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第二年，兄弟俩在以往的制作基础上，经过多次改良，又制成了一架滑翔机。这年秋天，他们再次来到吉蒂霍克海边，经过试验，飞行高度一下子达到180米之高。 
莱特兄弟从1902年9—10月，新滑翔机的试验不下1000次。40秒、50秒，直到1分钟，在空中停留的时间越来越长了，并且可以用比老鹰还小的仰角在空中滑翔。 
弟兄俩非常高兴，但并不满足。他们想发明一种不用风力也能飞行的机器。有一天，车行门前停了一辆汽车，汽车司机向他们借一把工具，来修理一下汽车的发动机。兄弟俩灵光一闪，想到用汽车的发动机来推动飞行。 
从这以后，弟兄俩围绕发动机动开了脑筋。他们先是测出滑翔机的最大运载能力是90千克，于是，便向工厂订制一个不超过90千克的发动机。但当时的条件工厂无法制出这么轻的发动机。 
后来，这件事情被一名制造发动机的工程师知道了，答应帮助莱特兄弟。一段时间后，这位工程师真的造出一部功率为9千瓦、重量只有70千克的汽油发动机。 
1903年9月，莱特兄弟带着改良的飞机再次来到吉蒂霍克海边试飞。可是，还是失败了。他们一遍遍地试验，不是因为螺旋桨的故障，就是发动机出了毛病，要不就是驾驶技术有问题……总之，事故不断。 
在他们焦头乱额的时候，曾经指导过他们的兰格雷教授，发明了带有汽油发动机的大型飞机。可是，却在一次试飞中坠人大海。 
莱特兄弟得知这个消息，非常重视，亲自前往。他们仔细分析了这次飞行的报道及飞机制造材料等。 
报道介绍，当飞机离开发射机时，曾发出了一种怪声，然后就出现了摇摆不定，最后垂直坠落下来…… 
失败的原因是什么呢？两人在分析后认为：第一是飞机的材料不好；第二是组装不合适；第三是驾驶员没有足够的经验。 
莱特兄弟吸取了这次飞行失败的教训，对飞机的每一部件都检查的很严格，制定了严格的操作规定。多次进行试运转之后，证实了飞机性能良好后，他们决定于1903年12月14日来到吉蒂霍克，再次进行试飞试验。