由于不能把这么大一架滑翔机像从前那架一样放进帐篷，莱特兄弟就在基尔德维尔山下盖了一座7. 6米长、4. 9米宽、2米高的库房。这座机库两边的墙部分是悬下来的门，打开的时候，它就成了遮篷。莱特兄弟仍然住在帐篷里。他们往沙子里插进一根3到4米长的铁管子，便解决了水的供应问题。
尽管那片辽阔的沙滩似乎太荒凉，不值得人们去占有而给自己添麻烦，然而事情并不是这样。那片沙滩不是属于这个人的，就是属于那个人的，莱特兄弟不得不事先征求了他们的同意才在那儿建房子。
1901年7月，住在他们帐篷里的还有他们的伙伴。莱特兄弟曾跟夏努特通信联系已有一年之久了。为了加强了解，夏努特接受了莱特兄弟的邀请，于这一年的6月在代顿市小住一阵。当他听说莱特兄弟上次进行飞行试验身边连一位大夫也没有，而且这次他们还要照此办理时，他对他们说，在那样一个荒凉的地方进行那样一种危险的试验，这样做实在太冒险了。夏努特说他认识一名航空业余爱好者，曾受过医疗训练，他名叫斯普拉特，现住在宾夕法尼亚州。正因为这位年轻人从未见过飞行试验，夏努特想他一定盼望有这么一个机会的。夏努特说如果莱特兄弟愿意给斯普拉特提供膳宿，他将很乐意给斯普拉特提供到基蒂霍克的路费，他说他自己得到的报偿就是他们给予他的快乐。夏努特还建议莱特兄弟应该邀请田纳西州查克利市的哈夫克，此人正在制造一架由夏努特出钱订造的滑翔机。莱特兄弟一一接受了这些建议。于是，第二次飞行试验就有4个人参加了。夏努特作为一位客人也和他们在基蒂霍克呆过一段时间。
新的滑翔机已经组装好了，准备于7月27日下午进行试飞。由于这架滑翔机是设计在每小时27公里的风速中起飞的，可那一天的风速只有21公里。莱特兄弟抬着滑翔机到基尔德维尔山进行第一次试飞，经过五六次调整试验后，他们用19秒钟做了一次96米距离的滑翔飞行。虽然1901年7月27日这一天进行几次试验的成绩都优于前一年取得的最好成绩，然而，不久还是证实了，这架滑翔机在好几个方面并不比第一架滑翔机好。他们发现机翼的弧高1∶12（李林达尔推荐，夏努特和其他人也采用过），还没有莱特兄弟1900年采用过的1∶22的弧高好。（弧高1∶ 22意味着翼弦——即机翼前后端的直线距离是机翼曲线的最凸部的距离的22倍）这是1901年的滑翔机不能像1900年第一架滑翔机那样在接近水平的坡度上飞行的原因。同时他们还发现机翼弧高为1∶12的滑翔机不如弧高为1∶22的前一架那么便于控制前后的平衡。因此，他们决定减少机翼的弧高，使其较接近于前一架滑翔机的弧高。他们立即改装了机翼，使其弧高为 1∶18。恢复滑翔试验后，他们惊喜地发现它的控制系统又像第一架那样好用了。这样，莱特兄弟在每小时35公里和44公里的风速下进行了滑翔，而没有出过事故。尽管在大多数的试飞中，滑翔机的横向平衡系统是非常有效的，可是在另外几次试验中，看来几乎在同等条件下，机翼扭曲却没有显出一点儿作用。
莱特兄弟这时发现滑翔机在自由飞行时，当一侧机翼比另一侧机翼以更大的迎角面对气流时，较大迎角的机翼并不是像人们期望的那样上升，相反有时还下降了。对这个问题的解释是这样的：一侧机翼以较大的迎角面对气流就会对向前的运动带来更大的阻力，这样就会减低该侧机翼向前的速度。因为速度减低而引起的升力损失。比抵消较大迎角增加的升力还多（他们把滑翔机作为风筝试飞时没有发现这个情况，因为当他们用绳索控制滑翔机时，即使它遇到的阻力是不一样的，机翼总是保持同样的速度）。
当8月20日他们离开基蒂霍克的时候，莱特兄弟由于是通过操纵系统控制机翼，而不是通过移动驾驶员自身的重量来保持滑翔机的平衡，因此他们几乎能够像操纵一架小型的滑翔机一样容易地操纵一架大滑翔机，对此他们感到满意。据他们所知，从已经公布的数字来看，他们的飞行试验已经打破了滑翔距离上所有的纪录。夏努特曾经亲自目睹过1901年的部分试验，他坚持说，试验的结果比过去人们所取得的试验结果都好，这一切都是令人鼓舞的。可是，从另一方面来说，如果过去大部分这方面的科学信息都是不可靠的，那么他们的任务将要比他们所想象的还要艰难得多。由于没有可靠的前人的经验来指导他们，谁又能知道人们将怎么飞行呢？这时的威尔伯很沮丧，回想起1900年他们按照前人研究的成果制成的第一架滑翔机，运用了自己发明机翼扭曲和升降舵等特点，起飞方式虽然像放风筝似的靠一个人拉着绳索往前跑，但小滑翔机毕竟载着人飞了起来。这一次自己制造的第2号滑翔机改成双翼的，起飞的方法是一个人抓住左边机翼，另一个人抓住右边机翼，然后以最快的速度向前疾跑，滑翔机也顺利地起飞了。遇到的问题是使用的翼型问题。同时这次试飞还是发现了许多前人研究成果的错误。如果要坚持试验飞行的话，非得下决心完全靠自己的研究成果而不能再用李林达尔的滑翔经验了。完全靠自己来研究又是多么的艰难！尽管他常说他有这样一种理想，希望有一天能够进行真正的飞行，可是，此刻他是打算放弃所有的飞行试验了。在回家的路上，威尔伯说，没有一千年的工夫，人类是飞不上天的！
夏努特敦促莱特兄弟不要放弃他们的试验。他争论说，如果他们坚持试验，他们将会获得成功，而其他人还需要花费很长的时间来理解飞行试验中的问题和知道怎么去解决它们。夏努特对航空史的研究有过巨大的贡献。莱特兄弟注意到他反对他们停止努力的一再劝诫。要是没有夏努特的鼓励，他们很可能会停止他们的飞行试验了。
夏努特做了西部工程协会主席后，还为航空事业做了另一件大事。他邀请威尔伯出席1901年9月18日在芝加哥的大会，并以飞行试验为题在大会上发言。
威尔伯对大会发言心怀畏惧，要不是出于对朋友的感激，他是不会去发言的。他对夏努特说，他不擅长于在公众面前讲话，不一定讲得好。然而，为了使会议开得成功，夏努特还是计划让威尔伯发言。他问威尔伯，请一些妇女出席会议是否对开好会议有所帮助。威尔伯说，他一定会像别的男人一样感到极为惊慌的。他说，当然，让妇女参加会议也不碍事，不过，他是不会穿着正式的晚礼服出席会议的。
在这次大会发言中，威尔伯大胆地宣称人们已经获得的关于大气对机翼压力的数据有许多是不正确的。当时在代顿自行车铺里的奥维尔对这部分讲话内容感到很不安，要是他们的试验有差错，而许多科学家得到的数据被证明是正确的那又怎么办呢？当然，没有谁像威尔伯和奥维尔那样更懂得在公众面前批评著名科学家们的工作所应负的责任了。那些人都是作为权威被写进书里的。如果不是一个人亲自实验过而胸有成竹的话，要指出已确立的事实为错误既是冒昧的又是冒险的。
怀着这样一种疑虑的心情，奥维尔为进行一系列的试验做了一个风洞。这个风洞看上去只是一个老式的淀粉箱子，长不过16英寸，被搁在自行车铺的地板上。在里面，他放了一台仓促制作的装置，其主要部分只是一个在枢轴上转动的金属杆，其式样同风向标相同。没有必要说明使用它的技术细节了。当气流穿过“箱子”时，就可以用金属杆像天平那样对弯曲翼面和平翼面进行比较。奥维尔给“箱子”加了一块玻璃盖以后，他就能测量出同样面积的弯曲翼面和平翼面在同等气压下迎着气流的角度。
在1901年的秋季和初冬时节，莱特兄弟在风洞里进行了200多次各种类型翼面试验。他们把这些机翼模型做不同角度的试验，当机翼开始上升，他们以2. 5度的间隔将它的角度上升到20度，然后又以5度的间隔上升到45度。他们分别用单翼机、双翼机和三翼机的模型做了试验。他们用兰利在试验中使用过的前后双翼机做了试验。他们还测量了不同的“展弦比”产生的升力（展弦比就是翼展和它的弦之比），他们发现翼展和弦的比率越大，机翼就越是容易支撑住。他们测量了厚薄不同的机翼，其中有一个机翼竟差不多有它的弦的六分之一那么厚。
他们的试验证明了那时人们常常采用的一些方法是错误的。比如机翼的前部呈刀口形，又比如大弧度的机翼往往是没有效率的。有时候，试验的结果是如此地出乎他们的意料之外，以至他们自己都不敢相信他们的测量仪器了。比如，同有关研究人员公布的所有数据相反，矩形平翼面的迎角为30度时，其翼面空气压力比45度迎角还要大。
自行车铺里的这些风洞试验只进行了两个月多一点的时间，在1901年圣诞节前就停止了。莱特兄弟很不情愿地中断了试验，因为他们毕竟是靠做自行车生意过活的人，他们不得不考虑谋生的方法。他们从来也没有把自己进行的科学试验同经济收入联系起来过。然而，就是在那几个星期里，他们完成了一项其意义重大得无法估量的事业。他们不只是制造了世界上第一个能对模型机翼进行准确测试的风洞，而且是世界上第一次使用风洞得到一整套科学数据，并根据这些数据设计出飞机的人。即使是在今天，风洞仍然为各种各样的航空实验室所广泛运用，只不过是配备了现代科学技术能够提供的更先进更精密的仪器罢了。人们对莱特兄弟当年得到的数据进行了再试验，其差异竟小得令人惊奇。然而，莱特兄弟当时所遇到的困难和他们在自行车铺里进行的科学试验还没有被人们所了解。现在全世界都知道他们是第一个制造出飞机并第一个真正进行了飞行的人。可是，人们并不完全知道他们的飞机飞上天以前他们不得不从事大量乏味的、严格的科学试验。正如飞机的控制系统与莱特兄弟的名字分不开而显示其重要性一样，如果没有风洞的发明与试验使他们设计出能够飞行的机器的话，那也就没有今天这样辉煌的航空事业。
莱特兄弟有两个理由要把数据先弄清楚。其一是他们生活俭朴，在纸上纠正错误比做出实物后再验证要少花许多钱。他们知道，就是非得再做一架滑翔机的话，他们也不愿意花许多钱去按照一个靠不住的数据来制造滑翔机。
在整理好他们自己得出的数据后，莱特兄弟把抄本送给了他们的朋友夏努特和其他一些对航空事业有兴趣的人。夏努特清楚地知道，莱特兄弟当时掌握的航空方面的知识，远远超过了世界上的任何一个人。他感觉到让他们继续试验下去几乎是他的一个责任。然而，他不能不遗憾地说，为了科学，他们在经济上陷入了绝境。他深信继续照他们的路子走下去，无疑会获得“重大的成果”。
夏努特也许会感到自豪，因为他坚持施加了他的影响来推动莱特兄弟的飞行试验。再者，他邀请威尔伯到芝加哥进行演说也有了非常好的结果。要不是威尔伯在那次演说中作了极其大胆的发言，奥维尔就不会觉得迫切需要更充分的数据而去进行风洞试验了。而没有风洞试验得到的准确数据，那么不仅是莱特兄弟，而且后来其他人也不可能制造出一架真正能够实用的飞行器。那些风洞试验是人类飞行史上从失败走向成功的一个伟大的转折点。
把他们在风洞试验中获得的知识运用到真正的滑翔机上去试验，提到了莱特兄弟的议事日程。1902年8月25日，他们启程去基蒂霍克，这是第三次了。可是直到9月8日，他们才着手装配他们第3号滑翔机。因为他们留在那儿的帐篷被冬季的大风撕坏了，只好进行大修。同时他们还在帐篷的旁边动手盖了一所可以住人的小屋。直到9月19日他们才安装好滑翔机，准备进行第一次试飞。
第3号滑翔机的升力面积比第2号滑翔机并没有大多少，尽管它的翼展从原来的22英尺增加到32英尺。既然风洞试验表明了“展弦比”的重要性，那么现在的翼展就是其弦长的6倍而不是原来的3倍了。还有一处较小的变化也许会引起人们的注意。在原先的滑翔机上，机翼的扭曲操纵系统是由驾驶员的脚来控制的。可是在1902年的这第3号滑翔机上它是由驾驶员坐着的“鞍座”作横向移动来操纵的。最引人注意的变化，还是他们给滑翔机加了一个机尾。它由两块固定的垂直尾翼组成，这两块垂直尾翼总的面积略小于3. 6平方米，制作尾翼是因为1901年那架第2号滑翔机在飞行中遇到了某些困难。当左右的机翼被扭曲成不同的角度以迎着气流的时候，机翼的角度越大，遇到的阻力也越大，滑翔机的速度就放慢。由于速度不够，使本来可以得到更大升力的机翼也无法升起了。他们希望尾翼能够平衡两翼所遇到的不同的阻力。他们想，如果一边机翼突然转向，在一条垂直轴上，则尾翼将在同一面迎着气流，这样它就能阻止滑翔机继续转弯。
撇开使用尾翼带来的优越性不讲，这架新滑翔机的第一次试验就获得很大的成功，它为以后的试验打下了良好的基础。试验证明，由于不按前人提供的气动压力表而根据他们自己进行的风洞试验提供的数据制作滑翔机，莱特兄弟在走向飞行的道路上又迈进了一大步。在机翼使用怎样的形状的问题上，由于他们现在所掌握的知识不是出自前人的试验，因而，1902年这架第3号滑翔机比过去的任何一架滑翔机都有大约两倍的动力效率。它只使用其他滑翔机不到一半的升力就可以升空飞行了。
这架令人惊异的第3号滑翔机，甚至可以与鸟儿比高低了。莱特兄弟测量老鹰翱翔时，相对于地平线的角度，发现他们自己能够以较小的迎角进行滑翔——只有5. 33度迎角，而老鹰至少也得以6度的迎角进行滑翔。