Chương trình VTOL X-Plane là một chương trình phát triển máy bay VTOL thử nghiệm kéo dài trong 52 tháng và sẽ tiêu tốn khoảng 130 triệu USD với mục tiêu máy bay có khả năng vượt qua tốc độ 300 knot (1knot = 1,852km) nhưng có hiệu năng bay liệng đạt 75% hoặc hơn và tỉ lệ L/D (nâng/kéo) là 10 hoặc hơn. Bằng cách tính toán như vậy, theo các chuyên gia của DARPA, các máy bay trực thăng thông thường hiện nay có khả năng đạt tốc độ 150 đến 170 knot/h, hiệu năng bay liệng đạt 60% và tỉ lệ L/D đạt từ 4 đến 5.

Các máy bay trực thăng siêu tốc có hệ thống đẩy phụ như X2 của Sikorsky có khả năng đạt vận tốc 240-260 knot/h, trong khi Bell Boeing V-22 cánh quạt nghiêng có thể vượt qua vận tốc 275 knot/h nhưng khả năng bay liệng thấp hơn.

“Mục tiêu của chúng tôi đơn giản là bay nhanh hơn, hiệu năng bay liệng và bay thẳng được cải thiện hơn mà không phải hi sinh những khả năng có ích”, Ashish Bagai, giám đốc chương trình của DARPA đồng thời là kỹ sư chính của Sikorsky, nói.

Khả năng hữu ích được định nghĩa là sự khác nhau giữa trọng lượng không tải (trọng lượng rỗng) và trọng lượng tối đa. Chương trình đặt mục tiêu đối với máy bay thử nghiệm X-Plane có khả năng mang trọng tải có ích bằng 40% trọng lượng tải tối đa, khoảng từ 10.000 đến 12.000 lb. 

Bagai nói rằng, DARPA đang tìm kiếm những mẫu thiết kế “hoàn hảo” có thể kết hợp được các tính năng của máy bay cánh quạt cố định và quay nghiêng, đây không phải là những mục tiêu quá khó”, ông nói. Họ đã có một bản công bố công khai, theo đó DARPA hi vọng sẽ thu hút được các đề xuất từ các công ty bên ngoài và “những ý tưởng độc đáo” từ các công ty nhỏ hơn về các kỹ thuật và thiết kế.

Đây không phải là nỗ lực phát triển mẫu máy bay siêu tốc VTOL đầu tiên của DARPA. Trước đó họ đã thiết kế bay thử mẫu máy bay Boeing X-50A Dragonfly cánh cana/cánh quay kết hợp trong đó hệ thống cánh quay điều khiển lưu không có thể được dừng lại để hoạt động như một máy bay cánh thẳng. Cả hai phiên bản không người lái tỉ lệ nhỏ đều bị rơi trước khi việc hoán đổi được thực hiện và chương trình bị đóng cửa vào năm 2006.

Groen Heliplane là mẫu thiết kế máy bay siêu tốc hồi chuyển ổn định có một rotor hoạt động nhờ các ống phản lực mũi sử dụng cho việc cất và hạ cánh thẳng đứng và tự động quay đẩy máy bay bay thẳng với tốc độ lên tới 350 knot/h. Chương trình gặp phải một số sự cố kỹ thuật và buộc bị dừng vào năm 2008.