莱特兄弟从小就对机械有着天生的爱好，喜欢拆卸和组装各种机械，尤其是旧时钟和磅秤。威尔伯比奥维尔大四岁，他们常常与同龄的孩子们一起玩耍。奥维尔也有自己的好友，但两兄弟在家中总是玩在一起。1878年6月，他们全家从俄亥俄州的代顿市搬到了依阿华州的锡德腊皮兹市，住在该市的亚当街。圣诞节时，莱特兄弟的爸爸给他们带回了一个名为“蝴蝶”的玩具，告诉他们这是飞螺旋，能在空中高高地飞去。威尔伯起初有些怀疑，但爸爸当场做了表演，他们这才相信除了鸟和蝴蝶，人工制造的东西也能飞上天。从那以后，他们就在心中种下了制造能飞上蓝天的东西的愿望。
莱特兄弟受到了良好的教育，但他们都没有获得文凭。奥维尔在大学第三年（1889年）退学，开始帮助哥哥经营印刷生意。威尔伯担任编辑，而奥维尔成为了一本周刊《West Side News》（几个月后改为《Evening Item》晚报）的出版商。他们开始研究报纸和杂志上的文章，以及德国Otto Lilienthal的飞行器概念图，对飞行的兴趣随着年龄的增长而增加。他们认为，自己之所以能成功，是因为生活在了一个鼓励孩子们追求知识、调查研究奇特现象的家庭环境中。
1894年，莱特兄弟把报纸典当给一家通讯社，开设了莱特自行车修理店（后来成为莱特自行车公司），开始从事自己梦想的事业。他们关注了史密斯索尼安学院的Samuel Langley的蒸汽飞机模型的试飞，以及芝加哥工程师和飞行研究权威Octave Chanute在密歇根沙丘和湖边进行的飞机模型试飞。1899年5月，威尔伯给史密斯索尼安学院写信，请求得到航空方面的信息和书籍。基于Sir George Cayley、Chanute、Lilienthal、Leonardo da Vinci以及Langley的草图和灵感，莱特兄弟开始了他们的机械航空试验。
莱特兄弟不仅努力掌握前人的研究成果，而且非常注重向活生生的飞行物——鸟类学习。他们常常仰面朝天躺在地上，观察鹰在空中的飞行，研究和思考它们起飞、降落和盘旋的原理。他们提出的许多新想法都在后来的航空工业中得到了应用。在吸取前人经验教训的基础上，莱特兄弟开始了飞行器的研制。他们用自行车生意赚来的钱进行飞机的研制，兄弟俩的配合完美无缺。哥哥威尔伯扎实稳重，拥有工程师的细致和谨慎；弟弟奥维尔则富有艺术家的想象力，敢于不断创新。两兄弟共享发明成果和荣誉，奥维尔从始至终都是领导者。
1900年10月的一个傍晚，威尔伯·莱特成功地在易碎的滑翔机骨架上迎着海风飘了起来，飞行了了几秒钟，达到了1米多高，但他们的成就超过了试图靠移动身体重量操纵飞行的李林达尔。第二年，他们制成了一架滑翔机，并在基蒂霍克海边进行了试验，飞行高度达到了180米。1900-1903年间，他们制造了3架滑翔机并进行了1000多次滑翔飞行，还自制了200多个不同的机翼进行了上千次风洞实验，修正了李林达尔的一些错误的飞行数据，设计出了较大升力的机翼截面形状。在这期间，他们的滑翔机多次滑翔距离超过1000米。
经过不断钻研和改进，莱特兄弟不仅掌握了当时的飞行器制造技术，而且在许多方面取得了重大突破。从1903年夏季开始，莱特兄弟着手制造著名的“飞行者一号”双翼机。1903年12月17日，人类历史上第一架飞机“飞行者一号”在基蒂霍克成功进行了飞行。虽然飞机飞得很不平稳，但毕竟在空中飞行了12秒共36.5米，标志着载人空中持续动力飞行的成功。不幸的是，飞行后不久，飞机被狂风损坏。尽管如此，“飞行者一号”完成了历史使命，拉开了人类动力航空史的序幕。
“飞行者一号”是一架双翼飞机，两个推进螺旋桨分别安装在飞行员位置的两侧，由单台发动机链式传动。操纵系统采用升降舵在前、方向舵在后的鸭式布局，这是莱特兄弟对航空事业的最伟大的贡献。飞行员通过机械装置使整个翼尖卷曲来达到改变重心的目的，而李林达尔必须移动自己的身体来操纵飞行器。飞机的爬升和俯冲依靠安装在飞机前部的一对双翼升降舵；一对方向舵与机翼卷曲机构互相连接在一起，安装在驾驶员身后。现代飞机转弯和做机动动作的主要部件都可以从这第一架飞机上找到，尽管它是那么原始。
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