麦克唐纳的xv-1垂直起降飞机继承了许多wn342的相同特点，它们都是奥地利工程师弗里德里希。冯、杜柏霍夫设计的。
两架原型机中的第一架在1954年年初完工。象许多已经飞行过的复合直升机一样，xv-1是作为一种全新的飞行器来设计的，而不是作为现有设计的一种改良机型。因此，它依靠自身非常的气动性能断然采取非正统外形。大约三分之二圆柱型的机身是采用树脂玻璃材料成形加工的，为前后串列安置的两人机组席位提供了几乎无限度的可见度。也可以选择另一种安置：座舱中一名飞行员席位和在他身后的机舱内三名乘客席位。一套平直的翼（翼展26英尺）安装在机身上部，支撑两个向后的尾喷口，每个机翼同垂直的安定面链接，在中部有可活动的水平尾翼。装在机身后部并挨着两个尾喷口之间是一台两片6英尺直径桨叶推进器，动力由一台550马力的美国本土产r-975-19七缸放射状活塞发动机提供。31英尺直径的三片桨叶旋翼安装在流线型塔上部，虽然它后来降低了高度——仅仅为了高于推进器的弧——在飞行测试进步的结果。在地面的时候一套刚性不可收缩性金属刹车支撑着飞行器。为了减少重量并提高性能，xv-1一大部分采用铝来制造。
xv-1的悬停范围测试开始于1954年12月11日，但是顶端喷气旋翼推进系统开发中的困难将自由飞行推迟到7月14日。设计者根据第一架原型机试飞过程中得到的数据对第二架原型机进行了一些小的改进，这些改进后来也适用于第一家原型机。最突出的改变是在两个尾喷口末端增加一个小尾桨，用于改进方向控制（自从顶端喷气技术导致旋翼的反作用以来，再没有扭距需要抵消，因而没有“反扭距”尾桨同时也用于方向控制）。象以前的顶端喷气复合机一样，xv-1也依靠水平或垂直速度具有以直升机或旋翼飞机的飞行性能。然而，这不是自动的，它取决于飞行员依据空速的增加或下降调整旋翼桨叶的偏转角度。xv-1上的单台发动机不但要驱动推进螺旋桨，而且用于旋翼推进系统的顶端喷气装置的压缩机也由这台发动机提供动力。它们反馈给这套均衡复杂的管道系统推动高压空气通过中空的旋翼桨叶到每片旋翼顶端的燃烧室。在这儿，空气同燃料混合然后火花器点火产生喷射推力，以此使得旋翼以反时针方向旋转。使用两台压缩机的决定作出后，为了避免不受欢迎的重量代价最后导致使用两套传送装置代替：在直升机模式下，发动机动力直接供给压缩机，以驱动旋翼系统的顶端喷气装置。当转换到旋翼飞机模式下，发动机动力转向推进器上，而旋翼完全进入自转模式。
9个多月的以旋翼模式的飞行测试后，垂直起降飞机（co女ertiplane）在1955年4月29日诞生了，它得名自首次成功地完成从直升机模式到旋翼机模式地转换并再返回原来模式。1956年10月10日，第二架xv-1原型机创造了历史，它成为世界上第一架速度达到220英里/小时的旋翼飞行器，这得到了全球航空航天团体的直接关注。这种性能层次是有重大意义的，因为它意味着xv-1飞行速度已经比当时常规直升机速度记录快了44英里/小时。巡航速度极大地超过了138英里/小时，机翼提供了总体升力的85％强，同时剩余的15％的功率用于提供给旋翼桨叶产生自转。甚至当高速飞行时，机翼不必需要足够大的面积以提供所有必要的升力来保持xv-1在空中飞行，于是旋翼的自转对维持高度水平是必要的。垂直起降飞机的航程大约593英里，实用升限为19，800英尺，巡航速度138英里/小时，极限速度203英里/小时，xv-1证明了在旋翼飞行器性能超越同时代飞行器一个引人注目的飞跃但不是永久。
尽管垂直起降飞机以实例证明了速度优势，但飞机的相关复杂性，特别是顶端喷气旋翼推进系统，抵消了最初超越机械传动直升机的优势。另外，明亮的闪光和顶端喷射装置产生的噪声在军事联络角色观察过程中是无法接受的，于是该飞行器确定实现。结果，xv-1项目在1957年被取消，两架原型机也再没飞过。今天，他们列为收藏品在两家美国最著名的博物馆里：一架在阿拉巴马州拉克堡陆军航空兵博物馆（thearmya。viationmuseum，aam），另一架在马里兰州休特兰国家航空与航天博物馆（thenationalairspacemuseum，nasm），属于保罗。e。加博（paule。garber）保存、修复和储藏（preservation，restoration，andstorage）设备。
皮尔斯凯飞行器公司
麦克唐纳并不是美国唯一的对高速旋翼飞行产生兴趣的飞机公司。认识到这一类飞行器的潜能，特别是在短程航空活动领域，位于宾戏法尼亚州费城的皮尔斯凯飞机公司依靠私人资金风险项目开始致力于高速直升机的研究。结果，知名的16h-1“探路者”问世，该机是一种五座的复合直升机，装有一台三片全铰接桨叶的主旋翼，旋翼直径41英尺；和唯一一台三片5。5英尺直径桨叶的管道推进器，组成所谓的“尾桨”尾桨通过管道上四个垂直的叶片提供方向控制和克服反扭距。该机能够垂直离地升空，也能够象固定翼飞机一样实现滚转起飞，这意味着在它的有效载荷内增加行动总重。主旋翼和尾桨的动力都由一台550马力的加拿大联合飞机公司产pt6b-2涡轮轴发动机提供。该机有一副20英尺的翼展的固定翼装在最新型机身的下部两侧，每片机翼上都带有一套副翼和襟翼用于增加机动性。轮式起落架是后三点式构造，主起落架可以缩回机身下腹，而全操控的尾轮保持固定位置。
皮尔斯凯积极倡导它16h-1“探路者”上的尾桨作为辅助推进和反扭距控制的方式。
“探路者”在1962年1月21日进行首次飞行。此次飞行，也是首次少有的并发飞行，驾驶舱和机舱都没有围起来，机翼也不合适，起落架一直处于朝下位置。同年早秋，飞行测试取得进展程度足够将将座舱封闭，并且机翼适于在高速下测试飞行。测试期间“探路者”达到总共185飞行小时，极限速度为170英里/小时。飞行测试的成功吸引了军方的注意，给予支持开发联合陆军/海军项目（jointarmy/na。vyprogram），联合资金支持改进型16h-1飞行示范，并把它作为正在研究中的“先进高速旋翼机技术”（advancedhigh-speedrotorcrafttechnology）的一部分。联合资金项目开始于1964年5月，目标是收集复合直升机飞行速度超过225英里/小时下的特征信息。为了达到这一步，皮尔斯凯斥资进行“探路者”的好几处改进，发动机换装为更强劲得多的1，250轴马力的通用电气产t58-ge-8涡轮轴发动机，安装一套新的驱动系统和推进器来吸收增加的动力，装有更大的44英尺直径的主旋翼，与在垂直短距起落h-21“消尼”/“驮马”直升机上使用过的完全一样。此外，机身加长，可以容纳8名乘客的铺位。这些广泛的改进证明了一个新的设计和新的命名，导致16h-1a“探路者二世”的诞生。
对皮尔斯凯“探路者”的广泛改进导致了16h-1a“探路者二世”的诞生，一种更快、更优雅的飞行器。
“探路者二世”的陆军/海军资助资金地面测试开始与1965年5月上旬，第一次悬停阈限测试发生在当年11月13日。两天后，首次全自由飞行发生于1965年11月15日。到1966年4月为止“探路者二世”在陆/海军合同下已经飞行了超过40小时速度达到了225英里/小时，同时也示范了一种高度的可机动性。分别以32和35英里/小时的速度后飞和侧飞也进行了探索。正当1966年夏季“探路者二世”进入飞行测试计划的最后阶段，新的空气入口管适合用于提高功效，同时发动机被依然强劲得多的1，500轴马力的通用电气t58-ge-5涡轮轴发动机替换。尽管飞行器保留了“探路者二世”的名字，但公司决定改名为16h-1c。
同年项目结束后，陆军和海军已经收集了大量在复合直升机领域的研究数据，许多数据用于开发和测试其他的研究用飞行器，并为将来的努力留下了有用的资源。该机更高级的商业型号，暂时叫做“探路者三世”列为开发计划，但在军方内部表现出的兴趣超过了深入商业开发并获得了优先权。今天“探路者二世”仍保持存货，皮尔斯凯为了将来在高速复合直升机研究中使用，它直到今天仍继续是一个活跃的项目。
贝尔直升机公司
贝尔直升机公司位于德州沃斯堡，早期因有一款命名为“狂欢”的带有机翼的47号原型机，标志着开始进入提高旋翼飞行器速度性能的研究领域。1961年8月7日在与美国陆军签订合同随后做了大量广泛的工作。在美国陆军运输研究司令部（u。s。armytransportationresearchmand，tre）高性能试验直升机合同的资助下，贝尔采用uh-1b的气动组成改进了yh-40直升机，该公司指定名称为533号原型机。这个项目的主要目标是评估多种旋翼系统和减小阻力的方法。最初的改进包括在机身后部增加玻璃纤维蜂窝状结构的空气动力学附件，改进的附件用于着陆时刹车，一个装在尾喷管上弧形的垂直安定面用于卸载尾桨的负荷，尾桨飞行时可倾动角度，装在突出的的桅杆上，桅杆从宽阔的，优美的机舱上部的流线型结构上伸出。1962年8月10日，该机进行首次飞行，机上装有标准的uh-1b上44英尺两片桨叶旋翼，另一套旋翼系统是在533号原型机上测试过的：万向接头式42英尺直径三片桨叶旋翼，一种能被安装到刚性桅杆或是通过万向节安装。控制系统已改进过，很好地适应卸载塔系统兵能适应两片桨叶和三片桨叶旋翼系统。实际水平飞行以标准2片桨叶旋翼空速达到150节（173英里/小时）
确定了阻力消减的基本益处后，美国陆军第二阶段资助地主要目的是研究辅助推力效果。贝尔使用两台920磅的本土产j69-t-9涡轮喷气发动机紧紧地装在机身两侧的发动机舱内进行推力测试。为该项目挑选的两片桨叶旋翼和标准uh-1b桨叶也替换到了试验机上。一副后掠机翼（翼展26。8英尺）装在了机身下部。这副机翼可在地面调整后掠角度，飞行中可以翘起。控制机翼倾斜角度的机械控制装置后来与总体控制系统相连，此举可以避免机翼升力过大，并照顾到自转时旋翼的每分钟转速控制问题。
在保存良知的前提下，要成功就要与众不同。
贝尔533号原型机在1969年达到了难以置信的水平飞行速度——316英里/小时：多种复合材料的旋翼、机翼和喷气发动机，包括四片桨叶版本（上图），短翼顶端装有喷气发动机。
贝尔533原型机两片桨叶版本
在纯粹的直升机结构上进行探险性测试后，机翼被取消，涡轮喷气发动机被装上了。并在1963年10月21日以这种结构进行飞行测试。不久后在垂直安定面上尾桨的对面安装了附加的升降舵。自从标准的升降舵安装到来自喷气发动机的气流范围内后，空气动力学噪声增加。在1964年3月2日全部结构，包括机翼和装上了辅助喷气发动机的飞机进行首飞，水平飞行的实际空速达到214英里/小时，利用了最大辅助推力。合同测试项目在1964年4月全部完成。立即接着进行计划中测试项目，在贝尔直升机公司独立研究项目支持下，装上了两片桨叶旋翼，旋翼叶片顶端特意缩成锥形，此次使用最大辅助推力水平飞行实际速度达到222英里/小时。
为提供更大的推力，j69涡轮喷气发动机被拆下，533号原型机换上了更强劲的1，700磅静态推力的j69-t-29涡轮喷气发动机，该款发动机同在瑞安bqm-34a“火蜂”靶机上使用的相同。这项推力的重大提升使得该架飞行器达到更高速度，成为历史上第一架速度突破200节（230英里/小时）的旋翼飞行器——1964年10月15日达到236英里/小时。六个月后，也就是1965年4月6日，它成为第一架水平飞行达到250英里/小时的飞行器。顺着更快的速度，试飞员驾着533号原型机示范了给人深刻印象的机动性，理性表演以60度倾角进行2g（加速度单位，与重力加速度的比值）转弯。1968年年初，美国陆军授予贝尔一项后续合同，目的是扩展飞行包线，得到更远的航程而替换下j69涡轮喷气发动机，换上更强劲的3，300磅推力的普兰特惠特尼（prattwhitney）公司产的jt12a-3涡轮喷气发动机。以前适用的机翼被移除，换上新的非后掠一对上面一尖装有发动机的机翼。另外，主旋翼的外形附件改变，纵向的控制系统完全变更，从标准的直升机环装控制向纯粹的固定翼升降控制类型转变。1969年4月15日，533原型机以这种结构达到难以置信的速度——316英里/小时（274。6节）。该项目最后的测试阶段包括替换下两片桨叶主旋翼，换上四片桨叶的柔性梁旋翼系统。
完成测试后，533原型机永久退役，持有收集到的庞大数量的数据，为将来可能用于复合直升机项目留下了宝贵的资料。今天，533原型机唯一的实体陈列在弗吉尼亚州伊优斯德堡美国陆军航空应用技术委员会（theu。s。army’sa。viationappliedtechnologydirectorate，aatd）主楼外面。
卡曼飞行器公司
卡曼飞行器公司，位于美国康涅狄格的布鲁菲而德，对高速直升机的潜在能力做了相关研究，在1963年6月27日时tre授予一份合同。公司推选使用改进型uh-2a“海妖”进行试验，该机是一款单台发动机（其时）的通用直升机，几年前进入美国海军服役。为了增大它当前涡轮轴发动机的功率，复合型“海妖”换上了单台2，500磅静态推力的通用电气yj85涡轮喷气发动机，固定在机舱右侧附着的短而粗的塔架上。从外形上看，在此项目阶段在“海妖”上作出的仅有的其他构造和/或有性能有关的修正，此举将水平安定面的前倾斜角上机鼻上方增加了3度，uh-2a的标准四片桨叶主旋翼被保留。
地面测试结束后接下来进行飞行测试，开始于1963年11月26日。当逐渐增大前飞速度时，复合型“海妖”达到了216英里/小时。采用uh-2a的标准可收回的轮式起落架，证明在消减阻力方面是有益的。甚至在装有辅助涡轮喷气发动机的飞行测试结束前，作出的计划飞机上要增加一对固定翼用于卸载主旋翼载荷，同时增加飞行器的机动性。该项目的这个阶段，在1964年6月发布，1964年9月将调查使用副翼控制滚转补充旋翼控制的不足，并评估带着涡轮喷气发动机下集体的平衡配重作用，飞行测试因改进机体为有翼构造而暂停。
接下来的5个多月，作出的改进是嫁接一对皇后山毛榉航空公司轻型行政运输飞行器的机翼，装到机体下部两侧，翼展35。25英尺。为了能安装机翼，拆除机身机头处后部燃料箱结构成为必要，这个邮箱通常有176加仑（约800升，译者注）的容量。虽然通过使用机翼内的燃料箱恢复了一些燃油容积，但全部在内的容积是80加仑（约363升），不够测试辅助涡轮喷气发动机期间使用。然而，对飞行测试用途来说这些油料已够充分使用。
一直带着在先前测试中固定下来的机翼和水平尾翼，改进为飞行中可变迎角，从向上16度到向下16度，这就允许飞行员操纵飞行器实现多样的攻击角度，因而获得在固定的空速下机翼宽阔的航程或旋翼载荷比例。该架飞行器以这种结构在1965年2月首次飞行，因此开始了该项目载荷增加阶段。高速飞行条件下，机翼有效卸载了主旋翼将近50％的载荷。机翼上全部保留了副翼的使用，它最初是作为导致拉力的消减和促进进入自传而使用的。然而，最后发现这是不必要的，因为飞行员报告说机翼不能妨碍自转。副翼是可用的，但被发现产生实际的拉力。完全成为测量升力的器具——机翼，被设计用于地面调整从0度到5度，导致机翼向上提供一个机鼻上举的飞行器高度和确定最适宜的飞行角。最后，在有翼结构下的复合型“海妖”得到225英里/小时，机动性能获得值得关注的增长。进行了70次飞行大约39。6飞行小时后，该项目的改进阶段在1965年4月28日完成。在此后某天，来自美国陆航器材实验室（theu。s。armya。viationmateriellaboratories，usaa。vlabs）和海军航空测试中心（thena。valairtestcenter，natc）的专业飞行员在1965年5月21日进行了定性飞行评估。