Успехи были столь впечатляющи, что Сикорский предложил армии проект дальнейшего развития VS-300 — двухместного вертолета VS-316. Однако армия предпочла в июле 1940 г. проект Платта и ЛеПейджа XR-1 — вертолета поперечной схемы. Несмотря на отказ в поддержке со стороны официальных властей, американские военные летчики с этого времени стали проявлять интерес к работам Сикорского. Этому интересу способствовала и первая публичная демонстрация VS-300, которая состоялась 20 мая 1940 г. в Бриджпорте. Демонстрация завершилась историческим событием. И. И. Сикорскому была торжественно вручена Лицензия пилота вертолета с номером № 1.

В июле 1940 г. «Лайкоминг» мощностью 65 л.с. был заменен на «Франклин» в 90 л.с. Вертолет осуществлял уверенные полеты вбок и назад, но при полете вперед из-за попадания рулевых винтов в индуктивный поток несущего винта при полете со скоростью 30–40 км/ч вертолет становился неустойчивым и почти неуправляемым. Характеристики машины были улучшены путем подъема рулевых винтов. Теперь вертолет мог развивать большую скорость, а 9 августа 1940 г. был совершен первый полет на дальность 250 м.

Сикорский первый раз поднимает в воздух VS-300

С целью улучшения вибрационных характеристик у VS-300 однолопастные рулевые винты были заменены на двухлопастные. Однако полеты по-прежнему сопровождались большими вибрациями. 10 октября 1940 г. при полете со скоростью 30 км/ч на высоте четырех метров произошло усталостное разрушение одного из горизонтальных рулевых винтов. Вертолет упал на землю, но простая конструкция позволила через месяц вернуть его в строй.

Для улучшения вибрационных характеристик, устранения возможности воздушного резонанса консоли хвостовых рулевых винтов были усилены. В ноябре полеты возобновились, но характеристики при движении вперед по-прежнему оставались неудовлетворительными. Несущий винт отрицательно влиял на эффективность двух задних горизонтальных рулевых. Продолжались аварии из-за воздушного резонанса, что было вызвано недостаточной жесткостью хвостовых консолей. В довершение всего в феврале в полете отказал двигатель. При падении сломались оба рулевых винта. Новый двигатель был получен только в апреле.

Несмотря на все трудности, в начале 1941 г., деятельность компании Сикорского была по достоинству оценена. Руководство ВВС США пришло к выводу, что не стоит рисковать с поддержкой только одного вертолета Платт — Ле Пейджа. Высокие армейские чины решили поддержать разработку вертолетов двух разных схем и выделили средства на разработку проекта VS-316 (S-47), получившего армейское обозначение XR-4.

Апрель и май 1941 г. ознаменовались рядом больших достижений VS-300. 17 апреля поставленный на поплавки VS-300 совершил взлет с воды и приземлился на сушу. Это был первый в мире полет вертолета-амфибии. 6 мая Сикорский на VS-300 установил мировой рекорд продолжительности пребывания в воздухе для вертолетов — 1 час 32 минут 49 секунд. Этим на 15 минут был превышен рекорд, принадлежавший FW-61 с 1937 г. Одновинтовая схема начала завоевывать себе место под солнцем. Америка становилась мировым лидером вертолетостроения.

Хотя VS-300 показывал неплохие результаты, уже к началу 1941 г. стала очевидной неэффективность системы продольно-поперечного управления посредством рулевых винтов, особенно при полетах с поступательной скоростью. Кроме того, при такой схеме осложнялось обеспечение динамической прочности. На вертолет решили поставить автомат перекоса. К этому времени его целесообразность была уже признана во всем мире.

На отработку на земле автомата перекоса ушла вся весна 1941 г., и только 27 июня было решено начать его летные испытания. Учитывая сложности перехода на новую систему, приняли компромиссное решение. Автомат перекоса был установлен только для поперечного управления. Продольное же осуществлялось по-прежнему горизонтальным хвостовым рулевым винтом.

В августе 1941 г. начались испытания вертолета в новой конфигурации. После первых часов летных испытаний стало ясно, что новая «полупродольная» схема открывает верный путь к созданию эффективного и надежного управления. Установка вместо двух горизонтальных рулевых винтов одного улучшила вибрационные характеристики, существенно уменьшила подверженность внешним возмущениям. После балансировки несущего винта с целью снижения вибраций вертолет в новой конфигурации достиг скорости 80 км/ч. Теперь в испытаниях большое внимание уделялось исследованию эффективности покрытия тканевой обшивкой некоторых частей конструкции.

Большой вынос вертикальных шарниров в какой-то мере предохранял вертолет от земного и воздушного резонансов. Установка же управления циклическим шагом осложнила проблемы динамической прочности. 2 октября 1941 г. после совершения ряда успешных испытательных полетов С. Глухарев, приземлив вертолет, подруливал к ангару. В этот момент и начался земной резонанс, пилот не растерялся, быстро поднял машину в воздух, выключил двигатели и упал с высоты трех метров. Он спас вертолет, но сломал хвостовую балку.

Вариант VS-300 с тремя рулевыми винтами

В конце ноября 1941 г. Сикорский решил снять с VS-300 хвостовой горизонтальный рулевой винт, а продольное управление также осуществлять изменением циклического шага. Теперь новый вертолет XR-4 проектировался полностью с циклическим шагом.

8 декабря 1941 г., на следующий день после Перл-Харбора, был совершен первый полет VS-300 в новой и теперь уже окончательной конфигурации. Полеты продемонстрировали хорошую управляемость, правда, тенденция к земному и воздушному резонансу оставалась. 12 декабря через четыре секунды после взлета на вертолете начались сильные резонансные колебания. Эффективность фрикционных демпферов для гашения колебаний лопастей в вертикальном шарнире была признана недостаточной. Сикорский установил на лопастях дополнительные гидравлические демпферы. Проведенные 31 декабря 1941 г. испытания показали, что резонанс исчез.

Таким образом, И. И. Сикорский довел до работоспособного состояния классическую одновинтовую схему, конструкцию которой предложил еще за 30 лет до этого другой русский конструктор — Б. Н. Юрьев.

Вариант VS-300 с двумя рулевыми винтами

В новом 1942 г. на VS-300 был совершен ряд успешных полетов. В частности, достигнута скорость, близкая к 100 км/ч. В течение года VS-300 использовался для ведения широкой исследовательской программы. На нем, например, испытывались одно- и двухлопастной несущие винты, эффективность стабилизатора, оптимизировалась форма носового обтекателя. Всего за время испытаний VS-300 было проведено 18 крупных переделок вертолета, несколько сот мелких изменений, ряд серьезных ремонтов после аварий. За многочисленные изменения, нескладный внешний вид, непокорность и необузданность характера первый вертолет Сикорского получил название «Игоревского кошмара». К осени 1943 г. VS-300 полностью исчерпал себя как экспериментальный аппарат и в октябре был передан в музей Института Эдисона. VS-300 доказал всему миру эффективность классической одновинтовой схемы. Ряд конструкторов, и среди них будущие ведущие специалисты мирового вертолетостроения А. Янг, Ф. Пясецкий, Р. Хафнер и другие, занялись схемой с хвостовым рулевым винтом.

Разработанный И. И. Сикорским в соответствии с контрактом Воздушного корпуса армии США опытный двухместный вертолет XR-4 был собран в декабре 1941 г. в секретном ангаре «Юнайтед Эркрафт» в Бриджпорте. Непосредственной разработкой машины занималась группа русских эмигрантов из 12 человек во главе с Борисом Лабенским. Примерно месяц продолжались наземные испытания.

Фюзеляж XR-4 был ферменный, сварной из стальных труб и имел почти квадратное поперечное сечение. Хвостовая балка первоначально представляла собой плавное продолжение средней части, постепенно уменьшаясь по высоте и ширине к хвосту. Весь фюзеляж имел полотняную обшивку. Кабина защищалась плексигласовыми окнами. При первых подъемах в воздух обшивка полностью отсутствовала — летал один «скелет». В дальнейшем съемные алюминиевые листы закрыли сбоку всю «горячую» центральную часть фюзеляжа.