После окончания училища Александр Николаевич Головинский приобрел значительный опыт и знания по вопросам эксплуатации авиационной техники, проходя службу в строевых частях ВВС. Учеба в адъюнктуре и успешная защита диссертации на актуальную для ВВС тему явились предпосылкой для назначения его на должность старшего научного сотрудника факультета авиационного вооружения. Проходил службу на должностях начальника отделения, начальника научно-исследовательской лаборатории, начальника научно- исследовательской группы. С 2001 г. А. Н. Головинский является начальником научно-исследовательского отдела «Перспективы развития комплексов авиационного вооружения».

Принимал участие в выполнении ряда оперативных заданий командования ВС, ВВС и академии. Полученные научные результаты, обеспечивающие повышение эффективности авиационного вооружения, реализованы заказчиком более чем в 35 научно-исследовательских и опытно-конструкторских работах и используются в промышленности. Разработанные А. Н. Головинским методики внедрены в учебные дисциплины факультета авиационного вооружения.

Автор более 90 научных работ, изданных в академии и в научных организациях РАН, среди которых (в соавторстве) монография «Управление и на- ведение беспилотных маневренных летательных аппаратов на основе современных информационных технологий», а также учебники и учебные пособия, в том числе действующее «Расширенное дополнение к Руководству по боевому применению авиационных средств поражения наземных (морских) объектов».

Им подготовлено 3 кандидата технических наук.

Научная и служебная деятельность Александра Николаевича Головинского отмечена комитетом общественных организаций: кавалер ордена Ломоносова.

Награжден рядом медалей СССР и РФ.