早在1945年11月23日，也就是二战刚刚结束不久，美国空军就前瞻性地提出了新一代战略轰炸机的具体性能要求：作战半径需达到5000英里（约8050公里），在英尺高空的航速不低于300英里\/时，载弹量需满足磅的标准；驾驶舱乘员定为5人，同时预留扩充至6饶空间。
这款被定位为第二代洲际轰炸机的机型，目标直指接替当时尚未进行处女航的b-36——如此具有前瞻性的规划，与费尔多的远见卓识密不可分。
这款新机型的设计思想，与b-36截然不同。b-36凭借超远的作战半径，超越了所有护航战斗机的航程，再以密集的遥控炮塔构建360度球面火网进行自卫；而新机型则剑走偏锋，主打依靠自身卓越的飞行性能摆脱敌方拦截，通过尽可能减少自卫武器和操作人员，将性能指标最大化提升。
1946年2月13日，美国空军正式启动新一代战略轰炸机的研发招标。波音、马丁、康维尔三家航空工业巨头迅速响应，各自提交了设计方案与成本报价。其中，波音公司的model 462方案初看与b-29相似，但体积大幅放大：采用平直上单翼气动布局，翼展221英尺，机翼面积3250平方英尺，圆截面直筒形机身长161英尺2英寸，空重达磅；四个主起落架独立收藏于机腹内侧的发动机舱内，是常规前三点起落架布局的创新变形。
动力系统的选择曾一度陷入纠结——当时涡轮喷气发动机油耗极高，难以满足军方对续航的严苛要求，设计者最终暂时放弃了喷气动力。尽管model 462存在航程偏短、结构未经过充分测试等问题，但凭借整体设计的前瞻性，美国军方仍于1946年6月5日宣布波音中标，并在当月中旬为其赋予xb-52的试验型编号。
随着航空技术的飞速发展，涡轮喷气发动机的性能实现巨大突破，xb-52迎来了关键的“换芯”升级。xb-52与后续的Yb-52原型机，均搭载8台普惠YJ57-p-3轴流涡轮喷气发动机，单台推力达38.7千牛（约3950公斤\/8700磅）。
这8台引擎分4组安装在翼下发动机短舱内，短舱通过悬臂吊挂于机翼下方，突出于机翼前缘。内外两组短舱距离机身中心线分别为10.4米和18.29米，发动机的前伸布局不仅为机翼剖面重心前移提供了防颤振配重，提升了颤振临界速度，还为后缘增升装置的设置创造了便利；同时，发动机重力可使机翼飞行载荷降低10吊挂悬臂兼具翼刀功能，能有效推迟失速并增强横向稳定性。
经过反复优化，最终定型的b-52战略轰炸机性能参数堪称惊艳：
乘员5人，机身长度48.5米，翼展56.4米，高度12.4米，机翼面积370平方米；空重公斤，最大起飞重量达公斤；动力系统升级为8台普惠tF33-p-3\/103型涡扇发动机，单台推力76千牛（约磅），载油量高达升。
参考性能方面，最大飞行速度1000公里\/时（0.81马赫），实用升限米，远超苏联图-16的米；航程更是达到公里，作战半径7210公里，是图-16最大航程的两倍多；爬升率31.85米\/秒，翼载荷595公斤\/平方米，推重比0.28；各项核心指标均实现对苏联同类型号的全面压制。
当研发团队的总工程师将最终性能报告呈现在费尔多面前时，这位空军总司令难掩满意之情。他亲自前往试飞场，全程观看了b-52的首次公开试飞——巨大的机身在8台发动机的轰鸣声中平稳升空，姿态矫健，在空中完成一系列高难度动作后，精准降落在跑道上，整个过程完美无瑕。试飞结束后，费尔多当场拍板，将xb-52正式定名为b-52战略轰炸机，并下达了首批采购100架的指令。
与以往军事装备研发的保密原则不同，美国此次对b-52的研发进展和性能参数没有任何隐瞒，甚至主动通过媒体对外公开。费尔多的意图十分明确：就是要让苏联人清晰地看到美国在航空领域的绝对优势，以此形成战略威慑。他内心深处更期待苏联因此陷入焦虑，进而追加更多科研经费投入到航空竞赛知—对经济结构本就失衡的苏联而言，这种不计成本的投入，只会让其国内经济压力愈发沉重。
杜鲁门总统在得知b-52的卓越性能及量产计划后，特意召见了马歇尔将军，哭笑不得地道：“我们是不是被费尔多那子给骗了？原来他早就胸有成竹，一切都在他的计划当郑”马歇尔闻言，只是会心一笑，并未多言——作为与费尔多共事多年的老搭档，他比杜鲁门更了解这位年轻将领的行事风格；看似急切地争取拨款，实则早已为空军的发展铺好了后路。
随着b-52战略轰炸机进入量产阶段，美国在美苏空中竞赛中彻底占据了主动权。而远在莫斯科的斯大林，在得知b-52的性能数据后，脸色阴沉如水——他知道，这场没有硝烟的竞赛，美国已经抢先一步；苏联想要追赶，付出的代价将远比想象中更加巨大。
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