◆凯利的尝试
在人类研制的轻于空气的航空器飞行成功的同时，许多航空先驱者对重于空气的航空器——飞机也在进行探索和试验。
19世纪初，英国的凯利首先提出了利用固定机翼产生升力和利用不同的翼面控制和推进飞机的设计概念。由多年来尝试的扑翼转向定翼，是飞机走向成功之路的第一步。他在仔细地研究了鸟类飞行之后，认识到鸟翼的功能可分解为升举和推进两部分。1809年，凯利在其著作中写道：“全部问题是如何应用足以抵抗空气阻力的动力来使翼面支持一定的重量。”这就是动力飞行的基本原理。1849年，他制成一架滑翔机，将一个10岁的小孩带到几米的空中。1853年，他又制成一架新的载人滑翔机，带着他的马车夫飞了几百米。由于当时没有一种动力装置具有足够大的推力重量比，所以不可能实现动力飞行。
◆航空理论的先驱者——凯利
凯利(1773～1857)是英国航空科学家。他最早阐明重于空气的航空器的飞行原理，系统地叙述了现代飞机的概念。他是第一个利用旋转臂从事航空科学研究的人，对空气动力学的产生和形成作出了重要贡献。
凯利早期的实验虽然着重在重于空气的飞行器方面，但他预见到气球航行将首先获得成功。他还提出飞行器的流线化外形，探索更轻的动力装置和说明采用曲翼面的重要性。凯利制造了第一架滑翔机并进行试飞，以验证他的理论的有效性。他确立了现代飞机的基本布局，包括机身、水平和垂直尾翼等，凯利最重要的著作是《关于空中的航行》，它为后来的飞行器研制者提供了有益的经验。
◆动力飞机的最初尝试
解决升力、动力和稳定操纵问题是飞机成功飞行的保证。当时的探索者利用蒸汽发动机对动力飞行进行了尝试。
1842年，英国的亨森设计了飞机草图并获得专利，但并未制造。1882年，俄国的莫扎伊斯基曾使其单翼机沿斜坡下滑做过动力跳跃。1890年，法国阿代尔的蝙蝠式飞机由平地做了跃飞。1894年，旅居英国的美国人马克西姆的巨型飞机试飞时也未获成功。他们的飞机飞行距离很短，无法说明飞机是可操纵的。1883年，汽油内燃机(活塞发动机)问世。20世纪初，美国科学家兰利制造了安装活塞发动机的飞机，因没有解决飞机的稳定操纵问题，1903年的两次试飞均遭失败。
◆动力飞机的奠基人——兰利
兰利(1834～1906)是美国物理学家、天文学家和航空科学家。兰利未受过高等教育，靠自学成才，曾发明热辐射测量仪器。
从中年起，兰利开始研究重于空气的飞行器，进行模型飞机的橡筋弹射试验。他搜集大量空气动力资料，为了验证气动理论亲自制造旋转臂，并用鸟翼进行试验。1896年，兰利制造的蒸汽机模型飞机试飞成功，后又进行一系列具有历史意义的飞行试验，其中一架飞行距离达1280米。1898年，兰利得到美国政府的资助，设计了一架用内燃机作动力装置的飞机，于1901年完成1/4缩小比例的模型飞机的试飞。接着，他制成一架全尺寸飞机，于1903年10月7～8日采用从船上弹射起飞的方式试飞，结果飞机坠落水中而未获成功。
兰利逝世后，美国著名飞机设计师寇蒂斯于1914年将飞机打捞出来，稍加修改而试飞成功。兰利生前虽未实现飞机动力飞行的愿望，但他的许多发现给后来的飞机研制者以有益的启示。
◆滑翔的探索
有少数人从试飞滑翔机开始对飞行进行探索。他们试图先使滑翔机稳定地飞行并能操纵，然后再加上动力，这个途径恰是成功的道路。
试飞滑翔机探索飞行的创始者是德国的李林达尔。他从1867年起研究滑翔，1891年设计并制成一架滑翔机，1893～1896年间做了约2000次滑翔飞行，滑翔距离曾达300米。他的最终目的是在滑翔机上安装发动机，实现动力飞行。1896年，他在一次飞行中因滑翔机失事而不幸遇难。
沿着李林达尔的道路继续探索的是在美国工程师查纽特。他从1875年起开始对飞行发生兴趣，毕生搜集和编辑其他研究者的成果，于1894年出版了《飞行机械的进展》一书。1896年查纽特采用桥梁设计技术改进了李林达尔的双翼滑翔机，并做了几百次成功的飞行，飞行距离达几百米。查纽特曾打算制造动力飞机。当莱特兄弟读了他的书后与他建立了通信联系，他便成了莱特兄弟的顾问和知已。
◆滑翔飞行家——李林达尔
李林达尔(1848～1896)是德国工程师和滑翔飞行家，世界航空先驱者之一，最早设计和制造出实用的滑翔机。
李林达尔自幼酷爱飞行，少年时曾进行飞人试验。他长期观察研究鸟的飞行规律，并与1889年，写成著名的《鸟类飞行——航空的基础》一书，指出机翼也要像鸟翼那样具有弓形截面才能获得更大的升力。1891年，他制成一架蝙蝠状的弓形翼滑翔机，成功地进行了滑翔飞行，飞行距离超过30米，从而肯定了曲面翼的合理形式。此后，又制造了多架不同型别的单翼和双翼滑翔机。李林达尔的滑翔机在中部装设吊架，飞行员悬吊在架上，靠移动身体来掌握重心位置，借以控制滑翔的方向和速度。1891～1896年，他在柏林附近的试飞场地进行了2000次以上的滑翔飞行试验。他还把滑翔的体会作出详细记录，积累了丰富的资料，编制成空气压力数据表。他还著有《飞翔中的实际试验》等书。他拟在充分掌握稳定操纵后，在滑翔机上安装蒸汽机实现动力飞行，但此愿望未能实现，1896年他在一次飞行试验中失事遇难。
李林达尔虽未实现飞机的动力飞行，但他的飞行实践和研究为后来者提供了宝贵的经验，特别是莱特兄弟从他的经验中获得许多教益。李林达尔为20世纪初期动力飞行的成功做出了重要贡献。