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Au début des années 1960, le Ministère de la Défense demande aux constructeurs français Dassault Aviation et Sud-Aviation de concevoir des avions à décollage et atterrissage verticaux (ADAV) expérimentations. Devant la nouveauté de la formule, les deux sociétés avancent prudemment en proposant deux étapes. Deux versions sont développées : le Balzac V destiné à démontrer la faisabilité de la formule avec des vols subsoniques en utilisant des réacteurs existant et le Mirage III V avion devant voler à Mach 2 et équipé de réacteurs de sustentation et de propulsion plus puissants mais encore à l’étude.
En août 1960, l’état-major de l’armée de l’Air établit le projet de fiche-programme d’un avion de combat supersonique à décollage et atterrissage verticaux. Cette fiche est dite 1970, car l’état-major estime avoir besoin, en 1970, d’un avion porteur d’armement nucléaire pour faire face au risque de destruction des forces par une première attaque ennemie. Cet appareil de pénétration (reconnaissance et attaque d’objectifs aériens au sol), est destiné à remplacer les F-100 Super Sabre et Mirage III E des forces aériennes tactiques en 1967. En septembre 1960, le projet Mirage III V de la GAMD est accepté.
Le 2 février 1961, la DTIA notifie à Sud-Aviation la commande d’un avion expérimental à décollage vertical Balzac V. La sustentation est assurée par huit turboréacteurs Rolls Royce RB 108 de 1 000 kgp de poussée unitaire, sensiblement verticaux, installés par paires dans quatre compartiments de l’avion, de part et d’autre de la manche à air du réacteur de propulsion Pratt et Whitney JTF10 construit sous licence par la SNECMA sous la désignation TF106. Les réacteurs de sustentation sont alimentés en air par quatre entrées d’air situées au-dessus du fuselage, leurs tuyères débouchant par des ouvertures qui sont obturés par des trappes pour permettre le vol rapide normal. Le nouvel appareil, utilise une partie de la voilure du Mirage III ainsi qu’un fuselage étudié et construit en coopération avec Sud-Aviation. Ce monoplace expérimental d’étude et de mise au point ne comporte ni armement, ni équipements opérationnels. Il marque aussi le début des commandes de vol électriques modernes. Le Balzac V 001 est également le premier appareil à transmettre au sol par télémesures des données du vol.
Le premier vol stationnaire est effectué le 12 octobre 1962, à Melun-Villaroche. La première transition vers le vol horizontal a lieu le 18 mars 1963 et un cycle complet de décollage vertical, vol en palier puis atterrissage vertical est réalisé le 29 mars. L’appareil est ensuite testé par plusieurs pilotes du CEV et de l’armée de l’Air des Etats-Unis. Tous confirment la qualité de la performance technique réalisée tout en soulignant la complexité de la formule.
Le prototype s’écrase cependant le 10 janvier 1964, tuant son pilote. Après avoir été réparé, il reprend ses essais mais est définitivement perdu en septembre 1965, provoquant à nouveau la mort du pilote.
Le Mirage III V est dérivé du V-001, mais le fuselage est allongé et son dessin est différent au niveau des ailes. Le moteur est un SNECMA TF-104 B et la stabilisation est assurée par des jets d’air à l’avant, l’arrière et sous les ailes.
Le Mirage III V est un avion bisonique plus lourd que le Balzac, il préfigure la version opérationnelle. Il effectue son premier vol stationnaire le 12 février 1965. Une nouvelle version du réacteur, le TF 106 A3, est installée en décembre 1965 pour le 15e vol. La première transition, du vol stationnaire au vol horizontal, a lieu le 24 mars 1966 et ce modèle atteint Mach 1.35.
Contrairement aux espoirs, le nouvel avion présente un comportement transversal en phase de transition plus délicat que sur le Balzac. Le deuxième prototype Mirage III V 02, équipé du réacteur Snecma TF 306 (un Pratt & Whitney TF30 sous licence) de 8400 kg de poussée avec réchauffe, effectue son premier vol, le 22 juin 1966. Le 12 septembre 1966, à son 11e vol, il atteint Mach 2,03 en palier. Malheureusement il sera détruit dans un accident le 28 novembre 1966 à Istres.
La production ne sera jamais redémarrée, et le programme est arrêté fin 1966. De son côté, l’OTAN renonce officiellement, dés juin 1966, au programme d’avion à décollage vertical et vitesse supersonique.
Si la formule, imposée par les services officiels, était séduisante, elle s’avéra complexe à mettre en œuvre et plus onéreuse que prévu. Les réacteurs de sustentation, couteux, ne donnèrent en effet pas une poussée suffisante. De plus, alors que la charge militaire et la distance franchissable restaient limitées, cet d’appareil nécessitait une importante logistique au sol, frein à sa souplesse d’emploi.
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