I Langley, jobbet han først og fremst på problemer med soniske smell, og nedla en betydelig innsats på måter å karakterisere dem, og potensielt eliminere dem. Han oppfant senere Busemann-flyet, et teoretisk overlydsdesign han opprinnelig foreslo i 1936. Det avgir ingen sjokkbølger og har ingen drag, men dette er på bekostning av å ikke ha løfteevne. Busemann også gjorde tidlig arbeid på magneto-hydrodynamikk på 1920-tallet, så vel som på sylindriske fokusering av sjokkbølger og ikke-jevn gass dynamikk.