Заправка в полете вертолета НН-3С с самолета-заправщика КС-130 "Геркулес"	И.И. Сикорский провожает экипажи вертолетов НН-3Е в трансатлантический полет

Однако оба эти рекорда всего через четыре месяца были превышены вертолетом Ми-6, на котором 21 сентября 1961 года на базе 15-25 км была достигнута скорость 320 км/ч, зарегистрированная в качестве нового мирового рекорда. Фирма «Сикорский» вместе с командованием флота США решила вновь обойти русских. 30 декабря 1961 года, через три месяца после советского рекорда, на вертолете HSS-2 на базе 3 км была достигнута скорость 320,26 км/ч — новый мировой рекорд. Эта скорость превышала прежний рекорд HSS-2 на 10 км/ч, но была практически равна рекорду советского вертолета на базе 15-25 км.

Через месяц, 5 февраля 1962 года, на мерной базе 18,8 км вертолет HSS-2 показал скорость 338,85 км/ч. Зарегистрированная в качестве нового мирового рекорда на базе 15-25 км, она на 18,85 км/ч  превосходила рекорд скорости Ми-6, о чем также с торжеством сообщила американская печать. Следует отметить, что при подготовке к этому рекордному полету на вертолете HSS-2 для уменьшения вредного сопротивления главные опоры шасси вместе с колесами и поплавками были заменены небольшими лыжами, а хвостовое колесо снято, так как аппарат совершал взлет и посадку на аэродром, покрытый снегом.

В американских газетах в то время писали, что фирма «Сикорский» не остановится на достигнутом, планируя установить на своем вертолете рекорды скорости полета по замкнутым маршрутам 100, 500 и 1000 км. Однако эти заявления так и остались только на бумаге. Рекорды были установлены, но на советском вертолете Ми-6, всего через семь месяцев, в сентябре 1962 года.

Стремясь вновь обратить внимание на свой вертолет S-61 (новое обозначение SH-3A), фирма «Сикорский» предприняла попытку установить новый мировой рекорд дальности уже в 1965 году. Для этого с серийного противолодочного вертолета SH-3A были сняты опускаемая гидроакустическая станция и другое оборудование противолодочного назначения. Вертолет «избавили» также от системы обогрева и кондиционирования, системы складывания лопастей несущего винта и др. Перечень снятого оборудования занимал две страницы.

Рано утром 6 марта 1965 года вертолет взлетел с борта авианосца в заливе Сан-Диего на западном побережье США. Его пилотировали военные летчики флота США Дж. Уилфорд и Д. Белл. Полет завершился поздно вечером, в 23 ч 10 мин, посадкой на другой авианосец на восточном побережье. Вертолет пролетел 3388,7 км — это значительно превышало прежние рекорды дальности полета по прямой — 2170,6 км и по замкнутому маршруту — 2598,4 км, установленные в 1964 году на вертолете Белл UH-1D.

Вертолет летел со средней скоростью 214,5 км/ч на высоте от 1500 до 4500 м. Взлетная масса вертолета составляла 10430 кг, что на 2260 кг превышало нормальную взлетную массу. Перед взлетом в топливные баки S-61 (включая дополнительные в кабине) было залито 6400 л топлива. После посадки осталось всего 227 л. Маршрут полета пролегал практически на одной широте от западного к восточному побережью США. Подробный отчет экипажа о полете был опубликован в журнале «Верти-Флайт» в апреле 1965 года.

Новый рекорд продержался всего два года. В апреле 1966 года он был превзойден на легком вертолете ОН-6А фирмы «Хьюз»: теперь мировой рекорд дальности полета по прямой составил 3561,55 км — рекорд, не превзойденный до сих пор.

Развитием вертолета HSS-2 стал новый поисково-спасательный вертолет НН-3С (S-61 R), который отличался от своего предшественника усовершенствованной аэродинамикой. На нем в 1966 году был отработан процесс заправки вертолета топливом в полете с самолета-заправщика КС-130 «Геркулес» фирмы «Локхид». Впоследствии этот метод широко применялся для увеличения дальности полета вертолетов. Заправка осуществлялась с помощью гибких шлангов с конусом на самолете и топливоприемником на телескопической штанге на вертолете, выдвигаемой за плоскость вращения несущего винта.

Советский вертолет Ми-6