Sơ đồ thứ hai sử dụng động cơ turbine phản lực chính riêng biệt cho bay ngang, cất cánh và hạ cánh thông qua bộ động cơ nâng cỡ nhỏ.
Nghiên cứu và các thử nghiệm đã chỉ ra rằng cả hai biến thể của hệ thống đẩy, với đặc điểm lực đẩy giống nhau, sẽ có khối lượng tương tự. Đề án động cơ duy nhất hứa hẹn tiết kiệm nhiên liệu tới 30%.
Đồng thời các động cơ phản lực riêng biệt giúp máy bay không cần những vòi quay phức tạp và thiếu tin cậy, đồng thời cũng đơn giản hóa việc bố trí máy bay. Ngoài ra việc hỏng một hoặc nhiều động cơ nâng phụ không dẫn đến tai nạn ngay lập tức.
Một chương trình đã được thông qua với các động cơ nâng và duy trì riêng biệt. Dựa trên ý tưởng đó, các kỹ sư quyết định cải tạo chiếc Dassault Mirage III hiện có, phương tiện mới nhận số hiệu "III V" (Verticale). Dự án này bắt đầu vào năm 1960.
Mirage III V dự định sử dụng động cơ chính của SNECMA với lực đẩy 9.000 kgf và 8 động cơ nâng của Rolls-Royce 2.500 kgf mỗi chiếc. Tuy nhiên động cơ thử nghiệm chưa sẵn sàng cho đến năm 1964 và Dassault phải điều chỉnh kế hoạch của mình.
Để tránh gián đoạn, Dassault quyết định phát triển một chiếc máy bay VTOL thử nghiệm sử dụng động cơ có sẵn. Lực đẩy của động cơ mới không vượt quá 1.000 kgf, đó là lý do tại sao kích thước và trọng lượng máy bay thí nghiệm bị hạn chế.
Nhằm tiết kiệm chi phí, chiếc tiêm kích VTOL mới đã được chế tạo dựa trên nguyên mẫu Mirage III-001. Sau đó, dự án nhận tên Mirage Balzac V. Chữ cái "V" được chuyển giao từ dự án chính, trong khi cái tên "Balzac" vẫn gây tò mò.
Dassault điều phối tổng thể dự án, họ cũng phát triển cánh và một số hệ thống nói chung. Thân máy bay dựa trên Mirage III của Sud Aviation và hệ thống điều khiển phản lực khí được tạo ra tại SNECMA. Bristol Siddeley và Rolls-Royce là nhà cung cấp hai loại động cơ.
Mirage Balzac V là chiếc máy bay cánh thấp không đuôi, bề ngoài tương tự như các tiêm kích trong gia đình Mirage. Để lắp đặt động cơ nâng, thân phi cơ phải sắp xếp lại và tiết diện của nó tăng lên ở phần trung tâm. Cánh tam giác được mượn từ một dự án hiện có với những thay đổi tối thiểu.
Phần đuôi của máy bay có một động cơ phản lực hành trình Bristol Siddeley B.Or. 3 Orpheus với lực đẩy 2.200 kgf, 8 động cơ Rolls-Royce RB108-1A 1.000 kgf mỗi chiếc được đặt thành cặp ở hai bên cửa gió và động cơ chính.
Cửa hút gió của động cơ RB108-1A nằm trên thân máy bay và được bao phủ bởi các cánh đảo gió di chuyển được. Cửa sổ vòi đóng được nằm ở phía dưới. Các động cơ đẩy phụ được lắp đặt với độ nghiêng nhẹ ra ngoài và ra sau.
Để kiểm soát khi bay ngang, họ đã giữ lại cáp tiêu chuẩn và hệ thống dây điện cứng từ Mirage-3. Ở chế độ di chuyển, bánh lái khí được sử dụng trong cả ba kênh, sử dụng khí nén từ máy nén của động cơ nâng. Các vòi phun được đặt trên cánh và trên thân.
Máy bay vẫn giữ thiết bị hạ cánh có thể thu vào ba điểm, nhưng được tăng cường khi tính đến tải trọng lúc hạ cánh thẳng đứng. Trong giai đoạn đầu của thử nghiệm, khung gầm phi tiêu chuẩn được sử dụng mà không có khả năng thu hồi.
Chiều dài của Balzac V là 13,1 m, sải cánh 7,3 m, chiều cao 4,6 m, trọng lượng rỗng vượt 6,1 tấn, trọng lượng cất cánh tối đa 7 tấn, tốc độ lớn nhất Mach 2; trong các bài kiểm tra, nó có chỉ đạt vận tốc 1.100 km/h. Dung tích thùng nhiên liệu 1.500 lít chỉ đủ cho 15 phút bay.
Để cất cánh, phi công phải bật động cơ chính, sau đó các động cơ nâng được khởi động bằng khí nén. Bằng cách tăng lực đẩy của bộ phận nâng, máy bay sẽ lên độ cao ít nhất 30 m, sau đó mới được phép tăng tốc theo phương ngang. Ở tốc độ 300 km/h, phi công sẽ thu càng và tắt động cơ nâng.
Hạ cánh thẳng đứng thực hiện theo trình tự ngược lại. Khi bay với tốc độ 300 - 320 km/h, các nắp của động cơ nâng phải được mở ra, dẫn đến việc chúng tự chuyển động và có thể khởi động. Sau đó bắt đầu giảm tốc độ ngang và chuyển sang bay lơ lửng rồi tiếp đất.
Dự án Mirage Balzac V đã sẵn sàng vào cuối năm 1961, và tới tháng 1/1962, việc lắp ráp một chiếc máy bay chiến đấu VTOL hoàn chỉnh đã bắt đầu tại nhà máy của Tập đoàn Dassault.
Chiếc phi cơ sẵn sàng vào tháng 5/1962, cuộc thử nghiệm mặt đất đầu tiên diễn ra vào tháng 7/1962. Việc chuẩn bị cho các chuyến bay đã hoàn thành trước thời hạn với sự hỗ trợ của lượng lớn nghiên cứu và đánh giá sơ bộ.
Ngày 12/10/1962, lần cất cánh đầu tiên diễn ra tại sân bay Milan-Villaros. Phi công thử nghiệm Rene Bigand đã nâng chiếc máy bay lên chỉ vài mét và kiểm tra hoạt động của các hệ thống chính, sau đó hạ cánh.
Tới ngày 18/10/1962, chuyến bay thứ hai đã diễn ra, lần này không có thời gian chờ. Sau đó họ bay thêm vài chuyến nữa và cho báo chí xem chiếc phi cơ. Vào giữa tháng 11/1962, máy bay được gửi đi chỉnh sửa - theo kế hoạch sẽ lắp khung tiêu chuẩn, dù hãm và các bộ phận khác.
Các chuyến bay chỉ tiếp tục vào tháng 3/1963. Lần này việc cất và hạ cánh theo phương ngang được thực hiện. Ngày 18/3/1963, tiêm kích lần đầu tiên thực hiện màn cất cánh thẳng đứng, sau đó là chuyển sang bay ngang và hạ cánh thông thường.
Thử nghiệm tiếp tục thành công và cung cấp nhiều dữ liệu đáng giá, trong cùng năm, Balzac-V đã được trưng bày tại triển lãm hàng không ở Le Bourget.
Tới ngày 10/1/1964, phi công Jacques Pignet thực hiện một chuyến bay khác để kiểm tra các bánh lái khí bằng cách bay lơ lửng ở độ cao 100 m. Nhưng máy bay mất ổn định và lực kéo, sau đó nó bắt đầu không thể kiểm soát. Đến độ cao thấp, nó bị lật và rơi xuống khiến phi công thiệt mạng.
Việc khôi phục chiếc máy bay bị hư hỏng mất khoảng một năm. Vào ngày 2/2/1965, các thử nghiệm tiếp tục. Trong những tháng tiếp theo, 65 bài kiểm tra khác đã được thực hiện với phương thức cất hạ cánh thẳng đứng và ngang, ở chế độ thoáng qua.
Đến ngày 8/10/1965, một chuyến bay thử nghiệm khác diễn ra, trong buồng lái là phi công Philip Neal của Không quân Mỹ. Khi bay ở độ cao 50 m, phi cơ bất ngờ mất lái và bắt đầu rơi. Phi công đã thiệt mạng và chiếc máy bay hư hại nghiêm trọng không thể sửa chữa.
Bất chấp hai vụ tai nạn khiến phi công thiệt mạng và mất nguyên mẫu, dự án Mirage Balzac V vẫn được xem là thành công khi đã tạo nên cuộc cách mạng trong ngành hàng không quân sự.
Tiêm kích Mirage với khả năng cất - hạ cánh thẳng đứng mặc dù không được đưa vào sử dụng, nhưng dự án đầy hứa hẹn nói trên đã để lại dấu ấn cực kỳ đáng chú ý trong lịch sử ngành công nghiệp hàng không quân sự Pháp và thế giới.