1809年，他的题为《论空中航行》的论文在自然哲学杂志上发表。在该论文中，他提出了十分重要的科学论断：1.为作用在重于空气的飞行器上的四种力——升力、重力、推力和阻力下定义；2.确定升力的机理是与推力机理分开的。至此，凯利已认识到鸟类翅膀不仅具有推进功能，也具备了产生升力的功能