Siguiendo un método un paso a paso, descubriendo a continuación las fuerzas aerodinámicas que controlan el vuelo, los hermanos Wright construyeron y probaron una serie de diseños de planeadores y cometas desde 1900 a 1902 antes de intentar construir un diseño propulsado. Los planeadores funcionaron bien, pero no tan bien como los Wright habían esperado basados en los experimentos y los escritos de sus predecesores del siglo XIX.
Su primer planeador, que se construyó en 1900, sólo logro realizar la mitad del ascenso previsto. Su segundo planeador, construido el año siguiente, obtuvo peores resultados. En lugar de darse por vencido, los Wright construyeron su propio túnel de viento y crearon una serie de sofisticados dispositivos para medir la sustentación y resistencia en los 200 diseños de prueba de alas.
Sus ensayos y los cálculos les permitieron diseñar un tercer planeador, con prestaciones mucho mejores que los anteriores. Esta vez era un diseño de avión controlado de 3 ejes que voló en 1902. Su desempeño fue mucho mejor que el de los modelos anteriores. Al final, mediante el establecimiento de un riguroso sistema de diseño, pruebas de túnel de viento de los alerones y ensayos en vuelo de prototipos de tamaño natural, los Wright no sólo lograron construir un avión que realmente funcionara, sino que también contribuyeron a hacer avanzar la ciencia de la ingeniería aeronáutica
Casi como una idea tardía, ellos diseñaron y construyeron un motor de combustión interna de baja potencia Aunque el ala deformable se utilizó sólo brevemente durante la historia de la aviación, cuando se utilizó con un timón demostró ser un avance clave para controlar una aeronave. Si bien muchos pioneros de la aviación parecían dejar mucho de la seguridad en la suerte, los diseños de los hermanos Wrights fueron fuertemente influenciados por la necesidad de volar sin que esto fuera un riesgo injustificado a la vida y a la integridad física, con el fin de sobrevivir a los accidentes.
Smithsoniano y la Federación Aeronautique Internationale (FAI), los Wright hicieron su primer vuelo sostenido y controlado de una aeronave tripulada más pesada que el aire en Kill Devil Hills el 17 de diciembre de 1903
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