在1941年底沃特公司推出的V-173飞行翼飞机的风洞试验成功之后，美国海军要求沃特公司设计一种类似的战斗机。早在1940年，沃特公司的首席设计师：查尔斯·齐默尔曼，就一直致力于这样的设计。他和他的团队很快完成了样机，代号：VS-315。在1942年9月17日，在V-173飞行之前，海军为两架VS-315战斗机发出了一份意向书，指定为XF5U。一架飞机是静态测试机，另一架飞机预备进行飞行测试。
V-173的飞行试验证明圆盘飞翼布局优势明显，特别是短距起降能力特别出色，这一点对于航母舰载机来说十分重要，对美国海军具有很大诱惑力。在此基础上开发的XF5U也完美的继承了这一点。
沃特 XF5U是由包覆高强度铝的复合材料组成，又轻又结实，其结构是是由一层巴尔杉木粘在两层薄铝板之间形成。XF5U与V-173相同的基本配置相同，但是更重更复杂。
XF5U的整个飞盘形机身的翼展很短，在翼梢放置了一对反向旋转的大尺寸螺旋桨，飞机尾部有两个垂直的尾翼，尾翼之间有两个稳定襟翼。当飞机接近地面时，空气压力作用在一根弹簧支撑杆上，使稳定襟翼自动偏转，使空气从飞机下部稳定逸出，增强了飞机在着陆时的控制能力。
在XF5U的侧面是液压驱动的全动副翼，采用直线前缘，而不是V-173副翼采用的后掠前缘。每个副翼前缘都有两个平衡砝码。
齐默尔曼最初建议飞行员采用俯卧式座椅，即飞行员趴着驾驶飞机，如此便可尽量缩小驾驶舱迎风面积，减少阻力，但最终还是选择了传统的座椅模式。驾驶舱在机身前缘的前面，被封闭在一个气泡形整流罩中。
一些消息来源说，该机曾考虑使用弹射座椅，但在沃特公司的文件中没有提到此事，而且似乎没有在XF5U-1原型中安装弹射座椅的记录。
XF5U进入驾驶舱的方式十分独特，飞行员是通过一个放置在机身背部的木制阶梯走到驾驶舱后部的。XF5U的机头座舱外壳采用当时很先进的丙烯酸材质。
与技术验证机V-173不同，XF5U的主起落架，包括双轮尾轮，都可完全收缩到机身内。一个弹射器缰绳可以附在飞机的主起落架上，以方便航空母舰上的弹射辅助发射。为在航母着陆，设计师设计了一个从XF5U的上表面展开并悬挂在飞机后部的拦阻钩。
XF5U的武器装备包括6挺12.7毫米口径机枪——驾驶舱每一边纵向安置3挺机枪，每挺备弹400发。或换成4门20毫米机关炮。飞机下面的两个挂载点可以分别容纳一枚1000磅(454公斤)炸弹。
最初，XF5U由两台14缸，1600马力(1193千瓦)普惠R-2000-2发动机提供动力。随后被1350马力(1007 千瓦的R-2000-7在1945年取代。
该机引擎被安置在机身中间，发动机驱动的冷却风扇通过飞机前缘的进气口将空气引入，冷却空气出口襟翼位于上下机身的发动机短舱上。
动力通过一组复杂的轴和直角齿轮传动装置传送到螺旋桨上，属于涡轮轴螺旋桨动力模式，与直升机相同。发动机最大起飞功率1077千瓦，螺旋桨转速为1088转/分钟。在最大巡航速度时，发动机每分钟输出 548千瓦，此时螺旋桨每分钟转速为416转。
一个动力交叉轴被安装在发动机前面的变速箱之间。在引擎故障的情况下会自动失效，螺旋桨失去动力。该机离合器采用液压啮合的，两台发动机由一个油门杆控制，不能独立操作。
XF5U的螺旋桨直径16英尺(4.9米。螺旋桨的螺距由一根杠杆控制，所有叶片的设定螺距同时改变。如果两个引擎都失灵，螺旋桨就会自动脱落，为飞行员逃生创造安全条件。
XF5U翼展为23英尺4英寸(7.1米)，但从副翼到副翼的宽度为32英尺6英寸(9.9米)，从螺旋桨尖端到螺旋桨尖端的宽度为36英尺5英寸(8.1米)。每架副翼的跨度约为8英尺4英寸(2.5米)，飞机长28英尺7.5英寸(8.7米)，高14英尺9英寸(4.5米)。
XF5U的短距起降能力十分出色，可以在没有逆风的情况下在710英尺(216米)的距离内起飞，在300英尺(91米)距离，逆风环境下，可以35英里(56公里/小时)的时速起飞，几乎不用借助任何弹射装置，如果作为舰载机，实战价值非常巨大。
该机最高时速为425英里(684公里/小时)，低速飞行时速为40英里(64公里/小时)。初始爬升速度为每分钟3000英尺(15.2米/秒)，时速为175英里(282公里/小时)，XF5U的最高爬升高度为32000英尺(9754米)。在飞机中部的一个油箱可携带261加仑(988升)燃油，内部燃料提供了597英里(961公里)的航程。在挂载两个150加仑(568升)的可抛弃式油箱后，航程增加到1152英里(1854公里)。
XF5U空重14550磅(6600公斤)，正常重量16802磅(7621公斤)，最大起飞重量18917磅(8581公斤)。
XF5U的第一个木制模型在1943年6月接受美国海军审查。在这时，样机采用的是三叶螺旋桨，非常类似于技术验证机V-173。XF5U复杂的系统和非常规的布局令它的建造不得不推迟，在二战期间，工厂都被用于生产更简单易造的战机。
1945年8月20日，沃特公司已经等不及了，在样机上安装F4U-4式战斗机的螺旋桨进行测试，但仅仅是在地面进行，直到1946年底，才安装上原设计中的新型抛弃式螺旋桨。
XF5U在1947年2月3日开始滑行测试，沃特的首席试飞员布恩.盖顿至少尝试了一次低空短暂飞行，但没有进行高强度的试飞。
试飞员和沃特公司认为，使用未经验证的齿轮箱和螺旋桨进行这种新式飞机试飞的唯一合适地点是在加利福尼亚州的爱德华兹空军基地。考虑到XF5U的结构，飞机无法拆卸，而且它太大，无法在公路上运输。唯一的选择是将XF5U通过巴拿马运河运到加利福尼亚。
面对昂贵的运费，对XF5U没有迫切的需要，又考虑到沃特公司设计的新型螺旋桨的可靠性的问题，以及喷气式飞机的出现，美国海军在1947年3月17日取消了所有的XF5U项目试验活动。
不甘心就此失败，沃特公司迅速向海军提出了一种使用新动力的方案，项目代号为VS-341。虽然还不完全清楚选择了哪种发动机，但技术图纸中描述的发动机与通用电气T31 (TG-100)涡轮螺旋桨发动机非常相似。
据估计，改进之后的VS-341技术能力简直逆天，最高时速为550英里/小时(885公里/小时)，最低速为0！——是的你没看错，得益于圆盘型机身的巨大升力优势，在逆风情况下，牛叉的动力系统可以让该机几乎原地起飞并大头朝上悬停或垂直爬升，而这，正是设计师查尔斯·齐默尔曼的梦想。
但美国海军还是拒绝投资该项目。XF5U项目原本用于飞行测试的BuNo 33958号机，被强行拆解，飞行计划也就不存在了。坚固的机身经受住了破碎机的冲击，残骸被当作废料出售。第二台XF5U，编号BuNo 33959的原型机，已经在静态测试中被销毁。
齐默尔曼的飞机在开发过程中获得了几个绰号：齐默尔脱脂机、飞行烙饼和飞行煎饼。令人心痛的是，一架如此接近飞行测试状态，设计相当前卫的飞机，却没有进行过实际飞行。而设计师齐默尔曼，在余下的职业生涯中，继续从事有关垂直起降飞机的研发工作。
其实如果当时沃特公司能够在圆盘形机身上搭配涡喷发动机，而不是执拗于涡桨动力系统的话，说不定美国海军会改变心意，而且这种起降能力极佳，外形激进的飞机，必然带来一场气动布局的革命。但在当时飞控技术落后的状况下，却只能选择放弃。
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