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莱特兄弟对机翼设计也做出了重要的贡献。他们很快就认识到从前发表的数据不可靠，因而动手制造了自己的风洞；并对两百多个形状不同的翼面做了测试，根据这些实验亲自绘出了空气压和机翼形状之间关系的图表。那时他们就是根据这一资料设计飞机机翼的。

莱特兄弟若不是生逢良辰，也不会取得所有这些成就。在十九世纪头五十年中，搞动力飞行的努力注定要失败。蒸汽机的重力和它所产生的动力按比例来说实在是太大了。到了莱特兄弟问世的时候，已经发明了高效率的内燃机。但是这种内燃机仍太重，不能在飞机上提供动力。由于当时好象没有哪个制造商能生产出机重和动力之间的比率比较低的引擎，因而莱特兄弟在一位机械师的帮助下设计出了自己的引擎。虽然他们相对说来在引擎设计上费时不多，但是仍设计出来一台比大多数制造商设计的引擎具有优越性的引擎。这表现了他们的天才。另外莱特兄弟还设计出了自己的推进器。他们在1903年使用的一台推进器效率达到百分之六十左右，

1903年12月7日在北卡罗利纳州的猫头鹰村附近的歼魔山上，兄弟俩进行了首次飞行。当天兄弟俩共做了两次飞行。第一次是由奥维尔·莱特做出的，飞行12秒，120英尺；第二次是由威尔伯·莱特做出的，飞行5l秒，852英尺。这架飞机的造价不到一千美元，被兄弟俩命名为飞行者Ⅰ号（今天人们通称为猫头鹰号）。机翼长约40英尺，重约750磅。引擎的功率为12马力，重仅有170英磅。附带说一句，这架原始飞机目前陈放在华盛顿哥伦比亚区美国国家航天博物馆内。

虽然有五人目击了那天的首次飞行，但翌日却没有几家报纸对此加以报道（而且所做的报导基本上不很准确）。

在俄亥俄州代顿市莱特家乡的报纸完全没有报导这一新闻。事实上差不多过了五年后全世界才普遍知道真的有过载人飞行。

莱特兄弟在猫头鹰村做完飞行后，返回代顿市，在那儿又制造了第二架飞机──飞行者Ⅱ号。他俩在1904年用此飞机飞行了105次，但是也未受到人们的高度重视。1905年又制成了飞行者Ⅲ号，一架经过改装很实用的样机。即使是他俩在代顿市附近进行过许多次飞行之后，许多人仍不相信有人发明了飞机。例如，1906年《先驱论坛报》巴黎版就刊登了一篇有关莱特兄弟的文章，题目为“飞行者还是撒谎者！“

但是1908年莱特兄弟结束了公众的怀疑。威尔伯把一架飞机带到法国，进行了一系列有效的公开演示，并在那里组建一家公司销售自己的发明。与此同时奥维尔返回美国，做了类似的公开表演，不幸的是1908年9月17日他架驶的飞机堕毁，这是他们俩人遇到过的唯一的一次严重事故。一位乘客丧生，奥维尔摔断了一条腿和两根肋骨，后来恢复了健康。他们成功飞行却已经说服了美国政府签署一项合同来为美国国防部提供飞机。1909年联邦预算包括为发展军事航空而拨的一笔款──30，000美元。

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