1896 három fontos repülési eseményt hozott. Májusban a Smithsonian Intézet titkára, Samuel Langley sikeresen repült egy pilóta nélküli gőzmeghajtású merevszárnyú repülőgépmodellel. Az év közepén Octave Chanute chicagói mérnök és légiközlekedési hatóság több férfit hozott össze, akik különféle típusú vitorlázógépeket teszteltek a Michigan-tó partján lévő homokdűnék felett. Augusztusban Lilienthal a vitorlázórepülőgépe lezuhanásakor életét vesztette. Ezek az események megragadtak a Wright fivérek elméjében, különösen Lilienthal halála. A Wright fivérek később az ő halálát említették annak a pontnak, amikor elkezdődött komoly érdeklődésük a repüléskutatás iránt.
Wilbur azt mondta: „Lilienthal kétségtelenül a legnagyobb prekurzor volt, és a világ nagy adóssággal tartozik neki.” 1899 májusában Wilbur levelet írt a Smithsonian Intézetnek, amelyben információkat és publikációkat kért a repülésről. Sir George Cayley, Chanute, Lilienthal, Leonardo da Vinci és Langley munkáira támaszkodva még abban az évben megkezdték mechanikus repülési kísérleteiket.
Lilienthal sorsa ellenére a testvérek az ő stratégiáját választották: gyakorolni a vitorlázórepülést, hogy elsajátítsák az irányítás művészetét, mielőtt motoros repülést próbálnának. Percy Pilcher brit aeronauta halála egy újabb sárkányrepülő-balesetben 1899 októberében csak megerősítette azon véleményüket, hogy a pilóta irányításának megbízható módszere a sikeres és biztonságos repülés kulcsa. Kísérleteik kezdetén a kontrollt a „repülési probléma” megoldatlan harmadik részének tekintették. Úgy gondolták, hogy a másik két kérdésről – a szárnyakról és a motorokról – már létezik kellően ígéretes tudás.
A Wright fivérek terve tehát élesen eltért a kor tapasztaltabb gyakorlóitól, nevezetesen Adertől, Maximtól és Langley-től, akik mind erős hajtóműveket építettek, amelyeket nem tesztelt vezérlőeszközökkel felszerelt repülőgépvázakhoz erősítettek. Noha egyetértettek Lilienthal gyakorlatról alkotott elképzelésével, Wrighték belátták, hogy az egyensúlyozási és kontrollálási módszere a testsúly eltolásával nem volt megfelelő. Elhatározták, hogy valami jobbat keresnek.
A megfigyelések alapján Wilbur arra a következtetésre jutott, hogy a madarak megváltoztatták szárnyaik végének szögét, hogy testük jobbra vagy balra forduljon. A testvérek úgy döntöttek, hogy ez egy repülő gépnek is jó módja lenne a kanyarodásnak – „bedőlni” a kanyarnak, mint egy madár –, és ahogy a bicikliző ember is, olyan élmény, amit alaposan ismernek. Ugyanilyen fontos, hogy remélték, hogy ez a módszer lehetővé teszi annak az egyensúly megtartását, amikor a szél félrebillenti a gépet (oldalsó egyensúly). Azon gondolkodtak, hogyan érhetik el ugyanezt a hatást az ember alkotta szárnyakkal, és végül felfedezték a szárnyak vetemedését, amikor Wilbur tétlenül megcsavart egy hosszú belső csöves dobozt a kerékpárboltban.
Más légiközlekedési kutatók úgy tekintettek a repülésre, mintha nem is különbözne annyira a felszíni mozgástól. Hajókormányban gondolkodtak a kormányzáshoz, miközben a repülőgép lényegében vízszintesen maradt a levegőben, akárcsak egy vonat, egy autó vagy egy hajó a felszínen. A szándékos oldalra dőlés vagy gördülés gondolata vagy nemkívánatosnak tűnt, vagy nem jutott eszükbe. A Wright fivérek azt akarták, hogy a pilóta abszolút irányítást szerezzen. Emiatt korai terveik nem tettek engedményeket a beépített stabilitás (például a diéderes szárnyak) tekintetében. Szándékosan tervezték az 1903-as első motoros szórólapjukat anhedrális (lelógó) szárnyakkal, amelyek természetüknél fogva instabilok, de kevésbé érzékenyek a széllökéstől.
1899. július 27-én a testvérek egy 1,5 m szárnyfesztávolságú kétfedelű sárkányt és egy 0,30 m húrú ívelt szárnyat építettek és repítettek a szárnyvetemítéssel. Amikor a szárnyak meghajlottak vagy megcsavarodtak, a lefelé görbült hátsó él nagyobb emelést produkált, mint a szemközti szárny, ami gördülő mozgást okozott. A vetemedést négy vonal irányította a sárkány és a sárkányrepülő által tartott keresztezett botok között. Cserébe a sárkányt oldalirányban irányították.
1900-ban a testvérek az észak-karolinai Kitty Hawk-ba mentek, hogy megkezdjék ember vezette vitorlázókísérleteiket.
A Wright testvérek sárkányaik és teljes méretű vitorlázógépeik tervezését más repülési úttörők 1890-es években végzett munkájára alapozták. Átvették a Chanute-Herring kétfedelű sárkányrepülő („kétszintes”, ahogy Wrightok nevezték) alaptervet, amely jól repült az 1896-os Chicago melletti kísérletekben, és felhasználták az Otto Lilienthal által közzétett repülési adatokat az emelésre vonatkozóan. Wrighték a szárnyakat dőléssel, a felső felület görbületével tervezték.
A testvérek nem fedezték fel ezt az elvet, hanem kihasználták. A bütykös felület jobb emelését a laposhoz képest először Sir George Cayley tárgyalta tudományosan. Lilienthal, akinek a munkáját Wrightok gondosan tanulmányozták, siklóin bütykös szárnyakat használt, ami repülés közben bizonyította előnyét a sík felületekkel szemben. A Wright vitorlázó repülőgép szárnyai közötti fa támasztékokat drótokkal erősítették meg Chanute módosított Pratt rácsának saját változatában, amely hídépítést használta a kétfedelű siklójához (amelyet eredetileg háromsíkúnak építettek). A Wrightok a vízszintes liftet a szárnyak elé, nem pedig mögé szerelték fel, nyilvánvalóan abban a hitben, hogy ez a funkció segít elkerülni vagy megvédeni őket egy orrcsapástól és az olyan ütközéstől, mint amilyen Lilienthal-t is megölte.
A testvérek csak néhány napig repültek a vitorlázórepülővel 1900 kora őszén Kitty Hawkban. Az első teszteken, valószínűleg október 3-án, Wilbur a fedélzeten tartózkodott, miközben a vitorlázó repülőgép sárkányként repült nem sokkal a föld felett, alatta férfiakkal, akik köteleket tartottak. A legtöbb sárkányteszt pilóta nélküli volt, homokzsákokkal, ill. láncok és még egy helyi fiú ballasztként.
A szárnyak vetemedését tesztelték a földről érkező irányítókötelek segítségével. A siklót pilóta nélkül is tesztelték egy kis házi készítésű toronyra felfüggesztve. Wilbur, de Orville nem, körülbelül egy tucat szabad siklást hajtott végre egyetlen napon, október 20-án. Ezekhez a tesztekhez a testvérek 6 km-t délre gyalogoltak a Kill Devil Hills-ig, egy 100 lábnyi homokdűne csoportig. Bár a vitorlázó repülőgép emelkedése kisebb volt a vártnál, a testvérek biztatást kaptak, mert a jármű elülső liftje jól működött, és nem történt balesetük. A kis számú szabad siklás azonban azt jelentette, hogy nem tudták valódi próbát tenni a szárnyak vetemedésével.
A pilóta a terveknek megfelelően az alsó szárnyon feküdt, hogy csökkentse az aerodinamikai ellenállást. A siklás végén a pilótának a szárnyon lévő nyíláson keresztül függőleges helyzetbe kellett süllyednie, és a vázon átfont karokkal a lábára kellett volna szállnia. Néhány sikláson belül azonban rájöttek, hogy a pilóta a szárnyon fekve maradhat, fejjel előre, anélkül, hogy leszálláskor szükségtelen veszélybe került volna. A következő öt évben minden repülésüket ebben a pozícióban hajtották végre.
Mielőtt 1901 nyarán visszatért Kitty Hawkhoz, Wilbur két cikket publikált: „A beesési szög” a The Aeronautical Journal-ban és „A vízszintes helyzet vitorlázó repülés közben” az Illustrierte Aeronautische Mitteilungen-ben. A testvérek elhozták az összes szükséges anyagot ahhoz, hogy önellátóak legyenek a Kitty Hawkban. Amellett, hogy ismét sátorban laktak, kombinált műhelyt és hangárt építettek.
Az emelés javításának reményében megépítették az 1901-es vitorlázórepülőt sokkal nagyobb szárnyfelülettel, és több tucat repülést hajtottak végre júliusban és augusztusban 15-122 m távolságra. A sikló néhányszor megakadt, de az elülső felvonó ejtőernyős hatása lehetővé tette Wilburnak, hogy biztonságos síkleszállást hajtson végre az orrmerülés helyett. A sikló azonban két nagy csalódást okozott. A számított emelés csak körülbelül egyharmadát produkálta, és néha a kanyar tervezett irányával ellentétes irányba mutatott – ezt a problémát később kedvezőtlen elfordulásnak nevezték –, amikor Wilbur a szárnyvetemítő vezérlőt használta. A hazaúton egy mélyen levert Wilbur megjegyezte Orville-nek, hogy az ember ezer év múlva sem fog repülni.
A vitorlázórepülők gyenge emelése arra késztette a Wrightokat, hogy megkérdőjelezzék Lilienthal adatainak pontosságát, valamint a légnyomás „Smeaton-együtthatóját”, amely érték már több mint 100 éve használatos, és része az elfogadott emelési egyenletnek.
Wrighték ezt az egyenletet használták a szárny által kiváltott emelőerő kiszámításához. Az évek során sokféle értéket mértek a Smeaton-együtthatóra; Chanute legfeljebb 50-et azonosított belőlük. Wilbur tudta, hogy Langley például a hagyományosnál alacsonyabb számot használt. A helyes Smeaton érték megerősítése érdekében Wilbur saját számításokat végzett az 1901-es vitorlázó repülőgép sárkányrepülései és szabadrepülései során gyűjtött mérések alapján. Eredményei helyesen mutatták, hogy az együttható nagyon közel volt 0,0033-hoz (hasonlóan a Langley által használt számhoz), nem pedig a hagyományos 0,0054-hez, ami jelentősen eltúlozná az előre jelzett emelkedést.
A testvérek úgy döntöttek, hogy kiderítik, hogy Lilienthal emelési együtthatóira vonatkozó adatai helyesek-e. Kidolgoztak egy kísérleti berendezést, amely egy szabadon forgó kerékpárkerékből állt, amelyet vízszintesen szereltek fel a kerékpár kormánya elé. A testvérek felváltva pedálozták erőteljesen a biciklit, légáramlást keltve a vízszintes keréken. Függőlegesen a kerékhez egy légszárny és egy 90°-ban elhelyezett lapos lemez volt rögzítve. Amikor a levegő elhalad a szárnyszelvényen, az általa generált emelés, ha nem ellentétes, a kerék elfordulását okozza.
A lapos lemezt úgy helyezték el, hogy ellenállása a szárnyszelvény ellentétes irányba tolja a kereket. A szárnyszelvény és a síklemez meghatározott méretekben készült, hogy Lilienthal mérései szerint a szárnyszelvény által keltett emelés pontosan ellensúlyozza a síklemez által keltett ellenállást. Amikor azonban a testvérek tesztelték a készüléket, a kerék elfordult. A kísérlet megerősítette azt a gyanújukat, hogy vagy a standard Smeaton-együttható, vagy a Lilienthal-féle emelési és légellenállási együttható – vagy mindegyik – hibás.
Ezután építettek egy 1,8 m-es szélcsatornát a boltjukban, és 1901 októbere és decembere között szisztematikus teszteket végeztek több tucat miniatűr szárnyon. Az általuk kidolgozott és az alagút belsejébe szerelt „mérlegek”, amelyek a szárnyakat rögzítik, durvának tűntek, kerékpárküllőből és fémhulladékból készültek. Az eszközök lehetővé tették a testvérek számára, hogy kiegyensúlyozzák az emelést a légellenállással és pontosan kiszámítsák az egyes szárnyak teljesítményét. Azt is láthatták, hogy mely szárnyak működnek jól, amikor az alagút tetején lévő kilátóablakon keresztül néztek. A tesztek egy sor értékes adatot hoztak, amelyeket korábban soha nem ismertek, és azt mutatták, hogy az 1900-as és 1901-es vitorlázórepülők gyenge emelkedése teljes mértékben a helytelen Smeaton-értéknek köszönhető, és hogy Lilienthal közzétett adatai meglehetősen pontosak voltak.
A részletes szélcsatorna-tesztek előtt Wilbur Chanute meghívására Chicagóba utazott, hogy 1901. szeptember 18-án előadást tartson a Nyugati Mérnöki Társaságnak. Alapos beszámolót tartott az 1900–1901-es vitorlázógépkísérletekről. Wilbur beszéde volt az első nyilvános beszámoló a testvérek kísérleteiről. A Journal of the Society-ben jelent meg egy jelentés.
A Wrightok hatalmas lépést tettek előre, és alapvető szélcsatorna-teszteket hajtottak végre 200 méretarányos, sokféle alakú és szárnyszelvényű szárnyon, majd ezek közül 38-nál részletes teszteket végeztek. Fontos felfedezés volt a hosszabb, keskenyebb szárnyak előnyei: repüléstechnikai értelemben nagyobb oldalarányú szárnyak (szárnyfesztávolság osztva húrral – a szárny elöl-hátul mérete). Az ilyen formák sokkal jobb emelő-ellenállás arányt kínáltak, mint a tömzsibb szárnyak, amelyeket a testvérek eddig próbáltak. Ezzel a tudással és egy pontosabb Smeaton-számmal Wrighték megtervezték 1902-es siklójukat.
Az 1901 októbere és decembere között elvégzett szélcsatorna-teszteket Fred Howard életrajzírója úgy jellemezte, mint „a legdöntőbb és legeredményesebb repülési kísérleteket, amelyeket ilyen rövid idő alatt, ilyen kevés anyag felhasználásával és ilyen kis költséggel végeztek”. Az 1908. szeptemberi Century Magazine cikkében Wrighték kifejtették: „A számítások, amelyeken az összes repülő gép alapult, megbízhatatlanok voltak, és… minden kísérlet egyszerűen a sötétben tapogatózott… Mindent félrevetettünk, és úgy döntöttünk, hogy teljesen a saját vizsgálatainkra támaszkodunk.”
Az 1902-es siklószárny laposabb szárnyakkal rendelkezett, a dőlésszög 1:24-re csökkent, ellentétben a korábbi vastagabb szárnyakkal. A nagyobb oldalarányt a szárnyfesztávolság növelésével és a húr rövidítésével érték el. A siklónak új szerkezeti jellemzője is volt: egy rögzített, hátsó függőleges kormánylapát, amely a testvérek reményei szerint kiküszöböli a fordulási problémákat. Az 1902-es sikló azonban problémákba ütközött oldalszélben és meredek lejtős kanyarokban, amikor néha spirálisan a földbe zuhant – ezt a jelenséget a testvérek „kútásásnak” nevezték.
Orville láthatóan azt képzelte, hogy a rögzített kormány ellenáll a korrekciós szárnyvetemítés hatásának, amikor egy kanyarból szintet akart állítani. Naplójába azt írta, hogy október 2-án éjjel „egy új függőleges kormányt tanulmányoztam”. A testvérek ezután úgy döntöttek, hogy a hátsó kormányt mozgathatóvá teszik a probléma megoldása érdekében. Felcsukták a kormányt, és a pilóta vetemedő „bölcsőjéhez” csatlakoztatták, így a pilóta egyetlen mozdulata egyszerre szabályozta a szárnyak vetemedését és a kormány elhajlását. A berendezés arra késztette a kormánylapát kifutó élét, hogy a szárnyak bármelyik végétől elforduljon a vetemedés miatt nagyobb ellenállással (és emeléssel). A kormány elfordítása által keltett ellentétes nyomás lehetővé tette a korrekciós szárnyvetemítést, hogy kanyarodás vagy szélzavar után megbízhatóan helyreállítsa a vízszintes repülést. Ezen túlmenően, amikor a sikló egy kanyarba dőlt, a kormánynyomás legyőzte a légellenállás különbségét, és a repülőgép orrát a fordulás irányába irányította, kiküszöbölve a kedvezőtlen elfordulást.
Röviden, a Wrightok felfedezték a mozgatható függőleges kormány valódi célját. Ennek nem a repülési irány megváltoztatása volt a szerepe, mint ahogy a kormány teszi a vitorlázás során, hanem az, hogy a repülőgépet helyesen irányítsa a dőlésszögű kanyarokban, valamint a kanyaroktól és szélzavaroktól való szintbe állásnál. A tényleges kanyar – az irányváltás – szárnyvetemítéssel történő gurulásvezérléssel történt. Az elvek ugyanazok maradtak, amikor a csűrők felváltották a szárnyak vetemedését.
Új módszerükkel a Wrightok először október 9-én, jelentős mérföldkőnek számító fordulóban értek el valódi irányítást. Szeptember 20-tól október utolsó hetéig több mint ezerszer repültek. A leghosszabb időtartam legfeljebb 26 másodperc volt, a leghosszabb távolság pedig több mint 180 m. Miután bemutatták az emelést, az irányítást és a stabilitást, a testvérek most a hatalom problémájára összpontosítottak.
Így fejlődött ki a háromtengelyes vezérlés: a szárnyak vetemedése a guruláshoz (oldalirányú mozgás), az előre emelő a dőlésszöghöz (fel és le) és a hátsó kormánylapát az elforduláshoz (oldalról oldalra). 1903. március 23-án Wrighték beadták híres szabadalmukat egy „Flying Machine”-ra, amely az 1902-es sikeres siklójukon alapult. Egyes repüléstörténészek úgy vélik, hogy a háromtengelyes repülésirányítási rendszer alkalmazása az 1902-es vitorlázórepülőgépen egyenlő volt, vagy még jelentősebb volt, mint az 1903-as Flyer teljesítménye. Peter Jakab, a Smithsonian munkatársa azt állítja, hogy az 1902-es vitorlázógép tökéletessége lényegében a repülőgép feltalálása.
Az emelési egyenlet kidolgozása mellett a testvérek a légellenállás egyenletét is kidolgozták. Ugyanaz a formája, mint az emelési egyenlet, kivéve, hogy a légellenállási együttható helyettesíti az emelési együtthatót, és a légellenállást számítja ki az emelkedés helyett. Ezt az egyenletet arra használták, hogy válaszoljanak arra a kérdésre: „Van-e elég teljesítmény a motorban ahhoz, hogy olyan tolóerőt hozzon létre, amely elegendő a teljes keret ellenállásának leküzdéséhez…” Combs szavaival élve. A Wrightok ekkor „… fontban mérték a húzóerőt repülőgépük különböző részein, beleértve a kétsíkú szárnyak húzását vízszintes helyzetben ismert szélsebességek mellett… Kidolgoztak egy képletet a teljesítmény- súlyarány és a légcsavar hatékonysága, amely választ ad arra, hogy képesek-e a légcsavarokat biztosítani a repülés fenntartásához szükséges tolóerő leadásához… „
1903-ban a testvérek megépítették a motoros Wright Flyert, az építéséhez előnyben részesített anyagukat, a lucfenyőt, egy erős és könnyű fát, valamint a felületburkolatokhoz a Pride of the West muszlint használták. Saját facsavarokat is terveztek és faragtak, kerékpárüzletükben pedig egy erre a célra épített benzinmotort gyártattak. Úgy gondolták, hogy a légcsavar tervezése egyszerű dolog, és a hajógyártásból származó adatokat kívánták adaptálni. Könyvtári kutatásaik azonban nem tártak fel megállapított képleteket sem a tengeri, sem a légcsavarokra, és nem találtak biztos kiindulási pontot. Megvitatták és vitatták a kérdést, néha hevesen, mígnem arra a következtetésre jutottak, hogy a légi légcsavar lényegében egy függőleges síkban forgó szárny. Ennek alapján több szélcsatorna-teszt adatait is felhasználták a légcsavar tervezéséhez. A kész pengék valamivel több mint nyolc méter hosszúak voltak, három réteg ragasztott lucfenyőből készültek. Wrighték iker „toló” propellerek mellett döntöttek (ellentétesen forognak a nyomaték kiiktatására), amelyek nagyobb mennyiségű levegőre hatnak, mint egyetlen viszonylag lassú propeller, és nem zavarják a légáramlást a szárnyak elülső éle felett.
Wilbur 1903 márciusában tett egy bejegyzést a jegyzetfüzetébe, jelezve, hogy a prototípus propeller 66%-os hatásfokú. Az 1903-as légcsavarokon végzett modern szélcsatorna-tesztek azt mutatják, hogy az első repülések körülményei között több mint 75%-os hatásfokot értek el, ami „figyelemre méltó bravúr”, és valójában 82%-os csúcshatékonyságuk volt. Wrighték több motorgyártónak is írtak, de egyik sem tudta kielégíteni a kellően könnyű erőforrás iránti igényüket. Műhelyszerelőjükhöz, Charlie Taylorhoz fordultak, aki a testvérekkel szorosan egyeztetve mindössze hat hét alatt megépített egy motort.
A súly csökkentése érdekében a motorblokkot alumíniumból öntötték, ami akkoriban ritka gyakorlat volt. A Wright/Taylor motornak a karburátor primitív változata volt, és nem volt benne üzemanyag-szivattyú. A benzint gravitációsan betáplálták a szárnyrugóra szerelt üzemanyagtartályból a hengerek melletti kamrába, ahol levegővel keveredett: Az üzemanyag-levegő keveréket ezután hő hatására a forgattyúházból elpárologtatták, és a hengerekbe kényszerítették.
A kerékpárokéhoz hasonló propeller láncokat egy nagy teherbírású autóláncok gyártója szállította. A Flyer kevesebb, mint ezer dollárba került, ellentétben azzal, hogy Samuel Langley több mint 50 000 dollárt kapott az emberszállító Great Aerodrome-ért. 1903-ban 1000 dollár 30 000 dollárnak felelt meg 2021-ben. A Wright Flyer szárnyfesztávolsága 12,3 m, súlya 274 kg és 12 lóerős (8,9 kW), 82 kg-os motorja volt.
1903. június 24-én Wilbur egy második előadást tartott Chicagóban a Western Society of Engineers előtt. Részleteket közölt 1902-es kísérleteikről és vitorlázórepüléseikről, de kerülte a motoros repülési terveik említését.
A Kill Devil Hills-i táborban Wrighték hetekig tartó késéseket viseltek el, amiket a motortesztek során eltört propellertengelyek okoztak. A tengelyek cseréje után (két visszautazást igényel Daytonba) 1903. december 14-én három másodperces repülési kísérletet tett, felszállás után elakadt, és kisebb károkat okozott a Flyerben. Mivel 1903. december 13-a vasárnap volt, a testvérek aznap nem próbálkoztak, pedig az idő jó volt, így első motoros próbarepülésük a Montgolfier testvérek első hőlégballonos tesztrepülésének (1782. december 14) 121. évfordulóján történt. A családjuknak küldött üzenetben Wilbur úgy hivatkozott a kísérletre, hogy „csak részleges sikerrel járt”, és kijelentette: „az erő bőséges, de egy apró hiba miatt, ami a géppel kapcsolatos tapasztalatok hiánya miatt következett be. Ezzel az indítási módszerrel a gép kétségtelenül gyönyörűen repült volna.”
A javításokat követően a Wrightok végül 1903. december 17-én emelkedtek a levegőbe, és két-két repülést hajtottak végre vízszintes talajról fagyos szembeszélbe, amely 43 km/h széllökésig terjedt. Az első repülést, amelyet Orville-nél 10:35-kor, 37 m magasságban 12 másodperc alatt, mindössze 10,9 km/h-ás sebességgel a föld felett, egy híres fénykép rögzített. A következő két járat körülbelül 53 és 61 méter volt. Magasságuk körülbelül 3 m volt a talaj felett. A következő Orville Wright beszámolója a nap utolsó repüléséről:
„Wilbur alig 12 órakor indult el a negyedik és egyben utolsó repüléssel. Az első néhány száz láb fel-alá járt, mint korábban, de mire háromszáz métert beterítettek, a gépet sokkal jobban irányították. A következő négy-ötszáz láb pályája alig volt hullámzó. Amikor azonban körülbelül nyolcszáz méterről lejjebb került, a gép ismét dőlni kezdett, és az egyik nyílvesszőjével lefelé csapódott a földnek. A föld feletti távolságot 852 lábnak mérték; a repülés ideje 59 másodperc volt. Az első kormányt tartó váz súlyosan eltört, de a gép fő része egyáltalán nem sérült meg. Úgy becsültük, hogy a gép körülbelül egy-két napon belül ismét repülési állapotba kerülhet.”
Öten voltak szemtanúi a repüléseknek: Adam Etheridge, John T. Daniels (aki Orville előre elhelyezett kamerájával készítette a híres „első repülés” fotót) és Will Dough, az Egyesült Államok kormányának parti mentőcsapatának tagja; területi üzletember W.C. Brinkley; és Johnny Moore, egy tizenéves fiú, aki a környéken élt. Miután a férfiak visszarántották a Flyert a negyedik repülésről, egy erős széllökés többször megfordította, annak ellenére, hogy a személyzet megpróbálta lenyomva tartani. A súlyosan megsérült Wright Flyer soha többé nem repült. A fivérek hazaszállították a repülőgépet, majd évekkel később Orville helyreállította, kölcsönadva számos amerikai helyszínnek kiállításra, majd a londoni Tudományos Múzeumnak, mielőtt végül 1948-ban a Smithsonian Intézetbe helyezték.
Wrighték táviratot küldtek apjuknak a járatokról, és kérték, hogy „tájékoztassa a sajtót”. A Dayton Journal azonban nem volt hajlandó közzétenni a történetet, mondván, hogy a járatok túl rövidek ahhoz, hogy fontosak legyenek. Eközben, a testvérek akarata ellenére, egy távíró kiszivárogtatta üzenetüket egy virginiai újságnak, amely egy rendkívül pontatlan hírcikket talált ki, amelyet másnap több újságban, köztük a Daytonban is újranyomtak.
Wrighték januárban kiadták a sajtónak saját tényszerű nyilatkozatukat. Ennek ellenére a repülések nem keltették fel az érdeklődést – ha az emberek tudtak is róluk –, és a hír hamar elhalványult. Párizsban azonban Az Aero Club of France tagjai, akiket már Chanute Wright-sikerekről szóló beszámolói is ösztönöztek, komolyabban vették a hírt.
Fred E.C. Culick professzor és Henry R. Jex 1985-ös elemzése kimutatta, hogy az 1903-as Wright Flyer annyira instabil volt, hogy az 1902-es vitorlázórepülőt kiképzett Wrightokon kívül szinte senki sem tudta kezelni.
1904-ben a Wrightok megépítették a Wright Flyer II-t. Úgy döntöttek, hogy elkerülik az utazás költségeit és az Outer Banks-i készletek szállítását, és repülőteret létesítenek Huffman Prairie-n, egy tehénlegelőn, Daytontól 13 km-re északkeletre. Wrighték repülőiskolai prospektusukban Simms állomásként emlegették a repülőteret. A terület bérleti díjmentes használatára engedélyt kaptak Torrance Huffman tulajdonostól és bankelnöktől.
Meghívták az újságírókat idei első repülési kísérletükre május 23-án, azzal a feltétellel, hogy nem készülnek fényképek. A motorhibák és a laza szél megakadályozta a repülést.
Wrighték örültek, hogy megszabadultak az újságíróktól. A híradósok hiánya csökkentette annak esélyét is, hogy a versenyzők megtanulják a módszereiket. A Kitty Hawk motoros repülések után Wrighték úgy döntöttek, hogy kivonják magukat a kerékpárüzletből, hogy egy praktikus repülőgép megalkotására és marketingjére koncentrálhassanak. Ez pénzügyileg kockázatos volt, mivel nem voltak sem gazdagok. A Wright fivérek nem élvezhették azt a luxust, hogy odaadhatták találmányukat: ennek kellett lennie a megélhetésüknek. Így titkolózásuk fokozódott, szabadalmi ügyvivőjük, Henry Toulmin tanácsára, hogy ne fedjék fel a gépük részleteit.
A Huffman Prairie-n az enyhébb szelek megnehezítették a felszállást, és hosszabb indulósínt kellett használniuk, mint a Kitty Hawknál használt 18 m-es sín. Az első repülések 1904-ben hosszirányú stabilitási problémákat tártak fel, amelyeket ballaszt hozzáadásával és a felvonó támasztékainak meghosszabbításával oldottak meg. Tavasszal és nyáron sok kemény leszállást szenvedtek el, amelyek gyakran károsították a repülőgépet és kisebb sérüléseket okoztak. Augusztus 13-án Wilbur 400 méteres repüléssel végre felülmúlta legjobb Kitty Hawk-erőfeszítését. Aztán úgy döntöttek, hogy egy súlyzós katapultot használnak, hogy megkönnyítsék a felszállást, és szeptember 7-én próbálták ki először.
1904. szeptember 20-án Wilbur a történelem első teljes körét repült meg egy, a levegőnél nehezebb géppel, 1244 m magasságot tett meg körülbelül másfél perc alatt. Az év végére a testvérek körülbelül 50 percet halmoztak fel a levegőben 105 repülés során a meglehetősen ázott, 34 hektáros legelőn.
Wrighték leselejtezték az ütött-kopott és sokat javított repülőgépet, de megmentették a motort, és 1905-ben új repülőgépet építettek, a Flyer III-at. Ennek ellenére eleinte ez a Flyer ugyanolyan marginális teljesítményt nyújtott, mint az első kettő. Első repülése június 23-án volt és az első néhány repülés nem volt hosszabb 10 másodpercnél. Miután Orville július 14-én csonttörést és potenciálisan végzetes balesetet szenvedett, újjáépítették a Flyert úgy, hogy az elülső felvonót és a hátsó kormányt is megnövelték, és több lábbal távolabb helyezték el a szárnyaktól. Külön vezérlőt szereltek a hátsó kormányra is, ahelyett, hogy a szárnyvetemítő „bölcsőhöz” kapcsolták volna, mint korábban.
A három tengely – dőlésszög, dőlés és elfordulás – mindegyikének megvolt a maga független vezérlése. Ezek a módosítások nagymértékben javították a stabilitást és az irányíthatóságot, lehetővé téve a hat drámai „hosszú repülés” sorozatát, amelyek 17 és 38 perc között mozogtak. Wilbur az utolsó és leghosszabb repülést, 39,4 km-t 38 perc és 3 másodperc alatt tette meg, és biztonságos leszállással ért véget, amikor az üzemanyag kifogyott. A repülést többen látták, köztük több meghívott barát, apjuk, Milton és a szomszédos farmerek.
A riporterek másnap megjelentek, de a testvérek nem voltak hajlandók repülni. A hosszú repülések meggyőzték Wrightokat arról, hogy elérték céljukat, egy „gyakorlatilag hasznos” repülőgép létrehozására, amelyet eladásra kínálhatnak.
Az 1904–1905-ös repülésekről az egyetlen fotót a testvérek készítették. (Néhány fotó megsérült az 1913-as nagy daytoni árvízben, de a legtöbb sértetlenül fennmaradt.) 1904-ben Amos Root ohiói méhészeti üzletember, a technológia rajongója látott néhány repülést, köztük az első kört. A méhészeti magazinba írt cikkek voltak az egyetlen megjelent szemtanúi beszámolók a Huffman Prairie repüléseiről. Root felajánlott egy jelentést a Scientific American magazinnak, de a szerkesztő visszautasította. Ennek eredményeként a hír Ohión kívül nem volt széles körben ismert, és gyakran szkepticizmussal fogadták. A Herald Tribune párizsi kiadása a Wrightokról szóló 1906-os cikk címén szerepelt: „Repülők vagy hazugok?”.
Az elkövetkező években a daytoni újságok büszkén ünnepelnék a szülővárosi Wright fivéreket, mint nemzeti hősöket, de a helyi riporterek valahogy lemaradtak a történelem egyik legfontosabb történetéről, mivel az néhány mérföldre a küszöbüktől történt. J. M. Cox, aki akkoriban a Dayton Daily News-t adta ki, kifejezte az újságírók – és a közvélemény – hozzáállását akkoriban, amikor évekkel később bevallotta: „Őszintén szólva, egyikünk sem hitte el.”
Néhány újság cikkeket közölt a hosszú repülésekről, de riporter vagy fotós nem járt ott. A szemtanúk sajtóvisszhangjának hiánya volt a fő ok a hitetlenségre Washington DC-ben és Európában, valamint az olyan folyóiratokban, mint a Scientific American, amelyek szerkesztői kételkedtek az „állítólagos kísérletekben”.
1904 októberében a testvéreket meglátogatta az első a sok fontos európai közül, akikkel az elkövetkező években összebarátkoznak, J. E. Capper ezredes, a Royal Balloon Factory későbbi felügyelője. Capper és felesége az Egyesült Államokba látogatott, hogy megvizsgálják a St. Louis-i Világkiállítás repüléstechnikai kiállításait, de Patrick Alexander bemutatta nekik Chanute-t és a Wrightokat. Cappert nagyon lenyűgözték Wrightok, akik fényképeket mutattak neki repülés közbeni repülőgépeikről.
A Wright fivérek minden bizonnyal bűnrészesek voltak a figyelmük hiányában. Attól tartva, hogy a versenytársak ellopják ötleteiket, és még mindig szabadalom nélkül, október 5-e után csak egy nappal repültek tovább. Ettől kezdve nem voltak hajlandók repülni sehova, hacsak nem volt határozott szerződésük a repülőgépük eladására. Írtak az Egyesült Államok kormányának, majd Nagy-Britanniának, Franciaországnak és Németországnak egy repülőgép eladási ajánlatával, de visszautasították őket, mert ragaszkodtak az aláírt szerződéshez, mielőtt demonstrációt tartottak. Még a levegőben lévő Flyerről készült fényképeiket sem voltak hajlandók megmutatni.
A testvérek 1905. október 19-én felvették a kapcsolatot az Egyesült Államok Hadügyminisztériumával, a Brit Háborús Hivatallal és egy francia szindikátussal. Az Egyesült Államok hadászati és erődítési tanácsa 1905. október 24-én válaszolt, és kijelentette, hogy nem tesznek további lépéseket, amíg a gépet nem látják tényleges működés során.
A testvérek figyelmüket Európára, különösen Franciaországra fordították, ahol a légi közlekedés iránti lelkesedés nagy volt, és 1907-ben utaztak oda először, hogy négyszemközt tárgyaljanak kormányzati tisztviselőkkel és üzletemberekkel. Németországban és Nagy-Britanniában is találkoztak a légi közlekedés képviselőivel. Utazása előtt Orville egy újonnan épített Model A Flyert szállított Franciaországba a bemutató repülések előtt. Franciaországban Wilbur találkozott Frank P. Lahmmal, az amerikai hadsereg légi hadosztályának hadnagyával. A feletteseinek írt Lahm egyengette Wilbur útját, hogy személyesen tarthasson előadást az Egyesült Államok hadászati és erődítési tanácsának Washington DC-ben, amikor visszatért az Egyesült Államokba.
A Wrightok további közreműködésével az Egyesült Államok Hadseregének jelzőhadteste 1907 decemberében kiadta a 486-os specifikációt, amelyben ajánlatot írt ki egy repülőgép megépítésére katonai szerződés keretében. A Wrightok januárban nyújtották be ajánlatukat és 1908. február 8-án szerződést kaptak. Aztán 1908. március 23-án a testvérek szerződést kötöttek a francia La Compagnie Générale de Navigation Aérienne cég megalapításával. Ebbe a francia szindikátusba tartozott Lazare Weiller, Henri Deutsch de la Meurthe, Hart O. Berg és Charles Ranlett Flint.
Májusban 1905-ös Flyerjükkel visszatértek Kitty Hawkhoz, hogy gyakoroljanak a szerződéses bemutató repüléseiken. Magánéletük elveszett, amikor több tudósító is a helyszínre érkezett. A testvérek szerződése értelmében utassal kellett repülniük, ezért módosították az 1905-ös Flyert úgy, hogy két függőleges ülést szereltek fel kettős vezérlőkarral. Charlie Furnas, egy daytoni szerelő, 1908. május 14-én mindkét testvérrel az első merevszárnyú repülőgép utas volt külön járatokon. Később Wilbur túlzottan irányította az első liftet, és körülbelül 80 km/h-ás sebességgel a homokba zuhant. Zúzódásokkal és megsérült bordáival emelkedett ki, de a baleset véget vetett a gyakorló repüléseknek.
A testvérek amerikai hadsereggel és egy francia szindikátussal kötött szerződése a sikeres nyilvános repülési bemutatóktól függött, amelyek megfeleltek bizonyos feltételeknek. A testvéreknek meg kellett osztaniuk erőfeszítéseiket. Wilbur Európába hajózott; Orville Washington DC közelében repült.
A francia légiközlekedésben nagy szkepticizmussal és egyes újságok „blöffőrnek” nevezett újságokkal szembeni megvetésével Wilbur 1908. augusztus 8-án hivatalos nyilvános bemutatókba kezdett a franciaországi Le Mans városához közeli Hunaudières lóversenypályán. Első repülése mindössze 1 perc 45 másodpercig tartott, de az a képessége, hogy könnyedén megtehesse a kanyarokat, és egy kört repüljön, lenyűgözte és megdöbbentette a bámészkodókat, köztük számos úttörő francia repülőt, köztük Louis Blériot-t. A következő napokban Wilbur egy sor technikailag kihívást jelentő repülést hajtott végre, köztük nyolcasokat is, bemutatva pilóta képességeit és repülőgépe képességeit, amelyek messze felülmúlták a korabeli többi úttörő repülőgépét és pilótáját.
A francia közvéleményt elragadtatta Wilbur bravúrja, és ezrével özönlöttek a pályára, a Wright fivérek pedig azonnal világhírűvé váltak. Az egykori kételkedők bocsánatot kértek és kimondottan dicsérték. A L’Aérophile szerkesztője, Georges Besançon azt írta, hogy a repülések „teljesen eloszlattak minden kétséget. A Wrightok egykori becsmérlői közül senki sem meri megkérdőjelezni azoknak az embereknek korábbi kísérleteit, akik valóban elsőként repültek…” Ernest Archdeacon, a vezető francia légiközlekedés-promóter ezt írta: „A Wright fivéreket hosszú ideig blöfföléssel vádolják Európában… Ma felmagasztalják őket Franciaországban, és nagy örömömre szolgál… jóvátenni.”
1908. október 7-én Edith Berg, a fivérek európai üzleti ügynökének felesége lett az első amerikai női utas, amikor Wilburral repült. Wilbur megismerkedett Léon Bollée-vel és családjával is. Bollée egy autógyár tulajdonosa volt, ahol Wilbur összeszerelte a Flyert, és ahol bérelt segítséget kapott. Bollée és felesége azon az ősszel repülnek Wilburral. Madame Carlotta Bollée a terhesség utolsó szakaszában volt, amikor Wilbur 1908 júniusában LeMansba érkezett, hogy összeszerelje a Flyert. Folyékonyan beszélt görögül, franciául és angolul, és lefordította a Wright és férje közötti technikai megbeszéléseket. Wilbur megígérte neki, hogy gyermeke születése napján megteszi első európai repülését, ami meg is történt, 1908. augusztus 8-án. Elizabeth Bollée keresztapja lett.
Orville követte bátyja sikerét azzal, hogy 1908. szeptember 3-tól a virginiai Fort Myerben bemutatott egy másik, majdnem azonos Flyer-t az Egyesült Államok hadseregének. Szeptember 9-én tette meg az első egy órás repülést, amely 62 perc 15 másodpercig tartott. Ugyanezen a napon utasként felvette Frank P. Lahmot, majd három nappal később George Squier őrnagyot.
Szeptember 17-én a hadsereg hadnagya, Thomas Selfridge hivatalos megfigyelőként volt az utas. Néhány perccel a repülés után körülbelül 30 méteres magasságban egy légcsavar megrepedt és összetört, így a Flyer kikerült az irányítás alól. Selfridge koponyatörést szenvedett a balesetben, és aznap este meghalt a közeli katonai kórházban, és ő lett az első halálos áldozat. Orville súlyosan megsérült, eltört a bal lába és négy bordája. Tizenkét évvel később, miután egyre erősödő fájdalmai voltak, a röntgenfelvételek kimutatták, hogy a baleset három csípőcsonttörést és egy csípő elmozdulását is okozta.
A baleset mélyen megdöbbent és felzaklatott Wilbur elhatározta, hogy még lenyűgözőbb repülési bemutatókat tart; a következő napokban és hetekben új magassági és időtartamú rekordokat állított fel. Szeptember 28-án Wilbur elnyerte a Commission of Aviation díjat, majd december 31-én a Coupe Michelint. 1909 januárjában Orville csatlakozott hozzá Franciaországban, és egy ideig ők voltak a leghíresebb emberek a világon. Nagy-Britannia, Spanyolország és Olaszország királyai eljöttek megnézni Wilbur repülését.
Miután 1909. május 13-án visszatértek az Egyesült Államokba, a testvérek meghívást kaptak a Fehér Házba, ahol június 10-én Taft elnök kitüntetéseket adományozott nekik. Daytont egy pazar, kétnapos hazatérés-ünnep követte június 17-én és 18-án. 1909. július 27-én Orville Wilbur közreműködésével befejezte az amerikai hadsereg próbarepülését. Megfelelték a két személyt szállító repülőgép követelményeinek, amely egy órán keresztül a magasban marad, majd egy gyorsasági próba következett, amely legalább 64 km/h-ás átlagsebességet mutatott be.
Taft elnök, kabinetje és a Kongresszus tagjai 10 000 fős hallgatóságot állítottak össze. A sikeres repülést követően Wrighték 25 000 dollárt kaptak a hadseregtől, plusz 2500 dollárt minden óránkénti 40 mérföldet meghaladó mérföldért. Orville ezután Németországba utazott, ahol 1909 szeptemberében bemutató repüléseket hajtott végre Tempelhofban, beleértve a német koronaherceg utasaként való repülését. 1909. október 4-én Wilbur egymillió ember előtt repült New Yorkban a Hudson-Fulton ünnepségen. A Governors-szigetről felszállva Wilbur felrepült a Hudson-folyón Grant sírjáig, majd vissza a Governors Island-re leszállásra, egy kenuval a repülőgép vázára erősített biztonsági óvintézkedésként az árokba esés esetére. Wilbur ezután három katonai pilótát képezett ki a College Park repülőtéren, Frank P. Lahmot, Frederick E. Humphreyst és Benjamin Fouloist.
