В 1964 г. был построен вертолет-кран Ми-ЮК с укороченным четырехопорным шасси и подвесной кабиной под носовой частью фюзеляжа, первый полет которого состоялся в январе 1965 г. Серийное производство вертолетов Ми-10 и Ми-10К осуществлялось на Ростовском вертолетном заводе, где было построено 55 вертолетов, из них несколько были поставлены за рубеж.
Проблему дальнейшего увеличения грузоподъемности транспортных вертолетов было предложено решить удвоением несущей системы Ми-6. После длительных исследований возможного расположения несущих винтов по двухвинтовой продольной и поперечной схемам и учитывая, что удвоение несущей системы по продольной схеме на вертолетах Як-24 и Бристоль 173 потребовало длительной доводки и не дало нужных результатов, предпочтение было отдано двухвинтовой поперечной схеме, отличающейся аэродинамической симметрией и успешно использованной в вертолетах И.П.Братухина и винтокрыле Н.И.Камова
Под руководством М.Л.Миля в 1965 г. началась разработка транспортного вертолета поперечной схемы В-12, снабженного 4 ГТД Д-25ВФ мощностью по 6 500 л.с. Вертолет В-12, ставший самым большим в мире вертолетом, совершил первый полет в июне 1967 г.; в феврале-августе 1969 г. на вертолете В- 12 были установлены семь мировых рекордов, среди которых абсолютный мировой рекорд подъема груза 40 т на высоту 2 250 м, который, вероятно, не будет превзойден. В 1971 г. вертолет В- 12 демонстрировался на Парижском авиакосмическом салоне, вызвав всеобщее восхищение. За создание вертолета В-12 ОКБ М.Л.Миля второй раз был присужден международный приз им. И.И.Сикорского.
Двухвинтовая поперечная схема была использована также в тяжелом транспортном винтокрыле Ка- 22, разрабатывавшемся ОКБ Н.И.Камова одновременно с вертолетом Ми-6 МВЗ М.Л.Миля под такую же перевозимую нагрузку и совершившем первый полет в 1960 г. Использование крыла и двух несущих и двух воздушных винтов, приводимых от двух ГТД мощностью по 5 700 л.с., должно было обеспечивать достижение большей скорости и дальности полета, чем на вертолете Ми-6. Однако винтокрыл с большим грузовым люком в носовой части и неубирающимся шасси имел большее вредное сопротивление, чем вертолет Ми-6, несмотря на фюзеляж самолетного типа. Более сложная конструкция винтокрыла обусловила появление многих проблем при его испытаниях и доводке, приведшим к двум катастрофам в 1962 и 1964 гг., что заставило прекратить его дальнейшую разработку. Тем не менее по своим возможностям Ка- 22 значительно опережал уровень мирового вертолетостроения, о чем свидетельствуют восемь мировых рекордов для винтокрылов, установленных на Ка-22 в 1961 г., среди которых абсолютный рекорд скорости 356,3 км/ ч и подъема груза 16 485 кг на высоту 2 000 м.
Для замены вертолетов Ми-1 в 1960 г. была начата разработка легкого многоцелевого вертолета второго поколения Ми-2 с двумя ГТД для гражданского применения в пассажирском и сельскохозяйственном вариантах, совершивших первые полеты в конце 1961 г. После успешных государственных испытаний вертолетов Ми-2 их производство было признано целесообразным осуществлять по лицензии в Польше на вертолетном заводе 'ПЗЛ-Свидник', где в 1965-1992 гг. было построено 3 250 вертолетов в 24 гражданских и военных модификациях. Являясь развитием вертолета Ми- 1, новый вертолет Ми-2 существенно превосходил его по грузоподъемности и скорости полета, а силовая установка из двух ГТД обеспечила большую безопасность полета и преимущество перед зарубежными вертолетами такого класса, которые в основном были одно- двигательными. Благодаря высоким летным и эксплутационным характеристикам вертолеты Ми-2 получили широкое применение, а также успешно использовались в вертолетных спортивных соревнованиях. На вертолетах Ми-2 в 1963 и 1965 гг. были установлены два мировых рекорда скорости.
Большим успехом ОКБ М.Л.Миля стало создание нового транспортного вертолета второго поколения Ми-8 с двумя ГТД ТВ2-117 мощностью по 1 700 л.с., совершившего первый полет в сентябре 1962 г. В конструкции вертолета был использован ряд оригинальных технических решений: крупногабаритные дюралюминиевые штамповки и клеесварные соединения, новая система внешней подвески, автоматическая система регулирования работы двигателей, обеспечивающая их синхронизацию и поддержание скорости вращения несущего винта в заданных пределах. По сравнению с вертолетом Ми-4 новый вертолет обладал вдвое большей грузоподъемностью и более высокими летными характеристиками. На вертолетах Ми-8 в 1964-1969 гг. было установлено 7 мировых рекордов скорости и дальности.
Вертолеты Ми-8 серийно производились с 1965 г. на вертолетном заводе в Казани, а затем и в Улан- Уде в 30 различных модификациях для гражданского и военного применения. Благодаря удачной компоновке и совершенной конструкции, обеспечивающей возможность дальнейшего развития, вертолеты Ми-8 стали самыми распространенными в мире транспортными вертолетами: было построено более 8 000 вертолетов, из которых более 2 000 экспортированы более чем в 40 стран, где половина их еще находится в эксплуатации. Развитием вертолета Ми-8 стал ряд усовершенствованных новых вертолетов третьего поколения, среди которых Ми-14 и Ми- 17, разработанные на базе вертолета Ми-8МТ, а также боевой вертолет Ми- 24. На базе вертолета Ми-8 был создан также вертолет Mh-8TG, первый в мире вертолет, на котором наряду с авиационным топливом используется сжиженный газ.
ОКБ Н.И.Камова в 1958 г. получило задание ВМФ и ВВС на разработку корабельного двухдвигательного поисково-ударного вертолета для базирования на авианесущих и противолодочных кораблях. Для борьбы с подводными лодками вертолет должен был иметь опускаемую гидроакустическую станцию или магнитометр и сбрасываемые радиогидроакустические буи для обнаружения подводных лодок и вооружение из противолодочных торпед или глубинных бомб. К этому времени атомные подводные лодки, снабженные баллистическими ракетами или торпедами с ядерными зарядами и обладающие большой длительностью плавания, позволяющей им находиться в различных акваториях мирового океана, стали представлять большую угрозу . Поэтому противолодочные вертолеты стали одним из важнейших средств противолодочной обороны боевых кораблей флота.
Разработка опытного вертолета Ка- 25 была завершена в 1960 г., а в мае 1961 г. состоялся первый полет. Вертолет был оснащен двумя ГТД-ЗФ мощностью по 900 л.с. и по грузоподъемности и взлетной массе в несколько раз превосходил вертолеты Ка-15 и Ка-18, являясь качественным скачком в развитии двухдвигательных вертолетов соосной схемы. На опытных вертолетах был выполнен большой объем испытаний на базах ВМФ и боевых кораблях и решен ряд сложных проблем, среди которых обеспечение взлета и посадки на качающуюся палубу, обеспечение навигации при полетах над морем и автоматическое пилотирование при полете к цели и на режиме висения в зоне поиска, обеспечение электромагнитной совместимости систем вертолета и систем кораблей и др.
