研制飞机的过程
他有一段伤心的经历：研制飞机几乎没有搞成（如同菲搞成汽船，特里维雪克没搞成火车头一样）。兰利仔细制订了空气动力学原理，说明鸟类怎样轻驾双翼而滑翔，以及空气怎样会支承特殊形状的薄翼。（可是，对他的理论提出异议的人正是开尔文；在这件事情上是开尔文错了。）他所提出的生力计算公式到今天仍然被采用。兰利的理论虽然是可行的，但是在实际操作中由于他所用材料的结构强度或者发动机的缺陷，致使他的飞机未能飞成。
1896年他制造了一个带动力的飞机模型。该模型飞到了150米的高度，飞行留空时间达到了近3个小时。这是历史上第一次重于空气的动力飞行器实现了稳定持续的飞行，在世界航空史上具有重大的意义。兰利受到威廉·麦金莱总统的鼓励，并取得政府资助的五万美元（重于空气的飞行应用到军事上的可能性，因美国 u2013 西班牙战争而激起了政府的兴趣），于1897至1903年间进行了三次试验，但仍无所获。
1903年10月7日，为美国陆军和海军研制的一种能用于战争的载人飞机“空中旅行者”进行首次飞行实验，这架飞机采用了前后串置的机翼布局，以内燃机为动力，采用弹射方式起飞。但当弹射装置将飞机弹出时，飞机却一个倒栽葱掉在了河里。飞行员死里逃生。
经过修复后再次试飞的“空中旅行者”又发生了机尾折断，飞机垂直落入水中的事件。两次试飞失败引起舆论一片哗然和嘲笑，纽约时报发表一篇苛刻的社论，抨击兰利的愚蠢，据他们认为，兰利把公众的资金白白丢进了无稽的梦想之中。他们预言，花它一千年，人也飞不起来。那篇社论发表九天之后，这个一千年突然完了；原来，奥维尔·赖特和威尔伯·赖特沿着利林塔尔的脚印，第一次乘飞机飞行成功。
