В начале своих исследований теории полета братья Райт сосредоточились на изучении управления летательным аппаратом. Эксперименты с аэродинамической трубой дали возможность проектировать и строить более эффективные крылья и пропеллеры. Они получили патент США номер 821393 на изобретение системы аэродинамического контроля, осуществляемого с помощью поверхностей самолета.

Братья Райт были двумя из семи детей, родившихся у Милтона Райта – епископа евангелической церкви и Сьюзен Кэтрин Коернер. Уилбер Райт родился недалеко от Миллвилла в Индиане в 1867 г.; Орвилл – в Дейтоне, что в Огайо, в 1871 г. Как-то отец купил детям игрушку – вертолет. Устройство игрушки было основано на изобретении француза, пионера авиации Альфонса Пено. Уилбер и Орвилл играли с вертолетом, пока он не сломался, а затем смастерили из бамбука, бумаги и пробки свой собственный. Позднее они говорили, что эти игры зажгли искру интереса к полетам.

Оба брата посещали среднюю школу, но не получили дипломы об окончании. Неожиданный переезд семьи из Ричмонда в Дейтон помешал Уилберу получить диплом после окончании четырех классов средней школы. Зимой 1885/86 г. Уилбер во время игры в хоккей с друзьями случайно получил травму лица, что привело к потере передних зубов. До этого момента он был энергичным и спортивным юношей, и, хотя его травма не была особенно серьезной, он стал замкнутым, более того, не стал поступать в Йельский университет, как это планировалось ранее. Следующие несколько лет он провел дома, заботясь о матери, которая к этому времени была неизлечимо больна туберкулезом, и читая книги в библиотеке отца.

Орвилл оставил среднюю школу после окончания первого года обучения, чтобы начать издательский бизнес. Братья сконструировали свой собственный печатный пресс. Депрессия Уилбера, вызванная несчастным случаем, прошла, и он стал работать вместе с братом, выполняя работу редактора, в то время как Орвилл был издателем еженедельной газеты «Новости Вестсайда» и ежедневной «Вечерние события».

Во время велосипедного бума в 1892 г. братья открыли мастерскую по ремонту и магазин велосипедов, а затем начали и производство велосипедов под собственной торговой маркой.

В начале или в середине 1890-х им в руки попали газетные или журнальные статьи и, возможно, фотографии планеров Отто Лилиенталя. В 1896 г. произошло три важных события в мировой авиации. В мае секретарь Смитсоновского института Самуэль Лэнгли совершил успешный запуск беспилотного самолета с паровым двигателем. Летом инженер из Чикаго и известный авиатор Октав Шанют нанял нескольких молодых людей, которые испытывали различные типы планеров над песчаными дюнами по берегу озера Мичиган. В августе Отто Лилиенталь погиб при крушении своего планера. Эти события произвели большое впечатление на братьев. В мае 1899 г. Уилбер написал письмо в Смитсоновский институт, в котором запрашивал информацию и публикации об авиации, и получил несколько брошюр и список рекомендуемой литературы. Увлеченные работами сэра Джорджа Кэйли, Октава Шанюта, Отто Лилиенталя, Леонардо да Винчи и Самуэля Лэнгли, они начали свои первые авиационные эксперименты уже в этом же году.

Несмотря на трагическую судьбу Отто Лилиенталя, братья Райт приняли его стратегию: попытки планирования, в которых испытывались системы управления полетом, до осуществления первого полета с двигателем.

После долгих наблюдений Уилбер заключил, что птицы изменяют угол кончиков своих крыльев, чтобы заставить свое тело повернуть вправо или влево. Братья решили, что это возможно и для поворотов летательного аппарата – создать «крен» или «наклон» в сторону поворота, как это делают птицы, так же делают и велосипедисты: с их опытом братья были хорошо знакомы.

В июле 1899 г. Уилбер испытывает перекос крыла, построив и подняв в воздух полутораметровый воздушный змей формы близкой к биплану. В результате перекоса крыльев одна сторона крыла получала большую подъемную силу и начинала поворот в направлении нижней стороны. Перекос осуществлялся четырьмя тросами, прикрепленными к воздушному змею.

В 1900 г. братья приехали в долину Китти-Хоук в Северной Каролине, чтобы начать эксперименты с управляемыми планерами. Они выбрали место как по совету Октава Шанюта, который предложил песчаное побережье, где есть регулярные ветры и мягкая поверхность для посадки, так и после тщательного исследования метеорологических данных Национальной службы погоды. Отдаленность места также дала им возможность избежать интереса репортеров.

Позже братья создали аэродинамическую трубу и стали проводить систематические испытания на миниатюрных крыльях. Изобретенные ими «весы» для удерживания крыльев в туннеле были сделаны из велосипедных спиц.

Лилиенталь проводил испытания на крыльях нескольких форм. Райты ошибочно предположили, что его расчеты были применимы и к их крыльям другой формы. Братья совершили шаг вперед, произведя испытания в аэродинамической трубе на 200 крыльях различных форм и профилей, которые сопровождались основательным тестированием 38 из них.

Работа с аэродинамической трубой оказалась весьма полезной: подъемная сила планера соответствовала расчетной. Новый планер также имел жесткий вертикальный руль, который должен был устранить ряд возникавших ранее проблем. Однако жестко зафиксированный руль создавал сопротивление эффекту корректирующего перекоса крыла при попытке выровнять планер после поворота. Братья сделали задний руль подвижным, прикрепив его на петлях, и соединили его с механизмом перекоса крыла, в результате чего одним движением пилот одновременно управлял и отклонением руля, и перекосом крыла.

С помощью нового метода управления Райты впервые достигли контроля над своим аппаратом. Это произошло 8 октября 1902 г. В сентябре и октябре они совершили от 700 до 1000 полетов, самый длительный из которых продолжался 26 секунд, а его дальность составила 190 м. Сотни управляемых полетов после установки нового руля вселили в братьев уверенность в том, что пора начать строить летательный аппарат с двигателем.

В 1903 г. братья Райт построили из ели – крепкого и легкого дерева – «Флайер-1». Пропеллер – по сути то же крыло, только вращающееся в вертикальной плоскости, – был сконструирован с учетом данных большого количества испытаний в аэродинамической трубе. В окончательном варианте диаметр пропеллера составил 2,6 м, лопасти были сделаны из трех склеенных кусков ели.

Ни один из существующих на тот момент двигателей не удовлетворял требованиям Райтов. Они обратились к механику их магазина, Чарли Тэйлору, который собрал двигатель за шесть недель. Чтобы двигатель был легким, его основные части были сделаны из алюминия, что в то время являлось редкостью. Двигатель Райтов – Тэйлора стал предшественником современных инжекторных систем. Бензин из топливного бака, установленного на распорке крыла, стекал в картер через резиновую трубку.

Цепь цепной передачи напоминала велосипедную, однако была произведена предприятием, производящим особо прочные цепи для автомобильных двигателей.

«Флайер-1» имел размах крыльев 12 м, весил 283 кг и был оснащен двигателем мощностью 9 kW и весом 77 кг. Стоимость машины составила менее тысячи долларов.

14 декабря 1903 г. Уилбер совершил попытку подняться в воздух, однако самолет упал сразу после взлета, пострадав при этом незначительно.

После ремонта братья Райт наконец поднялись в воздух 17 декабря 1903 г. Первый полет совершил Орвилл, пролетев 36,5 м за 12 секунд, этот полет запечатлен на известной фотографии. Следующие два полета длиной около 52 и 60 м совершили Уилбер и Орвилл соответственно. Их высота была около 3 м над землей.

Свидетелями этого события стали пять человек, что позволяет считать эти полеты публичными. Телеграфист, передававший телеграмму отцу Райтов, стал источником утечки информации (братья этого не желали). На следующий день в нескольких газетах появились весьма неточные сообщения.