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 подъёмную силу и начинала поворот в направлении нижней стороны. Перекос осуществлялся четырьмя тросами, прикреплёнными к воздушному змею.
В 1900 г. братья приехали в долину Китти-Хаук в Северной Каролине, чтобы начать эксперименты с управляемыми планёрами. 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. Отдалённость места также дала им возможность избежать интереса репортёров.
Позже братья создали аэродинамическую трубу и стали проводить систематические испытания на миниатюрных крыльях. Изобретённые ими «весы» для удерживания крыльев в туннеле были сделаны из велосипедных спиц.
Лилиенталь проводил испытания на крыльях нескольких форм. Райты ошибочно предположили, что его расчёты были применимы и к их крыльям другой формы. Братья совершили шаг вперёд, 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: подъёмная сила планёра соответствовала расчётной. Новый планёр также имел жёсткий вертикальный руль, который должен был устранить ряд возникавших ранее проблем. Однако жёстко зафиксированный руль создавал сопротивление эффекту корректирующего перекоса крыла при попытке выровнять планёр 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 полётов, самый длительный из которых продолжался 26 секунд, а его дальность составила 190 м. Сотни управляемых полётов 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 лёгкого дерева — «Флайер-1». Пропеллер — по сути то же крыло, только вращающееся в вертикальной плоскости, — был сконструирован с учётом данных большого количества испытаний в аэродинамической трубе. В окончательном варианте диаметр пропеллера составил 2,6 м, лопасти были сделаны из трёх склеенных кусков ели.