第二架XV-3很快下线，该机使用两叶旋翼取代了三叶设计，并为翼尖倾转机构增加了整流罩，尾部下方增加了腹鳍。设计师在进行上述改进时并不完全确定其作用，因此第二架XV-3在完成风洞试验后，才在1958年1月21日开始试飞。
改用两叶旋翼的第二架XV-3
到5月，旋翼向前倾转的角度已经推进到40度，结果再次出现不稳定现象。XV-3停飞返回风洞进行试验，根据测试结果，该机旋翼直径被微调，机翼结构得到加强，并加强了旋翼控制机构。12月12日XV-3重返试飞，12月18日，贝尔试飞员比尔·昆兰（BillQuinlan）成为第一个驾驶倾转旋翼机完成从垂直飞行过渡到水平飞行的人。
水平飞行中的XV-3
美国国家航空航天局（NASA）参与了试飞，该机在NASA风洞中的测试一直进行到1966年，直到在一次风洞测试中旋翼解体，严重损坏了风洞和XV-3。这次事故直接导致XV-3计划的终结，虽然没有研制出实用化的倾转旋翼机，但XV-3验证机已经证明了倾转旋翼设计的光明未来。第二架XV-3此时已经完成了250架次试飞，累计飞行125小时，直升机模式和固定翼模式之间切换成为家常便饭。
贝尔随后开始研制更完善的XV-15验证机，并最终导致贝尔-波音V-22“鱼鹰”倾转旋翼运输机的问世。唯一一架XV-3被阿拉巴马州鲁克堡的陆军航空博物馆收藏，贝尔在2004年获得了这架原型机，将其修复到展示状态，从2007年开始在莱特-帕特森空军基地的美国空军博物馆展出。
“鱼鹰”鼻祖XV-15
寇蒂斯-莱特X-100
在贝尔推进XV-3时，其他公司也没有闲着，寇蒂斯-莱特公司在倾转旋翼机领域的表现同样突出。该公司从1957年开始研制X-100验证机，这是一架双座倾转旋翼机，采用钢管骨架铝合金和织物混合蒙皮结构，具有后三点式固定起落架和T形尾翼。该机安装一台莱康明YT53涡轴发动机，进气口位于驾驶舱后方的机背。发动机同样通过长长的驱动轴来驱动翼尖倾转旋翼，每副旋翼都有三片宽弦大扭角叶片。机尾安装有发动机矢量尾喷管，可改变排气方向以控制悬停时的俯仰和偏航。
寇蒂斯-莱特X-100
1959年9月15日。X-100机型了首次自由悬停飞行。完成工厂试飞后，该机被移交给NASA进行进一步试飞，在1961年10月5日的试飞中受损。虽然验证机受损有限，但此时已经完成了试飞目标，累积了14个小时的飞行时间，所以NASA没有兴趣修理它。X-100最终被史密森尼国家航空航天博物馆（NASM）收藏，但至今仍被扔在仓库，没有修复。
该机尾部具有奇特的推力矢量装置
寇蒂斯-莱特X-19
NASA没有兴趣修理X-100的另一个主要原因是因为寇蒂斯-莱特已经着手更雄心勃勃的四倾转旋翼机项目——X-200，准备自筹资金制造两架原型机。X-200最后成功入选美国空军、陆军和海军联合实施的“三军垂直起降项目”（TSVP），获得了X-19的军用编号。
寇蒂斯-莱特X-19
首架X-19原型机在1963年秋准备好了试飞。该机看上去像一架四座公务机，带后掠垂尾和前后矩形机翼，每副机翼翼尖两侧都有倾转旋翼，左右侧旋翼旋转方向相反以互相抵消扭矩。X-19采用全金属结构，后机身安装两台莱康明T55-L-7涡轴发动机，单台功率1975千瓦（2750轴马力），进气口位于后机身上方。
X-19在总体设计上已经相当完善，但试飞表现不如人意
前三点式起落架都为单轮形式，前起落架向上收入机鼻，主起落架向后收入后机身。该机在悬停中的俯仰和滚转操纵通过旋翼之间的桨距差动进行，偏航则通过旋翼周期变距进行。和固定翼一样，X-19在平飞中依靠垂尾方向舵和机翼副翼控制。如果遭遇无法挽回的险情，两名机组人员可以启动零零火箭助推弹射座椅逃生。X-19长12.83米，前翼翼展5.94米，后翼翼展6.55米，空重4425千克。
X-19在1963年11月20日进行了首次悬停试飞，但很快重重落地。该机在1964年6月再次开始试飞，先是进行了平飞，然后再次尝试悬停，表现非常不稳定。因此工程师们回到绘图板，为X-19增加稳定增强系统。
悬停中的X-19 X-19项目进行得很不顺利，存在资金不足和管理不善的问题，验证机也出现了超重和操控性不良的缺陷。该机完成改进后在1965年初恢复试飞，在1965年8月25日的一次试飞中，一个传动元件在悬停飞行中失效，导致一副旋翼故障，两名机组人员明智逃生，毫发无伤。
当X-19项目最终在1965年末被取消时，验证机总飞行时间还不到4小时弃。第二架X-19原型机从未完成，后来被废弃。X-19是由寇蒂斯-莱特研制的最后一架飞机，这家二战期间叱咤风云的优秀公司此时已经陷入衰落，再也未能恢复元气。
在倾转旋翼机努力进化时，该概念的另一个分支——倾转涵道机也随之出现。后者在设计上并没有太大不同，只是把翼尖的倾转螺旋桨包在涵道内，桨尖涡流损失最小化提高了螺旋桨/风扇的气动效率，并使推力更加集中，涵道本身在平飞中也能产生升力，涵道后缘还可设置可动叶片来控制排气方向。但倾转涵道的缺点在于阻力更大，因此不适合高速飞行。
倾转涵道机
多克Model 16
前道格拉斯飞机公司工程师小埃德蒙·多克于1940年在加利福尼亚州托兰斯建立了自己的公司，承接其他飞机制造商的分包业务。上世纪50年代初，多克萌发了研制垂直起降飞机的想法。1956年，美国陆军运输研究与工程司令部授予多克公司研制一架验证机的合同，多克Model16倾转涵道验证机于1958年2月25日在托兰斯市机场进行了首次飞行。
外形古怪的多克Model 16
Model 16是一架纤细的飞机，一开始为了减轻重量，其钢管机身没有蒙皮，由于试飞证明气动阻力过大，因此安装了玻璃纤维鼻锥和机身铝合金蒙皮。Model16的气泡式座舱盖之下是串列双座座舱，机身中部安装有翼展很短的平直中单翼，两端各有一个直径1.22米的倾转涵道，内置一副8叶风扇。安装在机身中部的涡轴发动机通过传动轴驱动风扇，其半圆形进气口位于机背。Model16一开始安装的是功率630千瓦（840轴马力）的莱康明YT53涡轴发动机，后来升级为750千瓦（1000轴马力）的T53-L-1。
铺上蒙皮后外形顺眼许多了