по сему предмету во Франции и Бельгии, причём полковник Маиевский ввёл в курс свои собственные исследования по сему предмету; пройдена статья о применении теории вероятностей к оценке стрельбы из артиллерийских орудий; изложена теория проектирования орудий, и несколько офицеров составили проекты орудий на заданные темы; я не упоминаю о других второстепенных изменениях и дополнениях в курсе. Смело можно сказать, что курс баллистики в Михайловской артиллерийской академии был пройден в полном объёме и удовлетворял современному состоянию теории артиллерии более, нежели курсы сего предмета в лучших иностранных артиллерийских школах. Наконец, по всем частям курса составлены полковником Маиевским подробные и полные записки, которые литографированы при Академии».
3 сентября 1859 года полковник Маиевский был утверждён профессором Академии по предмету баллистики.
Осенью 1859 года испытания 4-фунтовой нарезной пушки, начатые ещё в 1858 году, были закончены. Маиевский приступил к тщательному изучению опытного материала и его обработке. Формулы интерполирования академика Чебышёва и применение теории вероятностей позволили правильно подойти к оценке боевых и баллистических качеств испытываемого орудия. Сравнительные испытания 4-фунтовой нарезной пушки и 12-фунтовой гладкостенной показали неоспоримые преимущества нового орудия. При стрельбе на дальности, превышающие 300 саженей, настильность траектории продолговатого снаряда оказалась больше настильности траектории ядра 12-фунтовой пушки, хотя начальная скорость первого снаряда была меньше, чем второго. Меткость стрельбы из испытываемого нарезного орудия оказалась выше меткости гладкостенной 12-фунтовой пушки.
В 1860 году Маиевский закончил изучение результатов первых опытов по определению баллистических свойств нарезных орудий и в том же году опубликовал их содержание и полученные им выводы в работе «Об опытах, произведённых в нашей артиллерии в 1858—1859 годах стрельбой продолговатыми снарядами из нарезных пушек 3,42 дм. калибра, соответствующего 4-фн. ядру». Это исследование привлекло внимание широкого круга артиллерийских офицеров. И уже в эти годы, когда испытывались лишь первые образцы, Маиевский горячо откликнулся на стремление строевых офицеров познакомиться с особенностями баллистических свойств нового вида оружия и прочитал ряд лекций для артиллерийских офицеров Петербургского гарнизона. В них он поделился своими знаниями в новой области баллистики.
Завершая опыты на Волковом поле над 4-фунтовым орудием и приступая к обработке их результатов, Маиевский одновременно руководил проектированием 8- и 12-фунтовых нарезных артиллерийских систем. При установлении крутизны нарезов и этих орудиях он воспользовался опытом, приобретённым им при испытании 4-фунтовой пушки. Толщина стен определялась на основании его работы по внутренней баллистике, опубликованной в 1856 году.
13 июля 1859 года Артиллерийское отделение Военно-учёного комитета было преобразовано в Артиллерийский комитет, а Маиевский назначен его действительным членом, числился в отделении «по математическим артиллерийским вопросам и по опытам, относящимся до теории стрельбы и до артиллерии вообще», исполняя обязанности правителя дел.
Исследований, посвященных изучению баллистических свойств нарезных орудий, не было, и Маиевский два года настойчиво занимался изучением вставшей перед артиллерийской наукой проблемой. От её скорейшего правильного решения зависело дальнейшее развитие русской военной техники. В 1862 году Маиевский пришёл к ряду выводов о характере движения центра массы продолговатого снаряда и его оси симметрии. В том же году в свой академический курс он включил новый раздел, посвящённый теории движения вращающихся продолговатых снарядов в воздухе.
Интерес артиллерийских офицеров к особенностям новой материальной части и баллистическим свойствам нарезных орудий всё возрастал. В Академии, Комитете, среди артиллерийских офицеров Петербурга с особенным вниманием следили за каждой работой Маиевского, освещающей теорию или практику стрельбы из нарезных артиллерийских систем. Николай Владимирович чувствовал горячее желание широких кругов артиллеристов овладеть новой техникой, понимал необходимость того, чтобы кадры русской артиллерии обладали основательной теоретической и практической подготовкой.
Весной 1862 года во вместительном зале Михайловского артиллерийского училища состоялись открытые публичные лекции А.В. Гадолина и Н.В. Маиевского. Вопросы, затронутые Маиевским, несмотря на всю их сложность, были изложены просто и понятно. Текст лекций был помещён на страницах «Артиллерийского журнала» в статье «О главнейших системах нарезных артиллерийских орудий», которая в то время служила артиллеристам единственным пособием при изучении новой военной техники.
В лекциях и статье Маиевский высказывался за вооружение русской армии нарезными орудиями, заряжающимися с дула. Перевооружение армии новыми артиллерийскими системами можно было быстрее всего осуществить переделкой гладкостенных орудий в нарезные. Это и было сделано в системах Маиевского 1860 года. Переход к орудиям, заряжающимся с казённой части, осложнялся тем, что в те годы отечественная промышленность ещё не была в состоянии наладить массовое изготовление надёжных запирающих устройств.
Но преимущества орудий, заряжающихся с казённой части, Маиевскому были известны, и уже в самом начале 1860-х годов он разрабатывал проекты клиновых затворов, которые были в дальнейшем использованы в его системах 1867 года. В период перевооружения русской армии нарезными орудиями особенно ярко проявилась черта, характерная для всей научной деятельности Маиевского: неустанная пропаганда новых идей, достижений артиллерийской науки и техники среди артиллеристов.
