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本帖最後由 寒冰神話 於 2014-12-13 19:36 編輯
B-52「同溫層堡壘」（英文：B-52 Stratofortress）是美國波音飛機公司研製的八發動機長程戰略轟炸機，用於替換B-36和平締造者轟炸機執行戰略轟炸任務。1948年提出設計方案，1952年第一架原型機首飛，1955年批量生產型開始交付使用，先後發展了B-52A、B、C、D、E、F、G、H等8種型別，1962年停止生產，總共生產了744架飛機。90年代是B-52轟炸機使用的鼎盛時期，有600多架B-52各型飛機在美國戰略空軍服役，以後大多數早期型號先後退役。
美國空軍現在預算讓B-52一路服役至2050年。這使得服役時間高達90年。美軍願意讓B-52繼續服役的重要原因是B-52是目前美國戰略轟炸機當中可以發射巡弋飛彈且最物美價廉的機種。
同溫層堡壘成為美國戰略威懾的支柱已有整整半個世紀了。它曾被一些人誣衊為大而無用的廢物。1963 年最高峰時，戰略空軍司令部（SAC）擁有650 架B-52，編成42 個中隊駐紮在38 個空軍基地。B-52 為洲際核彈轟炸而設計，但在實戰中卻執行常規轟炸任務，以至人們一提到B-52，便會聯想到壯觀的地毯式轟炸場景。在漫長的服役生涯中，B-52 不斷得到升級改裝，完成了從高空核彈轟炸到低空攻擊和巡弋飛彈載機的任務轉型。
冷戰後的預算削減與條約限制使大多數B-52 變成了廢物或博物館中的展品。然而，為數不少的B-52H 目前仍在服役，活躍於科索沃戰爭、阿富汗戰爭和伊拉克戰爭中。儘管B-2A 越來越受青睞，老當益壯的B-52H 表現依舊十分搶眼，甚至超過了B-1B。歷經50 年歲月滄桑，B-52 正不斷刷新作戰飛機服役年限的紀錄，堪稱一棵名符其實的常青樹，留下了無法磨滅的永恆傳奇。遙遠的未來，當人們談起重型轟炸機時，眼前一定會浮現出同溫層堡壘那雄渾的身軀。接下來就讓我們抽絲剝繭揭開B-52 的獨特身世和延年益壽的秘訣。
一架飛越沙漠的美國空軍B-52H
堡壘出世
曾有一種說法流傳很廣，認為蘇聯在M-4野牛轟炸機上成功玩弄騙術蒙蔽了美國情報人員，而B-52 則是為對抗M-4 而研製的。B-52 的身世其實可以追溯到1945 年6 月，當時對日作戰還未結束，陸軍航空兵（USAAF）指示航空裝備司令部（AMC）對戰後新一代轟炸機進行預研。為B-29 爭奪前沿基地而與日軍展開的島嶼爭奪戰異常殘酷血腥，戰後長程戰略轟炸機首先要擺脫對前進基地或轉場基地的高度依賴。如果說B-36 的研製是出於跨大西洋戰略轟炸的考慮，那麼太平洋戰場的經驗教訓無疑進一步強化了對洲際航程的渴望。
M-4野牛轟炸機
當年11 月23 日提出了一系列具體性能要求，包括作戰半徑5,000 英里（8,050 公里），以及34,000 英尺上空300 英里/小時的航速，載彈量達10,000 磅。機組人員共5 人，並有條件擴充到6 人。它被定為第二代洲際轟炸機，用來接替B-36，後者此時甚至還未進行處女航。很明顯它的設計思想和B-36 迥然不同，後者作戰半徑超過所有護航戰鬥機的航程，用更多遙控砲塔構成360 度球面火網。前者主要依賴自身飛行性能來擺脫敵方飛機攔截，盡可能簡少自衛武器和操作人員以提升指標。
1946 年2 月13 日開始按照上述性能要求招標，波音、馬丁和統一•伏爾梯（康維爾公司前身）提交了主要設計參數和成本報價。波音的Model 462 方案看上去像B-29 的放大版，採用傳統的平直上單翼佈局，翼展221 英尺，面積3,250 平方英尺，圓截面直筒形機身長161 英尺2 英寸，重360,000 磅。安裝6 具萊特XT35颱風渦輪螺旋槳發動機，單具輸出功率5,500 馬力（4,100 千瓦），槳葉數為六片。渦輪噴射發動機因難以滿足航程要求而沒有採用。四個主起落架分別收入內側四個引擎艙，屬於常規前三點式起落架佈局的一種擴展。
波音的Model 462 方案基本上就是B-29 的六發放大版，與現在的B-52 相差甚多
Model 462 實體模型，可以看到XT35颱風發動機是槳轂頂部進氣的
Model 462 航程嚴重不足，XT35 也還未進行原型測試。儘管如此，波音還是於1946 年6 月5 日勝出，當月中旬獲得了XB-52 的正式編號。7 月28 日，波音得到了製造全尺寸模型的書面合同，附帶提供初步的工程設計和測試數據。僅僅三個月後，USAAF 已經開始為XB-52 擔憂起來。Model 462 相比B-36 優勢不明顯，而且改進潛力不大。負責裝備工作的航空隊參謀長助理厄爾•帕特里奇少將（Maj. Gen. Earle Partridge）直言不諱地指出，Model 462 根本不能滿足航程要求。
XT35 渦輪螺旋槳發動機安裝在了一架EB-17G 的機鼻上進行測試
波音勇敢地面對上述指責，總設計師愛德華•威爾斯（Edwards Wells）領導研發小組重新回到繪圖板前，開始設計Model 464。它比Model 462 小得多，只安裝4 具XT35，全重僅230,000 磅。USAAF 工程處長勞倫斯•克雷吉少將（Maj. Gen. Laurence Craigie）異常推崇新的Model 464 方案。1946 年11 月，負責研發工作的航空隊副參謀長柯蒂斯•李梅將軍（Gen. Curtis LeMay）指出，Model 464 仍然不夠好。他認為未來的B-52 應擁有更高的航速和更遠的航程。
Model 464 令USAAF 轉向四發佈局，指標調整為航程12,000 英里，巡航速度400 英里/小時，能夠運載和投擲核彈。波音提出了兩種方案：Model 464-16 和Model 464-17，通過外掛大型副油箱拓展航程，並顯著提高了T35-5 的動力輸出。新方案更大、更重。全重估計為400,000 磅，翼展205 英尺，機翼面積3,000 平方英尺，機長156 英尺。35,000 英尺上的最高速度估計為440 英里/小時。464-16 專門執行核彈轟炸任務，載彈10,000 磅時才能實現較大的航程；464-17 為常規任務進行了優化，能夠在比較有限的航程上攜帶90,000 磅的彈藥。
Model 464-17 翼下掛載大型副油箱，佈局仍未擺脫B-29 的影響
USAAF 顯然無力承擔兩項計劃，於是選擇了常規型的464-17。除航程外，464-17 基本能滿足要求，但李梅將軍還是對尺寸和費用不滿，有意將採購數目削減到100 架。更糟的是，克雷吉將軍堅決反對該方案，認為它尚未服役就可能過時。464-17 被再度擱置，B-52 原本已經末日臨頭，然而在李梅將軍力主之下爭取到了半年寬限期。
波音在1947 年初完成了一系列設計，最終推出了Model 464-29。同樣配備4 具XT35，不過採用20 度的後掠翼，垂直尾則被加高。取消所有自衛武器，只保留一個尾砲塔。翼展仍有205 英尺，重達400,000 磅。B-52 獨特的起落架佈局也開始出現。最高速度為445 英里/小時。該設計幾經反覆，最後確定搭載4 具普拉特-惠特尼XT57 渦輪螺旋槳引擎。
Model 464-29 首次引入了後掠翼設計，不過這時波音尚未吃透後掠翼設計，後掠角僅僅20 度
空軍為尋找投放核子武器的理想手段，專門建立了重型轟炸委員會（Heavy Bombardment Committee）來研究解決方案，結果發現速度和升限相當重要。1947 年12 月8 日，正式要求轟炸機的航程和巡航速度分別達到8,000 英里和550 英里/小時，而當時連最高速度都還不到500 英里/小時。1947-48 年冬，整個B-52 項目看來毫無希望，新指標下達不過三天，AMC 已經準備取消合同了。波音董事長威廉•艾倫（William Allen）說服空軍部長斯圖亞特•賽明頓（Stuart Symington）延緩執行，同意出現其他可行方案（如諾斯洛普YB-49），不做出最終決策。這樣B-52 的命運再度被挽救。
雖然前途未卜，波音一直在嘗試提高性能，1948 年1 月推出的Model 464-35 為T35-W-3 配備了共軸反轉螺旋槳。翼展截短為185 英尺（56.39公尺），翼面積也下降到2 ,600 平方英尺，機身長131 英尺4 英寸。Model 464-35 採用了類似B-47 的自行車式起落架設計，機身下縱置了四個雙輪組，翼下支撐輪為雙輪形式，收入外側發動機短艙內。集中精力謀求減重後，全重減至280,000 磅。41,000 英尺上空的最大速度估計為500 英里/小時，最大航程為11,635 英里。Model 464-35 開始彌合性能落差。波音於4 月提交了完整的第二階段設計方案，研發和測試兩架基於464-35 的XB-52。464-35 雖然仍無法完全滿足要求，但第一次柏林危機使空軍深感壓力，迅速認可了這一方案。
Model 464-35 引入了自行車式起落架設計，成為日後B-52 的標誌性特徵之一
B-52 項目終於步入正軌。5 月，USAF 要求波音探尋B-52 改用渦輪噴射發動機的可行性。空軍一直都對長程噴射轟炸機懷有興趣，可到當時為止，總是受制於高昂的燃料消耗量。作為回應，波音於7 月末推出了Model 464-40。464-40 同464-35 基本類似，採用翼下吊艙內的8 具西屋XJ40-13-12 渦輪噴射發動機，機身截面也進行了修形。全重280,000 磅，翼展185 英尺，機長130 英尺9 英寸。名義性能優於464-35 型，特別是在高空，47,000 英尺上空的最大速度提高到507 英里/小時。
Model 464-40 將-35 的渦輪螺旋槳更換為翼吊式渦噴發動機，全面提高了性能
464-40 提交後，給空軍項目辦公室主任留下了深刻印象，他早就在思考類似方案了。由於當時政府顧忌燃料消耗率，依舊指示波音以採用XT-35 的464-35 作為兩架XB-52 的基礎。負責裝備工作的副參謀長霍華德•克雷格將軍（Gen. Howard Craig）對噴射動力的B-52 並不十分熱心，因為他覺得無法直接跳過渦輪螺旋槳階段的過渡。
僅僅兩個月一切就完全改變了。10 月21 日（週四），包括喬治•施瑞爾（George Schairer）、範霍恩•布盧姆泰爾（Vaughn Blumenthal）和亞特•卡爾森（Art Carlsen）在內的波音設計小組前往萊特-帕特森空軍基地（Wright-Patterson AFB），同空軍官員就渦輪螺旋槳動力的B-52 交換意見。當萊特航空發展中心的亨利•瓦登上校（Col. Henry Warden）明確告訴他們，渦輪螺旋槳設計將被渦輪噴射設計替代時，他們感到被震驚了。瓦登認為渦輪螺旋槳引擎無論在性能還是可靠性方面都存在不足，他一直推動普拉特-惠特尼發展JT3（J57）噴射發動機作為B-52 的動力，它是10,000 馬力的T45 渦輪螺旋槳引擎的噴射衍生型。
普惠當時在噴射發動機領域並不領先，氣冷活塞發動機倒是拳頭產品，美國政府無意讓其調整主導業務。普惠第一個成功的噴射發動機是PT2，它逐漸演化為成功的T34 渦輪螺旋槳引擎。1947 年，普惠獲得了一份發展10,000 馬力的PT4（T45）渦輪螺旋槳發動機的合同，一旦萊特T35 引擎研發失敗，將作為B-52 的替補動力。PT4 擁有13 級雙軸流壓氣機，如果需要可以方便地改為純粹的渦輪噴射引擎。
經過10月21日早到晚對概念進行的考慮，波音小組於次日早晨告知瓦頓上校，他們將在下週一前備好新方案。回到戴頓的範•克里弗旅館後，整個週末小組都在抓緊時間工作。威爾斯、霍爾頓•維廷頓（Holden Wittington）和梅納德•彭內爾（Maynard Pennell）也及時加入工作組，提前返回西雅圖的同事則通過電話提供必要的數據。在參考了一種使用4 具西屋XJ40 渦輪噴射發動機的中型轟炸機設計後，最終推出了Model 464-49。它配備8 具J57，佈局則和Model 464-40 一樣。翼展維持不變，後掠角達到了35 度。機翼面積增加1,400 平方英尺，達到4,000 平方英尺（371.6 平方公尺），比先前所有構型都大，並帶有明顯的下反角。46,500 英尺上的最大速度估計為565 英里/小時，載彈10,000 磅時擁有3,550 英里的預期作戰半徑，全重估計為330,000 磅。波音小組認為噴射引擎的使用可以徹底消除螺旋槳空氣動力學和操控問題，並且噴射動力的B-52 將能夠和正在發展中的渦輪螺旋槳動力型號飛得一樣快。
Model 464-49 已經很接近B-52 原型機了
一位工程師用在當地商店購買的西印度輕木，將新設計製作成模型。週一早晨，波音小組向空軍遞交了新方案，美國工程技術人員的工作效率和敬業精神可見一斑。瓦登立即決定B-52 採用噴射發動機方案，波音隨即中止了已近完成的464-35 的全部研發工作。
Model 464-49 藝術效果圖
1948 年末杜魯門政府對國防預算的壓縮差點危及整個B-52 計劃，由于躍進幅度過大，空軍內部對該項目也有一些反對意見。1949 年4 月26-29 日，後掠翼渦輪噴射動力的XB-52 模型接受審查。由於J57 在當時只能保證2,700 海浬的作戰半徑，空軍對航程仍有一些保留意見。AMC 採購和生產計劃主任奧里弗•庫克將軍（Gen. Orville Cook）對航程很不滿，要求全面審查整個計劃，甚至可能安排另一輪競爭。時任SAC 司令的李梅將軍全力支持B-52，他認為解決航程問題的最好辦法是發展引擎。
波音也意識到航程不足將直接威脅整個項目的未來，開始努力擴展航程。結果推出了一個更重的版本，稱為Model 464-67。全重估計為390,000 磅，作戰半徑估計為3,500 英里。機身加長到152 英尺8 英寸，提供了更大的燃料裝載空間，還將尾段背脊線拉直。根據風洞試驗重新設計了機翼，下反角有所減小，並且翼根部分加厚。這樣機翼中就允許儲存燃料，而且外翼段承受的應力減小，所付出的結構重量反而有所降低。外側襟翼上增設了擾流板，同時將外翼段副翼移到了內外兩段襟翼之間。水平尾改為全動式，後緣帶有配平。發動機短艙吊臂長度也被略微縮短。464-67 被SAC 的一些官員所看好，其中就包括李梅將軍本人。1950 年1 月26 日，空軍召開了會議重新考慮B-52 的未來。五花八門的替補方案也被列入議程，包括：道格拉斯的新方案、共和與費爾柴德滑軌升空的飛翼方案、康維爾的YB-60（B-36 的噴射動力後掠翼版本）、蘭德公司的渦輪螺旋槳機型、兩種基於B-47 的新設計（B-47Z），加上幾種火箭飛機。儘管未能達成牢靠結論便休會了，李梅將軍還是決定將B-52 作為SAC 戰略轟炸機的最佳解決方案。
最終構型：Model 464-67，前機身顯著加長
YB-60 雖然裝上了後掠翼和噴射發動機，但仍未解決B-36 的速度慢問題
1950 年2 月，空軍參謀部徵集迄今為止所提出的各種戰略轟炸機方案的性能和成本數據。李梅將軍要求資深官員會議同意用464-67 替代464-49。1950 年3 月24 日，會議核准了上述選擇，但並不承諾確保其投入生產。直到1951 年，才最終對B-52 做出了承諾生產的決定。此時，韓戰正在激戰當中，美蘇關係處於歷史新低。李梅將軍堅決贊成用B-52 完成戰略轟炸機部隊的現代化。1951 年1 月9 日，美國空軍參謀長霍伊特•范登堡將軍（Gen. Hoyt Vandenberg）批准用B-52 替代B-36。2 月14 日簽署了第一份批量生產合同。它要求生產首批13 架B-52A（序列號52-0001/0013）。
1950 年9 月波音展出的Model 464-67 全尺寸模型
合同一經簽署，B-52 原型機的發展工作迅速鋪開，1951 年底就很快做好了展示的準備。B-52 原型機分為兩架，第一架編號XB-52，第二架編號YB-52，均由波音位於西雅圖的工廠製造。X 是試驗機的代碼，而Y 是評估機的代碼。第二架原型機之所以獲得了Y 的代碼，主要是因為USAF 實際上是挪用了空軍後勤司令部的經費給第二架原型機的，該司令部一般不為試驗機提供資金。據說這個主意是波音於1949 年提出的，另一個理由是通過安裝一些設備將其作為生產型的原型機。這個主意半途告吹，因為兩架飛機在完成後幾乎沒有差異。
結構特點
B-52 細長的直筒形機身在在尾部逐漸收細，採用傳統的全金屬半硬殼設計。機身結構饒度很大，停機時首尾下垂約25 公釐，致使蒙皮出現斜向皺紋。另外一種說法是加壓艙段反複的增減壓循環導致蒙皮出現皺褶，但這並不能解釋機身中段非加壓段的明顯皺褶。機身橫截面大致呈矩形，邊角採用圓弧過渡以保證空氣動力外型光順。B-47 機則呈卵形，且機身中段有輕微的弧形過渡。相比之下B-52 的機身要更便於加工製造和控制公差，並且矩形截面機身還能提高彈艙的有效容積。
B-52 在地面時，機身側面會出現那著名的皺紋
後掠35 度的上單翼具有6 度的下反角，能夠防止飛機在起飛時旋轉。翼展185 英尺，面積達到4,000 平方英尺。機身中軸線上相對厚度16.2%，翼展25% 處為10.3%，翼展57% 處為9.4%，翼尖僅有8%。隨翼展延伸有翼型變化，翼根處為NACA 64 系列，翼尖為NACA 66 系列。機翼結構充分具有彈性，翼尖可以向上彎曲6.7 公尺、向下彎曲3 公尺而無解體之虞。地面空載時，機翼高度足夠使支撐輪離地；而裝滿燃料時，翼尖高度降低達2.74 公尺之多。翼下有足夠淨空高度，機翼內側為掛載大型空對地武器提供了寬裕的空間和強大的承載力，也使B-52 能夠充當航空拋投試驗的優良平台。
B-52 機翼彈性十足，翼尖上下揮舞幅度達9.7m
XB-52 和YB-52 都安裝8 具普惠YJ57-P-3 軸流渦輪噴射發動機，單具推力8700 磅。8 具引擎分4 組安裝在發動機短艙內，短艙依靠懸臂吊掛在翼下，突出於機翼前緣。內外短艙距離中心線分別為10.4 公尺和18.29 公尺。發動機前伸使機翼剖面重心前移起到防顫振配重作用，提高了機翼顫振臨界速度，還能方便設置後緣增升裝置。發動機重力使機翼飛行負荷減少了10-15%。吊臂還能充當翼刀，有助於推遲失速並提供橫向穩定。在垂直尾嚴重受損的個案中B-52 仍能安全返航，這與吊臂提供額外的垂直安定面積不無關係。相比當時同樣流行的翼根發動機佈局，兩者在阻力方面區別不大。但後者通常會加大翼根弦長，造成展弦比減少使升阻比降低。發動機吊艙佈局縮短了進氣道長度，總壓損失小，這對於當時推力有限的噴射發動機很有現實意義，而且便於維護保養。同時減小了引擎火災和葉片斷裂直接威脅彈艙和主油箱的機會，還為機身內設置大型彈艙騰出了有效空間，由於省去了防火隔壁也相應降低了結構重量。後來B-52H 能夠在基本不對結構做大改動的情況下實現換發同樣得益於此。一旦某一短艙發生無法控制的火災，該短艙會從機翼上掉落，從而保住飛機其餘部分，工程師後來認為這一特徵是個出乎預料的優點。
沒有垂直尾的B-52 還能飛嗎？答案是：沒錯！
J57 是普惠的又一名作，核心機源自JT3 渦輪噴射發動機
翼下的雙聯發動機吊艙，吊臂在翼面上突起的部分可以充當翼刀
機翼前緣沒有設置任何增生裝置，兩側後緣各有兩塊單縫富勒襟翼，總面積有797 平方英尺。兩段襟翼之間的空隙可以避免發動機高溫尾流直接吹在下偏的襟翼上。襟翼只有完全收起和完全放下兩種狀態，下偏角度為35 度。由於後掠翼高速時具有翼尖失速特性，B-52 採用了當時認為不尋常的高速副翼設計。副翼位於內外襟翼之間，在高速狀態下能夠滿足滾轉控制所需的力矩，但低速時必須使用外側襟翼上方的擾流板作輔助。擾流板端部設有梳狀絲齒，以防止過渡的阻力使飛機發生不必要的振顫，沒有採用比較常見的擾流板開孔設計。不同來源的資料在擾流板數量方面彼此相異：一些資料聲稱所有型號都採用七段式擾流板；而另一些資料則聲稱XB-52 採用的是三段式擾流板，除了B- 52G/H 改為七段式擾流板外，YB-52 等其他型號採用六段式擾流板。不對稱操縱時，擾流板可以在著陸和空中加油過程中協助副翼進行滾轉控制。對稱打開時，擾流板可起到減速板的作用。這使B-52 不必像B-47 那樣配備多具阻力傘，轉而採用一具直徑13.4 公尺的減速傘，傘藏在垂直尾下方。
組裝中的B-52D，可以看到兩塊伸出的單縫富勒襟翼
外側襟翼上方的7 片擾流板
B-52 早期型號的高速副翼就在兩塊襟翼之間標著“86”數字的地方，由於G/H 型取消了副翼，所以現在許多人都認為B-52 沒有副翼
棱角分明的大面積垂直尾高14.7 公尺，安裝有全翼展窄幅方向舵。整個垂尾可以向一側折疊傾倒以適應標準機庫。B-52 和B-47 一樣都採用低置水平尾，但B-47 將水平尾直接安裝在垂質尾上，B-52 則將之安裝於後機身上。全動水平尾翼展52 英尺，面積達900 平方英尺，能夠上下偏轉13 度（+9 度/-4 度）。
XB-52 垂直尾折疊時的樣子
Lou Drendel 這幅B-52H 的藝術畫展示了B-52 襟翼全開，水平尾上偏，副翼偏轉的情景，儘管有錯誤（G 型沒有副翼），但也展現了難得一見的情景
大量機內空間用於設置油箱，翼身載油量合計147,120 公升。為避免飛行中機身彎曲造成的滲漏，使用了軟式燃料囊而非整體油箱，燃料配平由副駕駛手動完成。彈艙差不多佔據了主起落架間整個機身下部空間，8.5 公尺長1.8 公尺寬，橫截面基本呈矩形，內部顯得十分簡潔。平整的彈艙天花板同時也是油箱地板，兩側設有加強筋以提高整體結構強度。液壓對開彈艙門被設計成上下兩段，其中下面板為三段式。收起上面板可以提供額外的淨空高度方便裝載卸彈藥，缺點是結構相對複雜。究竟是讓武器適應飛機，還是讓飛機適應武器，始終是工程設計上需要抉擇的難題。寬敞的彈艙為B-52 靈活攜帶各種武器充分創造了條件，是其能生存至今並有效執行任務保證，也為空射武器研發設置了尺寸限制，從而訂立了基本參考標準。原型機安裝了尾砲塔，但沒有配備武器和完整的航電。
B-52 油箱佈置
B-52 主起落架之間的彈艙
與眾不同的起落架在研發過程中被嚴格保密，日後成為了B-52 的一大標誌。B-52 一開始打算採用渦輪螺旋槳引擎，為避免直徑巨大的螺旋槳擦地升高了機翼，為提高航速選擇了薄翼形。設置翼下主輪會使起落架支柱過長，收入發動機短艙內又會增大整流罩尺寸，從而增加額外阻力。B-52 在B-47 自行車式起落架的基礎上，進一步採用了四輪式起落架，彈艙前後分別並列安置了兩對大型雙輪組，分置於彈艙前後，當然不可避免地要壓縮一些彈艙尺寸。機身中段是全機受力最大的區域，理論上盡可能少做開口，巨大的開口對結構強度存在一定負面影響。主起落架採用複雜的籠形交叉支撐結構來向機身框架傳遞著陸衝擊負荷。
B-52 前後主起落架、支撐輪和機輪角度鎖定器結構圖
主起落架收起過程十分複雜，幾乎需要旋轉90 度才能折疊平放入輪艙內。起落架對稱收回，左側向前收起，右側向後收起，可以獨立收放。起落架能夠向飛機中心線左右旋轉20 度。這種設計使橫風起降時，不離地就能直接指向風向。所以在很多影像資料中，B-52 起降時機身軸線往往和跑道中心線存在夾角。在一具外側引擎故障時能保證安全著陸，緩解引擎遠離中心線在推力不對稱時的偏航趨勢。前起落架最大轉彎角為55 度，改善了地面轉向的操縱靈活性。和B-47 類似，主起落架佈局能防止轟炸機在起飛時發生上仰旋轉。四輪式起落架的缺點是起飛不易離地，造成滑行距離過長。B-47 和B-52 為此採取了不同措施。具體來說，B-47 機身保持上仰，而B-52 機翼取6 度攻角，機身則保持水平。這樣就避免為前起落架增加複雜而脆弱的墊升結構，還能方便彈藥裝卸作業。為防止翼尖擦地，安裝了向內收回的外翼支撐輪。同早期方案不同的是，從收入外發動機短艙改為收入機翼。由於外翼段內部空間不富裕，支撐輪從雙輪改為了單輪。實際上主輪已經提供了足夠穩定性，並不需要支撐輪輔助，單側支撐輪打開即可安全著陸。由於支撐輪的存在加之翼展巨大，還是對停機坪面積和滑行道寬度提出了很高要求，對部署初期製造了相當棘手的麻煩。
B-52 抗側風起降起降能力比傳統起落架佈局的飛機強
正常情況下機組由5 人組成，正副駕駛前後坐在機頭的氣泡形座艙內，分割成12 個窗格。領航員和雷達操作員並排坐在機頭下層。尾砲手坐在機身盡頭的單獨座艙內。緊急狀態下，座艙蓋可以被吹掉，正副駕駛向上彈射；領航員和雷達操作員向下彈射。尾砲手啟動四個爆炸螺栓拋棄砲塔，然後再跳傘。
B-52 乘員有各自的逃生通道，通過彈射座椅彈出艙外。但是如果還有額外的乘員，比如圖中斜線標出的IP（飛行教員）、DI（防衛系統教員）、IN（導航教員）就只能等乘員彈射完畢後爬出艙外，自求多福了
一名尾砲手準備從艙門進入尾砲艙，難度頗高
早期B-52 從發動機引氣來獲取各種設備所需的動力。高壓高溫氣流從每具引擎的二級壓氣機導出，用管道輸送到需要位置，通過空氣渦輪轉換成電力或液壓。10 台渦輪泵提供3,000 磅/平方英寸的壓力驅動剎車、操縱機構、擾流板、彈艙門和調整水平尾翼。發動機引出的氣流還用來為進氣道除冰，不過風擋和其他部位由電熱器來除冰。
相比基於B-36 的YB-60，B-52 的設計要先進很多。YB-60 基本繼承了B-36 的機身，搭配後掠翼和翼下吊艙式噴射發動機佈局，並對垂直尾和水平尾進行了改進。雖然彈艙容積有所減少，B-52 的機身設計無疑要比YB-60 更為緊湊合理，在載彈量和航程、速度等多方面更好地實現均衡。盡量減少自衛武器的概念使B-52 能夠捨去大量相關重量並縮短了機身，也不必像B-36 那樣設置縱貫機身兩側的聯絡通道，從而進一步優化機身結構。
有種觀點認為，波音707 直接借鑒了B-52 和B-47 的設計。波音707 脫胎於367-80 方案，也就是人們常說的“衝鋒80”，它同樣出自功勳設計師威爾斯之手。波音707 最明顯的特徵是採用了帶上反角的下單翼，由於翼根相對厚度比較大，可以在此處安排主輪艙，造成起落架形式和B-47 與B-52 根本不同。此外，由於波音707 翼盒穿越機身下半部導致下方空間局促，不利於設置大型彈艙，容易限制彈艙容積，或者被迫使用前後兩個尺寸較小的彈艙，這兩種情形都勢必影響武器攜帶的任務彈性。但這種佈局卻十分有利於在高於翼面的位置設置縱貫機身的客艙，並保證兩側座位都能有舷窗，這對於客機絕對是非常理想的。波音707 機身截面更類似於B-47 而非B-52，但也僅是形似而已。波音707 和B-52 及B-47 都採用低水平尾佈局，但是垂質尾與水平尾的細節存在一定區別。波音707 和B-52 最大的共同點是使用了J57 民用版JT3，但具體到其他細節上差別卻十分巨大，除引擎外幾乎沒有多少通用部件，不存在共線生產可能性。這也就是為什麼當波音707 及其軍用衍生型C-135/KC-135 產能需求增大時，波音開始將B-52 的生產從西雅圖移置維切塔。我們還可以從中總結出一個道理，那就是要跨越民用和軍用飛機間的巨大落差並不是一勞永逸的。
B-52 和同時代的Tu-95 都是航空史上少見的長壽機種，兩者之間的各種差異從本質上說是不同水準上進行均衡的結果。由於當時蘇聯噴射發動機技術水準不高，轉而採用了渦輪螺旋獎方案。Tu-95 機身纖細，燃料容量本身就不足，如果採用噴射發動機將難以達到足夠的航程。為了首先保證擁有一種洲際核子武器運載能力，獲得可靠的戰略核武威懾能力，沒有追求過分的性能要求。
蘇聯研發的Tu-95轟炸機，使用B-52後來放棄的渦輪螺旋槳發動機
堡壘家族
XB-52 與YB-52 原型機
1951 年11 月29 日夜，XB-52 原型機（49-0230 號機）推出生產工廠，移入飛行測試修理棚。它用油布覆蓋，防止好事者觀察到飛行外形。它首先接受了一系列的地面測試和檢驗。很不幸，引氣系統管道在全壓測試中的爆裂嚴重損壞了機翼後緣，不得不返廠修理。波音和空軍決定封鎖消息，謊稱因安裝新設備造成了進度拖延，XB-52 在近一年的時間裡都沒有重返藍天。1952 年10 月2 日，XB-52 才終於完成了兩個多小時的首飛。結果，第二架原型機YB-52 實際上反倒先進行了飛行。1952 年3 月15 日，YB-52（49-0231 號機）離開生產工廠。它原本比XB-52 晚出廠，這樣XB-52 在測試中出現的問題可以在YB-52 得到修正，然而XB-52 出現的事故使他意外地躍居一號位置。
1951 年11 月29 日夜，XB-52 覆蓋著油布被推出生產工廠
1952 年4 月15 日，在公司試飛員約翰斯頓和空軍航空研發司令部的蓋伊•唐山德中校（Lt. Col. Guy Townsend）的駕駛下，YB-52 進行了首飛。飛機的滯空時間達到2 小時15 分鐘，最後在附近的拉森空軍基地著陸（Larson AFB）。飛行中只遇到了相對輕微的故障：一個主起落架無法完全收回，液氧系統存在缺陷，以及引擎油閥洩漏。當時B-52 的起落架還屬機密，所以空軍向媒體公佈的照片抹去了起落架。另外約翰斯頓還抱怨操縱桿太重，但這是起飛前故意設定好的，很容易修正。不過約翰斯頓還是對飛機讚譽有加，稱它“好得令人受不了”（a hell of a good airplane）。1952 年10 月初，YB-52 已完成50 小時的飛行，並開始進行第一階段飛行測試。1952 年11 月3 日到1953 年3 月15 日的第二階段測試發現一些可靠性問題：在高空進氣溫度偏低時打開節流閥，J57 引擎存在振動傾向；接近停車時，飛機還有傾斜和向右滾轉的趨勢；剎車系統也無法使飛機在規定距離上停穩。
1952 年4 月15 日，YB-52 先於XB-52 進行了首飛。當時B-52 的起落架還屬機密，所以空軍向媒體公佈的照片抹去了起落架，如下圖：
兩架原型機繼續用於一系列擴展飛行測試。XB-52 於1957 年被派往萊特航空發展中心（Wright Air Development Center），在後續試飛中曾用2 具J75 替代了4 具J57。1958 年1 月27 日，在完成了783 小時的飛行後，YB-52 被捐獻給當地的空軍博物館。不幸的是，兩架飛機在1960 年代中期被雙雙拆解。它們成為了第一夫人伯德•詹森（Bird Johnson）全國美化計劃的犧牲品，該計劃致力於移除各種有礙觀瞻之物，比如風景區的剩餘軍事裝備。
XB-52 的機鼻部分，乘員從機頭下方的艙門進出。下方的黑色部分是非金屬材料的雷達罩
YB-52 早期試飛圖片
XB-52 在展示機密級的技術：如何在起降時抵禦側風，就是在跑道上橫著走
B-52A
B-52A（Model 464-201-0）是同溫層堡壘的第一種生產型。1950 年，波音曾慫恿空軍裝備司令部（AMC）做好生產準備，同時聲稱只要一年時間就能毫無延誤地完成原料採辦和加工製造等工作。當XB-52 開始製造後，飛機變得異常複雜，以致承包商開始懷疑B-29 的大規模生產方式等否適用於B-52。實際上，製造一架B-29 只要153,000 個工時，而製造一架B-52 則要3,000,000 個工時，兩者相差近20 倍。無論如何都要到1952 年8 月才能完工，這大大晚於YB-52 的試飛，以及競爭對手YB-60 的預生產型。
Model 464-201，座艙終於改回了比較正統的形式
B-52A 與原型機機頭外形的對比
B-52A 造價為2,838 萬美元，並不比XB-52/YB-52 便宜多少。大量的初始加工和新的研發成本，使本質上屬於試驗性質的生產型B-52A 達到如此高昂的價格。儘管三架B-52A 是按照真正的生產型標準製造的，但缺少包括轟炸/導航系統在內的許多電子設備，無法完成戰備任務。因此，B-52A 更準確地說是預生產型，主要用於測試和評估。
YB-52 於1952 年8 月15 日首飛，18 日YB-60 也完成首飛。康維爾行動異常迅速，在獲得8 具J57 後僅14 天就把YB-60 送上藍天。由於北美F-100超級軍刀也使用J57，造成供貨數量不足。而且研製中為B-52 提供遠程護航的F-101巫毒更要搭載兩具J57。除此之外，J57 還先後裝備海軍的F8U、F4D、F5D 和A3D，以及空軍的KC-135、F-102A。鬱悶不已的波音不斷向空軍主張使用新引擎的優先權，抗議在自己和康維爾之間平均分配，所幸空軍很快對YB-60 失去了興趣。1953 年1 月，B-60 項目被正式取消，2 架試驗機於次年拆毀。B-47 的終極版B-47Z 也使用J57，是B-52 生產型的主要絆腳石。除核子武器攜帶數量不如B-52，B-47Z 的致命傷是受限於重量不適合投放氫彈。1952 年末，在掌握了令人信服的最新研究報告後，空軍終於認識到B-52 更具前途。到1953 年中期，B-52 的地位才真正得以穩固。引擎整機或核心機的通用化能夠有效降低研發風險和採購成本，但前提是具有同時為多種機型提供動力單元的生產能力，B-52 研製過程中遭遇的問題值得深思。
由於韓戰爆發，工廠無法滿足飛機生產的需要。另一個問題是，二戰後很多有經驗的飛機製造工人轉行，這些人需要重新組織和培訓。韓戰帶動全國工業迅速膨脹，軍事訂單開始和商業生產相衝突。1951 年春，波音在獲得生產B-52A 的書面合同後，立即選擇了子承包商。波音根據員工能力和戰時經驗兩條主要標準來選擇子承包商，最終選擇AO 史密斯（出品的熱水器也十分著名）俄亥俄托萊多（Toledo）分公司生產起落架；加州里奇蒙德（Richmond ）的德皇製造公司（Kaiser Manufacturing Co.）負責斷面加工；加州朱拉韋斯塔（Chula Vista）的羅赫爾飛機公司（Rohr Aircraft Co.）製造副油箱、發動機短艙和尾段；密歇根州底特律的布里奇斯製造公司（Briggs Manufacturing Co.）方向舵、升降舵、水平安定面、副翼、擾流板和外側翼段；AO 史密斯紐約羅切斯特（Rochester）分公司生產焊接件。另外一開始，該項目的優先級只是非常低的S #63 級，這預示著生產計劃將不可能成功完成（最初每月只能製造一架，後來提高到四架）。直到1952 年9 月，優先級別才被提升到#27，但此時進度拖延已經發生了。
更嚴重的是，空軍團隊分析後認為，基本無法充分應對項目的規模和復雜性。總的來說，B-52 研發工作的拖延一方面是因為革命性設計的本身，另一方面則來自空軍。早期生產工作的延誤使得項目優先權低下的問題暴露無疑。空軍相信，造成進度拖延的另一個原因是波音最初施加的通盤管理模式。最後，在作為早期測試階段的XB-52/YB-52 開發過程中，朝令夕改也是造成生產進度拖延的重要原因。
1951-52 年的早期生產計劃幾經更改。1951 年2 月14 日簽署了訂購13 架的合同，但1952 年6 月9 日削減到3 架，其餘6 架按照B-52B 標準建造。差不多一年後，空軍最終制定了一個規模龐大的生產計劃。根據1953 年8 月的決策，總共需要製造282 架，足夠裝備7 個SAC 聯隊。由於空軍希望波音在1956 年10 月到1958 年12 月交付這些飛機，這樣就需要增加一條生產線。實際上在1951 年年中，已經同意增加一個工廠，可沒幾個星期又被取消。1953 年9 月28 日，年初從芬萊特（Finletter）手中接任空軍部長的哈羅德•塔爾波特（Harold Talbott）正式宣布了在堪薩斯州維切塔（Wichita）增設B-52 生產線的決定。
早在1951 年初，李梅將軍強烈抨擊了XB-52/YB-52 的直列座艙佈局很糟糕，他堅信並列座艙更有優勢，因為這樣允許為安排更多的儀表空間，並能使副駕駛更好地協助機長。根據1951 年8 月的決定，B-52A 重新設計了前機身，加長了21 英尺，以便安裝額外的設備和機組人員。氣泡形串列座艙被並列座艙所替代，正式奠定了生產型B-52 的基本外觀。機組增為六人：正副駕駛、領航員、雷達操作員、電戰官和尾砲手。正副駕駛並排坐在上層，電戰官背靠飛行員面向後部。領航員和雷達操作員並排坐在有時被戲稱為“黑洞”（black hole）或“地獄”（hell hole）的下層。尾砲手單獨坐在方向舵後延伸出的機尾內。機組通過機身下方偏右位置的登機門進入座艙，登機門鉸鏈安裝在朝後位置。相對飛機的巨大尺寸，機組空間不算寬敞。B-52 上也擁有乘員休息區，但舖位要比B-36 局促得多。拼命擠出空間佈置油箱來彌補噴射發動機的高耗油率以擴大航程，和安排盡可能大的彈艙來提高載彈能力，使長程航行舒適性被放到了相對次要的位置。
B-52G 乘員佈置，與早期型號相比，尾砲手移到前機身，B-52H 型由於沒有了尾砲，所以去掉了尾砲手
尾砲塔內安裝有4 挺12.7mm M3 機槍，各備彈600 發（共2,400 發）。尾砲手坐在透明座艙蓋下，操縱配備搜索/追蹤雷達天線的A-3A 火控系統，自動控制機槍的瞄準和開火。同時，砲手還具有光學廣角瞄準鏡，能夠手動操縱機槍。尾砲手登機門設在右側水平尾下方，他可以穿過非增壓的矮過道，從後增壓隔壁上的小門進入前機艙，當然需要先對機艙進行減壓。緊急狀態下，正副駕駛和電戰官向上彈射，領航員和雷達操作員向下彈射。尾砲手沒有彈射座椅，他必須拋掉砲塔自行跳傘。當機上還有額外人員時，他必須通過領航員和雷達操作員彈射後的開口跳傘。
B-52 尾部4 聯12.7mm M3 機槍砲塔結構圖
B-52A 的J57-P-1W 引擎更為強勁，單具淨推力10003磅，開啟後燃器推力11015磅，能夠為提供更大的起飛推力。容積360 加侖的水箱設在後機身內，水中添加有甲醇作抗凍劑，保證在阿拉斯加或格陵蘭這樣的高寒地區部署，和在同溫層的低溫環境下使用。引擎工作可靠，但噪音非常大，還會噴出難看的濃密黑煙，在空中形成異常明顯的尾跡。不過相比B-47 起飛時助推火箭發動的駭人景象，算是清潔很多了。翼下支撐輪的外側各掛有一個3,787 公升的副油箱（原型機上也裝有這種副油箱），用來補充35,600 加侖的正常載油量，不過B-52A 絕大多數時間都不攜帶副油箱。B-52A 具有空中加油能力，受油插座安裝在機身上方，緊挨著座艙，設有兩扇艙門。
B-52 列隊起飛時產生遮天蔽日的濃煙並發出刺耳的噪音讓人有末日來臨的感覺
1954 年3 月18 日，第一架B-52A（52-0001 號機）被緩緩推出西雅圖工廠，還舉行了數千人參加的盛大出廠儀式。1953 年6 月30 日起任空軍總參謀長的內森•特維寧將軍（Gen. Nathan Twining）向與會者致詞，他說：線膛槍曾是過去那個時代的偉大武器，……B- 52 就是今天這個航空時代裡的線膛槍。特維寧強調巨型噴射式洲際轟炸機的存在，將對敵方形成強有力的威懾，因為同溫層堡壘就是設計用來對任何主要戰線的縱深施加毀滅性攻擊。這架飛機於1954 年8 月5 日完成了首飛，這已比原計劃晚了14 個月。空軍在6 月份就接收了這架B-52A，但立即返廠用於飛行測試項目。出於相同目的，其餘兩架B-52A 在8、9 兩月分別接收後馬上又被借還給波音，B-52A 的生產工作隨即宣告結束。3 架B-52A 都完全由波音製造。
B-52A 的出廠儀式，內森•特維寧將軍在致辭時恐怕也沒有想到，這個大傢伙能一直服役到21 世紀
B-52A 沒有進入USAF 服役，全部3 架十多年間B-52A 被用於各種飛行測試。1950 年代後半期，52-0001 號機被用來測試B-52G 的新特性，例如短垂直尾。1960 年代初，52-0001號機以415,000 磅的極限起飛重量，在愛德華空軍基地（Edwards AFB）進行了最後一次試飛，隨後退役並飛往伊利諾伊的查奴特空軍基地（Chanute AFB），它被永久固定在地面作為教具。1961 年4 月，52-0002 號機在俄克拉何馬的廷克爾空軍基地（Tinker AFB）拆解。
試飛中的首架B-52A，序列號52-0001，機號2001
所有的B-52A 都用於了B-52 的發展與試飛，在這些工作結束後，1959 年波音將一架B-52A（52-0003）改裝為X-15 研究機投放載機
B-52B
1951 年2 月，波音在接到第一份生產合同的同時，立即著手展開B-52B 的設計工作。性能不足和進度拖延的陰影始終困擾著B-47 項目，承包商和空軍都不希望在B-52 上重演。B-52 發展型的模型在波音的風洞中接受了長達670 天的測試，還另外在其他研究機構進行了為期130 天的空氣動力和彈性形變測試，早期測試的成果也被及時應用於B-52B。一些B-52B 在正式服役前還是被分配給測試項目。
波音使用風洞測試B-52 發展型的模型。注意模型的可彎曲機翼
在進行靜力測試的B-52 機翼，圖中標明了最大上彎幅度和最大下彎幅度
1954 年12 月，第一架B-52B 進行了自己的處女航。按照1951 年初的計劃，B-52B 應該從1953 年4 月開始交付，韓戰使之拖延了15 個月。1952 年6 月交付時間修改為1954 年6-12 月間，後又放寬到1956 年4 月。在此期間，空軍分別在1954 年8 月和9 月接收了兩架B-52B。起落架耳軸斷裂事故又導致了90 天的拖延，最後一架B-52B 於1956 年8 月進入空軍，正好比計劃晚了3 個月。
首架B-52B 53-0373 在進行空中加油測試，加油機是一架KC-97G。由於速度相差大，所以B-52 採用了不同尋常的減速方法，就是放下起落架
由於無法克服高空停車故障和動力不足，YB-52 的J57-P-3 被廢棄。工程師在投產前就注意到，跑道白天溫度通常只要達到華氏100 度，B-52 滿載起飛時推力就會嚴重不足，似乎需要專門的起飛動力單元來提供輔助推力。1954 年噴水後燃器裝置開發成功後，有效彌補了動力不足之後。不過這並未一勞永逸地解決問題，預料之外的困難還使問題變得更加嚴峻。同樣的問題也困擾著J57 的其他型號，這使J57-P-1W 成為唯一完全合格的引擎，儘管它的性能表現低於標準。即使安裝了噴水裝置，該型號還是被迫按照無後燃器引擎來運轉。大約半數交付時使用的是B-52B 安裝的是J57-P-1W，及其改型J57-P-1WA/WB。在壽命中期，曾經試圖換裝鈦制壓縮機葉片的J57-P-9W。不幸的是，工藝問題使鈦金屬含氫量嚴重超標，導致葉片脆性增大容易斷裂。迫使J57-P-29W 和J57-P-29WA 重新回到鋼製葉片的道路上來，代價是增重250 磅。它們被安裝與大多數剩餘的B-52B 上。-29W 靜推力10,500 磅，開啟後燃器推力11,000 磅。-29WA 型的噴水量是-29W 的兩倍，開啟後燃器推力達到12,100 磅。鈦制葉片的問題直到1956 年夏的J57-P-19W 型引擎上才得以最終克服，它是J57-P-9W 的推力提升型號，被安裝在最後交付的5 架飛機上。
B-52B 機隊，近處一架是53-0396
轟炸導航系統是B-52 最神秘的部分，屬於受嚴格保護的核心機密，過去的資料對其鮮有涉及。空軍要求B-52 能夠全天候投放核子武器，並儘可能提高高空投放常規炸彈的精確性和自動化水準，有效縮短瞄準過程時間。B-29 投放第二枚實戰原子彈由於目標區上空受濃密雲層遮蔽，幾乎導致任務失敗。由於日本防空體系已經徹底癱瘓，使得B-29 能夠從小倉從容飛往備選目標長崎，並逗留足夠時間尋找投彈點。實戰條件下讓B-52 保持無線電靜默在夜間穿越一片陌生大陸將會極其危險，甚至很可能迷航。為了求得攻擊的猛烈性和突然性，也不大可能設置備用轟炸目標。即使在白天，由於B-52 飛行高度達到了同溫層，雲層遮蔽下方視線的可能性也很大。雷達瞄準能擴大投彈距離，不僅提高載機安全係數，在投擲大當量核子武器時還能贏得寶貴的撤退時間。對於具有目視偽裝特徵的目標，光學瞄準效能也會大幅下降，不得不求助於雷達瞄準。
要求雷達能夠在雜亂的地面反射訊號中識別出攻擊目標，這對於1950 年代的科技水準來說屬於高難度課題，更不用說還有可能摻雜強烈的電子干擾。B-52 攻擊蘇聯的最短路徑是取道北極地區，磁羅經將會在中途失效，因此為B-52 配備了天文導航裝置和慣性導航裝置。B-52B 最初計劃安裝MA-2 轟炸導航系統（BNS），又稱高速飛機轟炸引導系統。MA-2 看上去很適合B-47 和B-52，但這套系統開發進度嚴重滯後。SAC 不相信它能在1955 年底前測試完畢，又絕不允許將一種未經測試的系統安裝到任何一架轟炸機上。SAC 決定為B-52B 裝備B-36 使用的斯佩里K-3A 系統。
K-3A 系統主要由APS-23 轟炸導航雷達和A-1A 模擬式機械計算機，以及Y-3 光學瞄準裝置組成。當時第一代真空管電子計算機已經問世，但重量、體積、能耗、可靠性等問題使其還無法進入實用化。與我們熟知的通用機械式手搖計算機不同，前者在執行單一功能時效率很高，通過手工裝定少量初始值能自動計算出所需參數。但結構勢必異常精密複雜，研製和加工難度極大。近程轟炸可以把地球表面曲率忽略不計，而洲際轟炸必須要引入球面幾何，還要考慮慣性導航的累積誤差。機械計算機用電動馬達驅動齒輪和軸，通過旋轉軸來表示數值，用凸輪轉動來表示函數或方程。解算結果可用來引導自動駕駛儀，也可為人工駕駛提供參考，還可自動控制彈艙門開閉並完成投彈動作。進行解算前允許飛機進行機動，包括改變航向和有限的高度變換。如果目標不可見，雷達訊號也不佳，轟炸導航系統允許以臨近目標（8 英里內）的某一個地理標誌為參照，繼續完成轟炸瞄準流程。
APS-23 雷達能夠對5-200 英里範圍進行360 度搜索，通過調整脈衝持續時間和重複頻率來提高影像質量。30,000 英尺高空對大城市的截獲距離為150-200 英里，對艦船則為50-100 英里。法蘭德（Farrand）Y-3 潛望式瞄準裝置具有1 倍、2 倍或4 倍的放大倍率，視場寬度76 度。
A-1A 計算機的理論使用條件為：高度4,700-50,000 英尺、地速0-760 節、真實空速137-597 節、風速最高195 節、目標距離450-151,750 英尺、溫度華氏-67-160 度、炸彈下落時間15-190 秒。在B-52B 執行標準任務的45,000 英尺高空，K-3A 解算質量低下和精度不足導致在任何置信度下都幾乎不可能識別目標。菲歌公司（Philco Co.）發展了一種臨時性裝置，能夠提高大約50% 的效率，但這並不是真正解決問題的方法，在B-52B 最後階段型號最終採用IBM MA-6A 系統之前情況並沒有多改觀。
10 架B-52B 中9 架使用一部A-3A 火控系統控制4 挺12.7mm 機槍，另一架安裝了備選的MD-5 火控系統和2 門M24A-1 20mm 機砲。這一系統被採納為其餘B-52 的標準配置。然而新系統沒有實質性改進，後7 架B-52B 恢復到4 挺機槍的配置，並安裝了改進過的A-3A 火控系統。
RB-52B 的尾砲採用了2 門M24A-1 20mm 機砲
B-52 最初的電力系統由4 具渦輪驅動的60 千伏安發電機組成，提供200/115 伏特三相400 週波的交流電。1956 年2 月第一架B-52 的墜毀就是由於發電機的故障。這次事故造成了20 架B-52B 立即停飛，同時當問題查明前暫停交付其餘的B-52B。5 月中旬交付工作重新恢復，但是發電機的問題後來又再次出現。噴水泵的問題是它在水耗盡的情況下依然工作。在安裝了水量傳感器後這一問題得到了解決。
B-52B 乘員舒適性很差。座艙上層標準溫度下感覺比較舒適，下層有時卻在冰點以下20 度，即使穿著防寒內衣、厚重外套和飛行靴也難以抵擋嚴寒。如果給座艙下層加熱以保持溫暖，上層又會感覺過熱。這其實並不能責備B-52，個人裝具研發工作滯後數年之久。機組人員的MC-1 飛行服、降落傘和隨身用品並不合意。穿著這些維生設備操縱新轟炸機時，機組人員時有疲勞之感。從B-47 上移植過來的ARC-21 遠程電台也缺乏可靠性。1955 年10 月，波音工程人員終於解決了座艙溫度問題。
B-52B 的前機身乘員。左圖是正副飛行員，發動機轉速98%、油門全開、油壓42 psi，這架B-52 已經準備好起飛。右圖：領航員和雷達操作員穿著全套高空服進行操作
除了這些問題，包括B-52B 在內的各種早期型號還飽受燃料系統滲漏和結冰的困擾。幸好形勢還不算嚴峻，比處於同一階段的B-47 已經要好很多了。空軍研發司令部（AR&DC）和空軍裝備司令部（AMC）堅持花幾個月時間來改進飛機，使之在交付之前能更加出色。相反，SAC 則堅決反對進一步的拖延，雙方的矛盾很深。李梅將軍一直迫切要求為空軍裝備最好的武器裝備，但是SAC 認為改進過大可能弄巧成拙，他們對先進轟炸機需求似乎已經有些迫不及待了。1955 年2 月，SAC 對不必要的改進表示抗議，指出更加標準化的B-52 對作戰部隊更加有利。AMC 認為SAC 的意見乾涉了自己在工程領域的特權，因此寸步不讓。顯然，這屬於典型的官僚主義權力爭鬥。到3 月底，前20 架B-52 的170 項建議工程改進被減少到60 項。
B-52 的任務需要經常在冰雪覆蓋的地形上空飛行，如上圖。B-25B 53-0394 退役後贈送給了美國空軍博物館
大多數B-52B 都分派給了第93 聯隊。第93 聯隊的一些B-52B 保留到了1960 年代，儘管一些B-52B 被轉到了駐德克薩斯畢格斯空軍基地（Biggs AFB）的第95 轟炸機聯隊，和駐加利福尼亞三月空軍基地（March AFB）的第22 轟炸機聯隊。一些早期型B-52B 最初曾用於測試，不過他們最終都留在了聯隊中。1956 年7 月，B-52B 機群因燃料系統缺陷和液壓不足再次暫時停飛，儘管持續時間不長，第93 聯隊的訓練計劃還是受到了負面影響，第42 聯隊到當年年中仍沒有一個B-52 機組做好戰鬥準備。
NASA 使用一架B-52B 52-0008 作為研究用載機，型號重新改為NB-52B。NB-52B 曾是NASA 最老的研究機，人們曾從美國各地博物館的展示台上和遺棄在愛德華空軍基地的飛機上找來可用的零部件維持它的飛行，1999 年9 月16 日該機還進行了第1,000 次研究飛行，直到2004 年12 月17 日該機才正式退役
1965 年3 月，SAC 開始退役已經達到結構壽命的B-52B，一些飛機被轉往空軍訓練司令部（ATC）用於地面訓練。絕大多數B-52B 於1965-66 年間退役，當1965 年4 月8 日52-8714 號被轉到伊利諾伊的查努特空軍基地（Chanute AFB）後，該機成為第一架從SAC 聯隊退役的同溫層堡壘，在那裡該機被作為不能飛行的教練機。SAC 剩餘兩個中隊的B-52B 在1966 年初被用於加速老化測試，大多數B-52B 在1965/66 年間被封存，1966 年6 月前全部完成，不過另有一些被移交給博物館。作為SAC 接收的第一架B-52，服役10 年之久的52-8711 號機理應獲得特殊待遇，它被捐贈給位於內布拉斯加州奧夫特空軍基地（Offutt AFB）的航太博物館，用於永久性展覽。
永久性展出的B-52B 52-8711
不容忽視的一段插曲：RB-52B
在1940-50 年代之交，USAF 官僚層中爆發了對B-52 任務定位的激烈辯論。SAC 想要一種雙重任務飛機，能夠裝載大量偵察設備，必要時可以迅速改裝回轟炸機。空軍總部走得更遠，開始懷疑新型長程轟炸機的必要性，希望B-52 完全用於偵察任務，將其他功能徹底排除在外。
1952 年中期修訂的合同計劃採購17 架B-52B，最終全部按照RB-52B 標準生產，後又追了到43 架。1954 年4 月，RB-52B 採購數被削減為33 架，剩餘的10 架改為B-52C，同時再採購25 架RB-52C。波音總共只得到了88 架的訂單：3 架B-52A、50 架RB-52B、35 架RB-52C。不過在最終只有10 架是RB-52B，其餘交付的都是B-52B。
這架RB-52B 採用了下表面白色的反熱輻射塗裝，機身側面也採用了較小的12 英寸空軍字體
RB-52B 實際上是一種解決分歧的折中產物，也反映了中情局同軍兵種之間的微妙關係。通過在彈艙內搭載偵察艙，幾小時內就能在偵察和轟炸任務之間相互轉換。RB-52B 搭載的偵察艙開始被稱為多任務艙，1951 年12 月便已準備就緒。SAC 還希望研製一種專門的電子偵察艙，1 架裝備這種偵察艙的RB-52B 數據收集能力就相當於3 架RB-52B。然而空軍參謀部在波音的研製工作進展順利的情況下，於1952 年12 月取消了該計劃。不甘罷休的SAC 於1954 年更新了性能要求，次年多任務艙更名為通用任務艙（general purpose capsules），將專用電子偵察艙的部分功能整合到現有的照相偵察艙中。
RB-52B 正在安裝雙人增壓偵察任務艙，照片攝於1956 年5 月
增壓偵察艙內載兩人，分別從事電子偵察和照相偵察，逃生時向下彈射。艙內安裝有長焦和全景相機，外加攝影閃光彈、地形測繪雷達、無線電接收機、脈衝分析儀和記錄器。為滿足搜索任務需要，艙內配有1 部APR-14 低頻雷達接收機和兩部APR-9 高頻雷達接收機。高低頻工作站各有2 部APA-11A 脈衝分析器，用於配合APR-14 和APR-9 進行數據處理。工作站還配有3 台ARR-88 全景接收機，電子數據全部記錄在1 台ANQ-1A 鋼絲記錄器上。照相設備包括安裝在組合照相工作站上的4 台K-38 相機，外加安裝在垂直照相工作站1 台T-11 或K-36 相機。偵察艙還可攜帶3 台T-11 地圖相機。安裝偵察艙需要拆除彈艙門，耗時約4 小時。為方便裝卸，還在彈艙中增加了一個300 磅重的絞盤。1955 年1 月25 日，RB-52B 在西雅圖進行了首飛，還比計劃提前了幾個月。
增壓偵察任務艙全貌
任務艙在進行照相偵察任務時內部的佈置
任務艙在進行氣象偵察任務時內部的佈置
1955 年1 月，USAF 決定裝備馬丁RB-57，同年更先進的洛克希德U-2 也研發成功，RB-52B 的重要性陡然下降。1955 年1 月7 日，空軍重新給予B-52 轟炸機型號以最優先地位。50 架RB-52B 和35 架RB-52C 被分別重新編號為B-52B 和B-52C。最後，全部50 架B-52B 中有23 架是純粹的轟炸機，27 架是具有偵察和轟炸雙重能力的RB-52B。
B-52B 的前主起落架。注意著陸燈已經集成在了起落架艙門前緣。前方拆卸了下雷達罩，露出一部分雷達組件
U-2 和SR-71 的名垂青史，以及對照相偵察衛星性能的百般渲染使照相偵察深入人心，卻令普通大眾嚴重低估了電子偵察的價值。其實美國在電子偵察方面的努力早在50 年前的RB-52B 上就有集中體現。這本身就值得大家深思。擁有預警機並不能一勞永逸地獲得強大的電戰能力，包括電子偵察機在內各種輔助電戰機對大國空軍而言同樣必不可缺。
RB-52B 當時屬於一種高性能綜合偵察平台，最終沒能像U-2 那樣名噪一時有其內在原因。源自戰略轟炸機的RB-52B/C 過於複雜且昂貴，關鍵性能指標上又不具任何優勢。特別是雷達反射截面和實用升限的劣勢，導致其難以隱蔽穿越敵方領空，遭到敵機和低空飛彈的攔截時又無法利用升限自保。由於無從分辨究竟是攜帶核子武器的戰略轟炸機還是攜帶偵察設備的間諜飛機，若被發現甚至擊落，可能因誤會而演變成全面軍事衝突甚至是核戰。另外雙重任務模式將會造成交叉指揮的混亂，CIA 顯然難以隨時從SAC 借調正執行戰備任務的B-52，這尤其不利於隱蔽執行任務。中情局僱用空軍退役飛行員駕駛U-2 和SR-71 的保密手段也無從實現，而和平狀態下軍事人員執行偵察任務時被俘將引來更大的麻煩。
RB-52B 52-8716 1955 年服役，來年墜毀於Castle 空軍基地
RB-52B 的海外部署存在著諸多掣肘，兼具戰略轟炸能力的象徵意義使其要冒巨大的政治風險才能部署到西德、土耳其、巴基斯坦、中華民國、南韓等冷戰前沿地區。對機場較高的要求和偏長的任務週期又使它不適合用於戰術偵察，相對而言戰術飛機攜帶偵察吊艙執行任務成本更低、靈活性更高。儘管如此，一些先進設備卻在RB-52B/C 上得到了充分驗證，後來被廣泛應用於EB-66 等機型。
在RB-52B 之後，B-52 還曾經參與著名的畢業杯計劃，作為搭載D-21 無人高速偵察機的平台。可以看作是B-52 用於偵察任務的又一努力，不過這是後話了。
B-52H 投放D-21 高速無人機
B-52C
同溫層堡壘的下一版本是1953 年12 月完成的B-52C（464-201-6 型）。B-52C 總共只生產了35 架，也就是最初採購的35 架RB-52C。儘管同樣具有轟炸和偵察的雙重功能，安裝偵察艙時有時也用RB-52C 的編號，但該編號從未正式使用過。由於產量提高明顯攤薄了B-52C 的成本，單價只及B-52B 一半。
停放在波音機場的第4 架B-52C，在C 型上引入了3,000 加侖的大型副油箱和白色反熱輻射塗裝
B-52C 與B-52B 十分相似，引擎依舊是B-52B 後期使用的J57-P-19W 或J57-P-29WA 引擎，電子設備也基本相同。B-52C 和A、B 兩型的主要區別是安裝有3,000 加侖（11,365 公升）的大型副油箱，總載油量增加到41,700 加侖。從而顯著拓展了航程，執行偵察任務時獲益尤多。後機身水箱也被移到了翼根處。
B-52B 裝備的K-3A 導航/轟炸系統，已經被證明無法適應高空轟炸。B-47 的K-2 或K-4 系統也不令人滿意，趕進度推出的MA-2 也一直工作不正常，到1955 年中期還是無法達到預期，自動駕駛儀尤其不佳。權宜之計是使用IBM MA-6A，它已被安裝在後期B-52B 上。在服役晚期，B-52C 換裝了ASQ-48 轟炸/導航系統，包括ASB-15 轟炸雷達、APN-208 多普勒導航雷達、MD-1 天文羅盤、A42G-11 自動駕駛儀和N-1羅盤。同時該設備也應用到整個B-52D 機群上。
在進行空中加油的B-52，比前方的KC-135 足足大了一號
B-52C 安裝有4 挺12.7mm 機槍，除一架B-52C 外都使用改進後的A-3A 火控系統，它已經被應用於最後7 架B-52B上。由於A-3A 自身也不十分可靠，最後一架B-52C 安裝了改進後的MD-9 火控系統，它也為B-52 後續型號上所採用。
B-52C 的另一項創新是採用了新塗裝。飛機下表面被噴上了亮白色反光塗層，用來反射核爆產生的熱輻射，免受自身武器的損害。國籍、USAF 字母和其他標誌不再採用反光塗裝。這種塗裝體系曾頗為流行，一些B-52B 在後續改進計劃中也採用了這種時髦的塗裝方案。
1956 年3 月9 日，B-52C 完成首飛，離設計完成僅花了30 個月。交付工作從6 月份開始，同年12 月最後5 架B-52C 進入空軍服役。它們都隸屬於駐緬因州勞林空軍基地（Loring AFB）的第42 轟炸機聯隊和駐馬薩諸塞州韋斯特歐弗空軍基地（Westover AFB）的第99 轟炸機聯隊。在裝備第99 轟炸機聯隊的兩個中隊幾年後，1960 年代末，它們的B-52C 被重新分配到一批使用B-52D 的單位，在1971 年前主要執行訓練機組的任務。已知的如此使用B-52C 的單位有：第22、28、70、91 轟炸機聯隊，第92、96 戰略空軍聯隊，第99、306、454、461 和509 轟炸機聯隊。
1956 年6 月第42 轟炸機聯隊由B-36（背景處可見）換裝為B-52C
1956 年2 月，一架B-52B 因渦輪發電機故障墜毀。為糾正這一缺陷，B-52C 安裝了湯普森公司（Thompson Products Co.）的新型發電機，但它的潤滑系統仍有缺陷。1957 年3 月，曾拖延B-52B 生產裝備計劃的主起落架耳軸缺陷又在B-52C 上被再度發現，幾乎所有B-52C 的主起落架耳軸都發現了上述問題，看來波音並沒有徹底解決這一問題。
1965 年12 月8 日，就在B-52B 開始退出現役之後幾個月，國防部長羅伯特•麥克納馬拉宣布進一步縮減戰略轟炸機部隊規模。計劃包括退役全部B-58。另外，該計劃還決定封存B-52C 及其後續型號，代之以210 架通用動力的FB-111。B-52C 此時已主要在執行訓練任務而不是戰略轟炸任務了。1975 年7 月最後一架B-52C 結束了自己在愛德華空軍基地空軍飛行測試中心（AFFTC）的飛行任務，而絕大多數B-52C 在1971 年前就被封存了。
這架第99 轟炸機聯隊的B-52C 服役了足夠長的時間，以至於塗上了SAC 戰略核武轟炸機迷彩。1971 年9 月退役
B-52D
Mode 464-201-6/7 三面圖
B-52D（Mode 464-201-7）是同溫層堡壘的第一種大規模生產型，1956 年6 月到1957 年11 月間共生產了170 架。此時轟炸機差距已經讓位給更甚囂塵上的飛彈差距了，蘇聯太空的一連串炫目的勝利吸引了絕大多數人的注意。B-52D 是純粹為執行長程轟炸任務製造的，在走了一段彎路後終於重返正途。從外表上無法區分B-52D 和B-52C，但配備了安裝於最後一架B-52C 上的MD-9 火控系統，以及ASQ-48 轟炸導航系統。有69 架B-52D 由堪薩斯州維切塔（Wichita）工廠生產，西雅圖工廠獲得了大量商業合同後，波音需要更多廠房空間來消化這些訂單。維切塔有一大批技術很強的工人，二戰中就生產過B-29，並已在生產B-47，可以順利接下生產任務。
SAC 當時急切想獲得完整規模的B-52 機隊，所以波音只能加班加點生產，在跑道上露天完成B-52D 最後的收尾工作
威切塔和西雅圖製造的B-52D 分別於1956 年5 月14 日和9 月28 日完成首飛。同年秋天第一架B-52D 進入SAC 服役。最初幾架B-52D 分配給駐勞林空軍基地的第42 轟炸機聯隊，用於替代聯隊最初裝備的B-52C。到1956 年12 月末，另外幾架B-52D 被交付給第93 轟炸機聯隊。B-52D 退役前一直是美國空軍的支柱，在越戰中表現得非常活躍，並且成為B-52 機群接受現代化改造的先驅。
威切塔生產的首架B-52D 55-0049，飛翔在堪薩斯平坦的田野上
本來按照國防部長羅伯特•麥克納馬拉在1965 年底宣布的長期逐步淘汰計劃，全部B-52C/D/E/F 型飛機將在1971 年終退役。然而，由於越戰的需求，B-52D 的服役時間遠比預期長，在其他大多高垂直尾同溫層堡壘退役後仍舊服役了多年。事實上在1978 年末37 架B-52D 退役封存時，整個機群基本上仍保持完整。1982/83 年最後一批50 架B-52D 退役進行封存。其中一些被全美和海外的博物館收藏。
1958 年6 月毀於火災的B-52D 55-0102
B-52E
B-52E（Model 464-259）最初和B-52D 基本相同，但大多是直接為適應低空轟炸任務而生產的。B-52E 和後續型號安裝了升級後的ASQ-38 系統。B-52E 重新佈置了一些設備的位置，小幅變更了領航員-投彈手工作站的設計，提高了機組舒適性。B-52E 配備的ASQ-38 轟炸/導航系統由IBM 軍品部設計，包括MD-1 自動羅盤、AJA-1 或AJN-8 真實航向計算機系統、APN-89A 多普勒雷達、ASB-9A 或ASB -16 轟炸導航系統。根據設計能高度自動化地完成任務。多普勒雷達將低速和偏航訊息裝載進ASB-16。經緯度訊息提供給真實航向計算機和星象羅盤。ASQ-38 精度差強人意，而且維護不便，需要大幅改進來提高低空地形規避能力。
西雅圖工廠跑道上露天進行最後階段組裝的B-52E 機隊
第二架B-52E（56-0631 號機）主要用於測試任務，使用了原型機的起落架、引擎和其他主要子系統。後來，這架測試機被重新編號為NB-52E，用於各種專門研發計劃。其中之一是驗證電子翼面控制和振動抑制系統，因為幾架B-52 由於低空飛行氣動加載造成結構破壞而墜毀。小型後略小翼被安裝在機鼻兩側，還在機首安裝了長探測桿。機翼上安裝了雙倍數量的控制面，傳統機械-液壓控制面則被電子系統所替代。為了支持研究任務，NB-52E 的內部裝載了計量儀器。NB-52E 後來還參與了負載緩和與模式穩定（LAMS）計劃。通過傳感器測量陣風主動調整控制面，以達到降低飛機結構疲勞損壞程度的效果。1973 年中，NB-52E 比正常翼面控制飛機的結構破損速度快10 節。B-52E 57-0119 號機也曾獲得NB-52E 的編號。這架飛機被分配給通用電氣公司，作為XTF99 渦輪風扇引擎的飛行測試平台，它們替換了右側翼下的J57 引擎。
NB-52E 56-0631 在進行隨控佈局飛機（CCV）項目時的式樣
NB-52E 機頭的CCV 小翼
B-52E 57-0119 測試XTF99 發動機時的式樣
從B-52E 開始，設在維切塔的二號生產線成為主力，共生產了58 架B-52E，而同期西雅圖只製造了42 架。西雅圖和威切塔生產的B-52E 分別於1957 年10 月2 日和17 日實現處女航，兩個月後進入SAC 服役。空軍到次年6 月間接受了整整100 架B-52E，極大地充實了戰略核武威懾的實力。B-52E 沒有參加實戰。由於過度使用，一些B-52E 在1967 年除役，但大部分都在1969-70 年間退役封存。
第6 戰略航空空間聯隊的B-52E 正降落在Walker 空軍基地。該基地1957 年起進駐3 個B-52 中隊和訓練中隊
B-52F
B-52F（Model 464-260）裝備了更強勁的J57-P-43W、-43WA 或-43WB 渦輪噴射引擎，單具淨推力11,200 磅，噴水後燃器推力13,750 磅。機翼結構進行了細微改動，安裝了兩個附加水箱，這樣每個引擎吊艙就都能擁有獨立的水箱。
正在著陸中的B-52F
B-52F 僅有一個明顯的外部特徵，即加裝了一組硬驅動（hard-drive）交流發電機。這些單元安裝在每個引擎吊艙左側的整流罩內，由左側發動機直接驅動。它們取代了早期B-52 機身內故障頻仍的空氣驅動渦輪和交流發電機。每個進氣道的左唇口下都埋有小型全壓接受管，其中兩個進氣口用於滑油冷卻，另一個專門用於冷卻40 千瓦發電機。空氣驅動渦輪曾出現斷裂，儘管發動機短艙離機身距離不近，炙熱碎片還是飛入機身燃料艙，導致災難性的火災。
B-52F 發動機吊艙外觀的改變
1956 年7 月2 日，空軍向西雅圖訂購了44 架B-52F（以及少量B-52E），同日的另一份合同則向維切塔訂購了44 架B-52E 和45 架B-52F。西雅圖製造的B-52F 於1958 年5 月6 日進行了首飛，比維切塔早8 天。這是西雅圖製造的最後一個B-52 型號。1957 年末國防部施加的財政約束限制了波音的加班量，導致B-52F 的交付工作比日程滯後了幾個月。因而，B-52F 遲到1958 年6 月才開始進入SAC，第93 轟炸機聯隊成為首個用戶。全部89 架B-52F 於1958 年6 月到1959 年2 月交付USAF。
B-52F 是第一種進入越南戰場的BUFF 型號。1965 年6 月執行第一次任務
第一批B-52F（還有之前的所有型號）都存在燃油滲漏問題，這也是當時美國許多軍用飛機的通病。問題出在瑪曼夾具（Marman clamps），它是一種油箱間燃料管的彈性連接件。它的斷裂導致燃料溢出，在幾次事故中甚至引發火災。1957 年9 月推出的藍帶（Blue Band）計劃為全部B-52 安裝了新型的CF-14 夾具。不過這並不很有效，沒多久自己也出現了問題。鋁製夾具很快就出現了了強腐蝕跡象（由金屬超應力引起），在短短100 天後就有可能失效。硬殼（Hard Shell）計劃隨即應運而生，用波音研發的CF-17 不銹鋼帶夾具替代了鋁製夾具。硬殼項目於1958 年1 月完成，但由於插銷不完善CF-17 經常斷裂，還是無法取得完全成功。不僅是空軍，改進後的CF-17A 夾具連波音自己都不信任。1958 年中期展開了快拆（Quickclip）計劃，在夾具外側加裝了安全帶。1958 年秋，新一批B-52F 進入序列，它們也安裝有快拆安全帶。
1965 年7 月7 日，28 架B-52F 從關島安德森機場起飛轟炸距西貢30 英里的一個越共基地
燃料系統結冰也是長期困擾B-52 的難題，當時的其他噴射式飛機也有相同問題。1958 年的一起事故是該問題達到頂峰。在之前許多墜機事故中，燃料系統結冰已被認定為一個可能的肇事原因，但冰層在大火中溶化，沒有留下確鑿的證據。這回，空軍確信結冰堵塞了燃料泵和過濾裝置，造成引擎著火併失去動力。為亡羊補牢，B-52 立即安裝了對結冰不甚敏感的相應設備。另外，空軍開始推廣乾燥燃料的措施，新的油壓輸送閥也已進入研發。1958 年B-52 的事故還加速了對於能夠防止燃料系統結冰的添加劑的研究。空軍、波音和燃料供應商共同參與了研究計劃，但進展緩慢，唯一有意義的解決方案是盡快為每架B-52 都加裝燃料加熱裝置。儘管在熱衝擊和振動測試中遇到困難，改裝工作還是按預定計劃在1959 年末執行。不料，一波未平一波又起。燃料添加劑項目被意外中止，因為它有可能損壞燃料囊內膽，幸好該問題被及時解決。1962 年10 月，燃料添加劑終於開發成功，使SAC 得以在後續型號上拋棄燃料加溫裝置。
空軍於1967 年退役了一批達到壽限的B-52F，正式退役過程要到1971 年才正式展開。1973 年中期，空軍名義上還擁有62 架B-52F，其中36 架實際已處於不活動狀態，剩餘的則用於訓練。
B-52G
B-52G 的設計始於1956 年6 月，而最初設想可以被追溯到1955 年1 月，當時康維爾B-58似乎要陷入困境。空軍在高成本、高風險的B-58 項目上的優柔寡斷，導致SAC 在未來10 年裡缺乏新型轟炸機來替代或補充B-52 機群，轟炸機差距很可能將再次出現。發展B-52G 初衷是為了提供一種保險措施，防止戰略轟炸機部隊可能出現的技術退化。按照1955 年5 月確定的方案，B-52G 將採用重新設計的機翼。
B-52G 57-6473，注意重新設計的矮垂直尾
曾經推動B-52 的李梅將軍一開始卻對B-52G 並不熱心。儘管後來對超級B-52發生興趣，李梅將軍依舊強調，如果對B-52 進行真正有意義的改進，那麼B-52 生產進度不可避免地要放慢下來。B-52G 的研發工作本該更早啟動，但波音完成必要研究的120 萬美元關鍵資金被拖欠，空軍參謀部對B-52B 戀戀不捨也是導致任務延誤的重要原因。這與B-52 研發初期，波音的高效率形成了鮮明對比。
B-52G 尾部的改進，甚至取消了尾部機槍手艙位
改進方案確定後整個項目變得勢如破竹。7 月份，空軍參謀部為該計劃撥款880 萬美元，專門支持工程學方面的改進。同月，波音在進行了一次初期工程發展檢查，目的是確定乘員區新佈局。空軍沒有發現波音的安排有什麼特別的缺點，但還是指出仍有大量問題沒能解決。8 月15 日，承包商遞交了一份內容廣泛的改進計劃概要。8 月29 日，空軍參謀部認可了修訂後的計劃，但還要對B-58 加以考察，看來對後者的特殊能力還是報以期待。這一表態背後隱約閃現的是財政問題。
B-52G 保留了B-52F 的J57-P-43W 引擎，但通過在前機身內增加一個1,200 加侖的水箱提高了引擎噴水系統的持續時間。減重是B-52G 設計的核心，設計人員為此取消了副翼，這樣滾轉控制就完全要依靠擾流板。副作用是由於沒有副翼，再加上方向舵更短了，增大了飛機發生荷蘭滾的趨勢。這是大翼展飛機的通病，偏航阻尼裝置無法完全克服。取消副翼還改變了側向運動頻率特性，擾流板開始升起時，經常會引發輕微衝擊，還會導致機鼻輕微俯仰。這在空中加油時會帶來麻煩，因為此時正需要調整副翼保持平穩，缺少副翼結果使飛行員疲於糾正。為了調整配重防止機翼顫振，早期型號上常見的3,000 加侖可拋棄式副油箱換成了更小的700 加侖固定式副油箱。
B-52G 的J57-P-43W 引擎
B-52F 對引氣系統的放棄允許波音進一步重新佈置油箱，採用結構油箱同時也是減重的一項措施，還提高了載油量。每側機翼內設有三個油箱，從而取代了之前型號上的燃料囊。這種結構需要加工大塊機翼蒙皮，使之成為結構的一部分，最大限度地防止燃料滲漏和結構疲勞的可能性。B-52G 內部載油量為17,6507 公升（46,575 加侖），加上兩個副油箱各2,650 公升（700 加侖），總共能夠攜帶多達181,808 公升（47,975 加侖）的燃料。相比之下，B-52F 只能攜帶41,553 加侖，從而大幅拓展了航程。儘管採取了減重措施，由於增加了載油量，B-52G 的全重還是達到了488,000 磅。
B-52G 重新佈置了機組位置，引入了戰位（battle-station）概念，負責防禦和進攻任務的乘員被分組安置。砲手移到了前機身內，和電子戰軍官並排面向後方，緊急時向上彈射。他們構成防禦任務小組，投彈手和雷達領航員則構成進攻任務小組。機組位置變更後，能夠消除砲手獨自位於機尾砲塔內所產生的寂寞感，提高了機組整體的工作效率。砲手前移後擁有自己的彈射座椅，一改之前型號複雜的逃生程序，人身安全有了更好保證。不過投彈手和雷達領航員依舊要冒巨大的風險，在低空按動向下彈射的座椅簡直是自殺。砲手前移後傘艙從下方移到上方，同時改善了尾砲攜彈量。尾部安裝了一部新的阿沃科-克勞斯利（Avco-Crosley）ASG-15 火控系統。和早期火控系統相同，ASG-15 也擁有獨立的搜索/追蹤雷達碟形天線，但增加了一具電視攝像機，儘管它後來被ALQ-117 對抗設備所替代。砲手既可使用ASG-15，也可通過遠程控制系統，或者閉路電視來遙控尾砲，代價是喪失了專人監視後半部威脅的良好視野。
B-52G 乘員佈置，與早期型號相比，尾砲手移到前機身，B-52H 型由於沒有了尾砲，所以去掉了尾砲手
B-52G 保留了B-52F 上的ASQ-38 轟炸導航系統，不過增大了機鼻雷達罩。並採用了一體化結構，能夠方便地向上翻起。B-52G 著重改善了機組舒適性，重新設計後的座椅減輕了20 小時長時間任務的疲勞度，同時改善了飽受詬病的座艙溫度。
B-52G 機鼻雷達罩，並將原先上下兩片雷達罩整合為一片式
B-52G（Model 464-253）是同溫層堡壘系列中生產數量最多的型號，總共有三份獨立採購合同。1958 年5 月15 日簽署的兩份合同分別訂購了53 架和101 架，1959 年4 月28 日又追加了39 架，總共193 架。B-52G 是第一種完全由維切塔總裝的B-52，但前機身仍是在西雅圖製造的。1958 年8 月31 日，B-52G 進行了首飛。次年2 月13 日，B-52G 進入駐加州特拉維斯空軍基地（Travis AFB）的第5 轟炸機聯隊服役，正好比SAC 的最後一架B-36 退役晚一天，至此，SAC 完成了轟炸機全面噴射化。5 月，第42 聯隊也開始接收B-52G。6 月底，SAC 共得到了41 架B-52G。1961 年2 月接收最後兩架B-52G 後，該型號隨即停產。
首架B-52G 57-6468 低調的出場儀式
首架B-52G 57-6468 在一架F-86 的伴飛下進行試飛
B-52G 一開始顯得默默無聞，直到發生了一連串驚駭人聽聞的天大事故後，才在傳媒的報導下廣為人知。第一起發生在1966 年1 月17 日，一架B-52G 和一架KC-135 在加油過程中相撞，雙雙墜毀在西班牙帕洛瑪（Palomares）附近。1,400 噸土壤和植被被放射性物質輕微污染，被運往美國進行處理。一枚丟失的核彈最終被美國潛艇在離大陸棚5 英里處約2,500 英尺深的海底找到，4 月7 日被打撈出水。1968 年1 月22 日，一架B-52G 攜帶4 枚核彈在海上發生故障，試圖緊急迫降在最近的格陵蘭極北航空站（Thule Air Base）未果，最終墜毀在封凍的北極星灣（North Star Bay ），飛機隨後沉入冰下。為盡可能清除放射性物質，進行了大規模的洗消作業，直到9 月13 日才全部完成。也許是為了達到某種藝術渲染效果，這兩起事故在一些軍事文學作品中經常被有意無意地相互混淆、串聯、嫁接。
帕洛瑪墜機現場一枚降落到地面的B28RI 氫彈
在帕洛瑪事故中，深潛機器人阿爾文號打撈出的B28RI 氫彈
格陵蘭極北航空站
對參加北極星灣救援工作的人員進行輻射檢查
B-52G 從1980 年末開始退役。1989 年7 月，駐馬瑟的第320 轟炸機聯隊成為第一個退出現役的B-52G 單位，但該年只封存了5 架。駐關島安德森空軍基地的第43 戰略聯隊於1990 年6 月解散。波斯灣戰爭沒有影響到B-52G 的退役工作。1991 年10 月，為節約成本在機組成員中去掉了砲手。剩餘的飛機在1992-93 年間陸續停飛。1991 年底，B-52G 的裝備數量降低到90 架。1993 年末，只有24 架B-52G 還在飛行。次年春，最後一架B-52G 退役封存。其中一些成為全美各地博物館的藏品。
經過現代化改進，機鼻下方安裝了EVS 轉塔的B-52G
B-52H
同溫層堡壘的最後一種生產型是B-52H（Model 464-261），現在仍在服役的B-52 全部是接受過現代化改造和延壽的B-52H。1960 年5 月6 日空軍採購了62 架B-52H，同年6 月26 日又採購了40 架，總計達102 架。和B-52G 一樣，生產完全由維切塔負責。
B-52H 60-0003，H 型在外觀上與G 型不同的地方在於新的發動機吊艙和尾砲
B-52H 換裝了普惠TF33-P-3 渦輪風扇發動機。TF33 是JT3D 渦輪風扇引擎的軍用型，最初是作為J57 民用版JT3 的發展型而研製的。TF33 擁有17,100 磅的最大推力，比J57 後燃器推力還大30%。能夠提供好得多的起降性能，B-52H 的起飛滑行距離比B-52G 短了500 英尺，並且放寬了重載起飛的安全限度。另外在滿功率狀態下，TF33 尾流更清潔，不再噴出長長的有毒黑煙。TF33 的安靜性減低了座艙噪音，從而降低了機組疲勞度。噴水裝置水箱箱的取消也極大地提高了快速部署能力。TF33 更具燃料經濟性，載彈10,000 磅時，B-52H 作戰半徑是4,176 海裡，而B-52G 只有3,550 海裡。新引擎的使用明顯改變了引擎艙的外形，TF33 需要直徑更大的進氣道和外函道，很容易以此識別B-52H。
H 型的TF33-P-3 渦輪風扇發動機，推力增加30%
TF33 油門響應比J57 更快，油門桿移動過快可能導致飛機劇烈顛簸，以致飛行員無法通過升降舵加以糾正。燃油噴濺更加重了這一效應——在加速過程中，機翼結構油箱內的燃料迅速沖向後緣，又受引力移回中間。為防止這種現象，在油門桿象限上安裝了機械式推力限位器。可以定位於任何最大推力需求，這樣飛行員就不會無意識地向前推油門桿，使發動機推力輸出過度。
G 型與H 型發動機吊艙外形對比
B-52H 和B-52G 擁有相同的短垂直尾。鑑於B-52G 取消副翼後橫向控制能力削弱，將擾流板打開角度提高了10 度。這樣不必傾斜機身就可利用阻尼進行橫向修正，從而提高空中加油操控能力。B-52H 尾部防禦武器定為一門通用電氣M61 20mm 六管格林機砲，備彈1,242 發，還安裝了標準的埃默森AN/ASG-21 火控系統。
B-52H 的M61 20mm 六管格林機砲
H 型是第一種安裝這種新設備的機型，儘管一些D\E\F\G 型後來也進行了翻新。新系統減輕了長時間低空高速飛行時飛行員和領航員所面對的巨大壓力。除了地形跟踪設備，還安裝了新的座艙顯示系統，能夠在飛行員和領航員儀表板的雙模式顯示屏上顯示三維訊息，能夠連續顯示前方三、六、十英里處的地形高度，有地圖（ PLAN）或剖面（PROFILE）兩種模式可供飛行員選擇。為了幫助飛行員低空駕駛，在MA-2 自動駕駛儀內安裝了控制滾輪，降低操控所需的力量和調整頻率。
B-52H 沒有原型機，不過TF33 渦輪風扇引擎曾在一架B-52G（57-6471 號機）上測試過，該機被暫時編號為YB-52H。後來這架飛機改回了標準的B-52G 構型。第一架B-52H 於1960 年7 月20 日首飛。1961 年5 月9 日，B-52H 開始交付，駐密歇根州沃特史密斯空軍基地（Wurtsmith AFB）的第379 轟炸機聯隊成為首個使用單位。1962 年10 月26 日，最後一架B-52H 交付駐米諾特空軍基地（Minot AFB）的第4136 戰略聯隊，整個同溫層堡壘的生產至此結束。
B-52H 60-0006 著SAC 白色保護塗裝
TF33 最初麻煩重重，引擎的耗油量過高，渦輪葉片經常損壞。1962 年中期提出了一項代號熱風的計劃，以解決TF33 的可靠性問題。該計劃中途被1962 年10 月爆發的古巴飛彈危機打斷，當時所有B-52 都被緊急徵調。1963 年1 月熱風計劃重新啟動，最終於1964 年底完成。
古巴飛彈危機爆發前不久，B-52H 翼身連接處發現裂縫，問題出在不耐腐蝕的扣件上。圓柱銷計劃迅速出來以解決這一問題，雖然同樣受到古巴飛彈危機的干擾，但是該計劃最終在1962 年底完成。
B-52 各型號成本明細表(單位：美元)：
B-52 的早期武器
1956 年5 月21 日，空軍研發司令部（AR&DC）的B-52B（52-0013 號機）從太平洋上的恩尼維托克島（Eniwietok Island）起飛，在比基尼環礁（Bikini Atoll）上空投下了一枚綽號蛇神（Zombie）的Mk15 氫彈。這次核試驗屬於紅翼鶇（Redwing）計劃，也是雀羅基（Cherokee）系列核武試驗中首次進行氫彈空投試驗，更是B-52 第一次作為氫彈的運載工具和投擲平台。Mk15 氫彈重達7,600 磅，長10 英尺。測試當量為375 萬噸。爆炸時由於延遲螺栓的問題，爆炸提早了30 秒，投彈機和護航機還未完全飛出危險區。飛機受到劇烈衝擊，但好歹生存了下來。這是一次相當危險的意外，但卻為美軍檢驗B-52 規避核武攻擊的能力提供了極其有價值的參考，很可能為美軍後來制定空軍緊急拉動規範產生了幫助。1963 年大氣層內核武禁試條約出籠前，B-52 還進行了一系列空爆試投。
Mk15 氫彈
Cherokee 蘑菇雲
在裝備B61 和B83 系列之前，B-52 主要裝備Mk28、Mk39、Mk43、Mk53、B57 等多種核彈。由於彈艙小於B-36，特別是高度不夠，威力巨大的Mk17 核彈直徑過於粗大，無法由B-52 攜帶。Mk28 是B-52 的主戰裝備，在彈艙內特製的雙層掛架上可以密集攜帶4 枚，分兩層各並列放置2 枚Mk28。Mk39 基本上是紅翼鶇核彈試爆中B-52 投擲的Mk15 核彈的阻力傘型，為適應B-52 彈艙尾翼可以折疊。Mk53（B53）是專門供B-52 彈艙內掛而設計的，可以在彈艙內攜帶2 枚。Mk53 屬於戰略核子炸彈，當量達到1,000 萬噸，分為所謂髒彈（兩級熱核武器，即三相彈）和乾淨彈兩個系列。
美國空軍博物館中展出的Mk28 核彈以及B-52 彈艙內掛架
Mk39 核彈
Mk53 核彈
B-52G 彈艙內的4 枚B61 核彈
鮑爾斯被擊落證明哪怕是飛行高度超過2 萬公尺的U-2 高空偵察機都無法從容進出蘇聯領空，B-52 已不可能按照設計之初的設想利用航速和高度來實施突防，更可怕的是俄製防空飛彈系統還開始在世界範圍內不斷擴散。解決方法是讓B-52 轉而採用低空突防，蘇聯低空防御也確實存在著可見的漏洞，這從80 年代末航空愛好者駕駛輕型飛機降落紅場事件就可看出。這要求B-52 不得不在最低500 英尺的高度上穿越對方領空。為此必須加強機身強度，一架飛機的結構改進費用就幾乎兩倍於新造的成本，還需要為其配備地形規避系統。
為增強突防能力，B-52 裝備了美國第一種戰略空對地飛彈AGM-28獵犬（Hound Dog）巡弋飛彈。配備400 萬噸級的W28 核子彈頭的獵犬尺寸巨大，只能掛在內側機翼下的PY-1 發射架上。最大速度為M2.1，高空最大射程700 海浬，低空下降到200 海浬。AGM-28A 採用慣性導引，CEP 只有900-1800m。AGM-28B 採用慣性加被動雷達導引，CEP 提高到300-500m 用來攻擊蘇聯預警指揮雷達，從而在嚴密的防空體系上打開缺口。PY-1 發射架前部整流罩內裝有KS-120 或KS-140 天文導航系統，配合機上的其他電子設備嚮導提供慣性導航訊息。AGM-28 的J52 噴射引擎在飛機起飛階段可以提供額外動力，AGM-28 的慣性導航系統還可以作為B-52 自身系統的備份。B-52 一般攜帶獵犬爬升到9,000-13,500m，然後以815km/h 速度巡航，發射時增速到865km/h。飛彈可以在高空平飛，末端俯衝攻擊目標，也可以下降高度隨地形起伏飛行。
起飛中的B-52F，注意翼下掛載的兩枚AGM-28 巡弋飛彈
1960 年2 月29 日，駐佛羅里達艾格林空軍基地（Eglin AFB）第4135 戰略聯隊的一架B-52G 首次發射了一枚獵犬飛彈，它也成為最早。早期的13 架B-52G 無法攜帶獵犬飛彈。這並不是波音的過錯，而是由於“四巨頭”改裝套件的複雜性和高成本。空軍參謀部在年底前尚未拿定主意裝備何種型號的B-52，到底是生產新飛機還是改進舊飛機來攜帶飛彈。最後還是選擇了後一種方案，1962 年總共完成了對54 架飛機的改造。
獵犬首次B-52 提供了敵方火力圈外核武攻擊的能力，使其能夠在擅長的高空飛行中實施攻擊，而且當時美國核武庫中確實也缺少適合B-52 使用的能低空水平投放的核子炸彈。獵犬的出現也彌補了B-52 和B-58 的差距。B-58 能夠超音速飛行，但航程有限，並且主要用於投放核子炸彈。B-52 本身只能進行高亞音速巡航，裝備有高空超音速飛行能力的獵犬後可以在更大航程上達到與B-52 類似的突防效果，並且自身生存性更好。1963 年的高峰期，裝備了600 枚獵犬。隨著技術的發展，獵犬迅速變得過時，從1967 年開始淘汰。至1969 年末，飛彈的數量已經下降到350 枚。到1975 年6 月底，該飛彈完全退出戰備，但仍舊在非服役狀態保留了一段時間。最後一枚AGM-28 於1978 年6 月銷毀，只有一枚現在用於博物館陳列。
Octave Chanute 空軍基地博物館中的AGM-28 飛彈
獵犬飛彈體積過於巨大，具有典型的早期巡弋飛彈特徵，中途廢棄的GAM-87天閃（Skybolt）則是一種空射彈道飛彈。它由兩級液體火箭助推，第一級飛行在大氣層內，由尾部氣動控制面操控，第二級飛行在大氣層外，使用燃氣舵操控。GAM-87 攜帶一顆搭載在Mk7 再入器上的W59 核子彈頭，使用恆星-慣性導引體制。它的研發工作始於1950 年代後期，預定於1964 年開始部署。B-52H 能夠在每側翼下的Y 形掛架上分別掛載兩枚，此時GAM-87 折疊彈翼以減小阻力。英國政府也訂購了100 枚天閃準備裝備火神B.2 轟炸機。1960 年2月批准開展全尺寸研發，1961 年1 月進行了首次無動力投放試驗。1962 年4 月進行了首次XGAM-87A 的有動力導引試驗，但前五次試驗全部失敗。直到1962 年12 月19 日才獲得成功，但甘迺迪總統於出於政治和經濟原因取消了天閃飛彈項目。這迫使B-52H繼續依賴重力下落的熱核炸彈和翼下掛載的獵犬飛彈。GAM-87 也不符合B-52 執行低空突防任務的轉型，它完全是一種高空投放武器，基本原理決定了它不可能具備低空發射的任何可能性。攜帶GAM-87 的B-52H 可以作為機動彈道飛彈發射平台，提高整個戰略核武庫的生存性，但它的性能和可靠性注定遠不如地基和海基洲際彈道飛彈，特別是在後者出現後存在的意義陡然下降。不過美國直到1980 年代也未放棄空射洲際飛彈的努力，並使用C-5A銀河運輸機作為民兵飛彈的發射平台，這些嘗試也為空中發射運載火箭打下了紮實的基礎。
B-52H 可以在一個機翼掛架下掛載兩枚GAM-87天閃彈道飛彈
B-52 發射GAM-87 想像圖
B-52 發射GAM-87 連續照片
B-52 以其巨大的雷達反射截面而聞名，很遠距離上就會被捕捉到。垂直的機身側面和高大的垂直尾會形成強烈的鏡面反射，翼身組合體和尾部安定面也會形成嚴重的角反射。高大的垂直尾和大面積水平尾棱角分明，邊緣非常容易產生散射。雷達波直接照射發動機葉片，短艙吊臂也是強反射源，都能顯著增大RCS 值。當時降低雷達特徵的研究已經開始多年，早期的吸波塗料也已經開發出來，但對於B-52 這樣的情況注定不會產生明顯效果。解決方法轉向無源干擾和模擬欺騙上來，於是專門用於模擬B-52 雷達回波、紅外線訊號和飛行特徵的麥克唐納GAM-72（AGM-20）鵪鶉（Quail）誘餌彈應運而生。
GAM-72 就是一架無人機，長13 英尺。專門用於模擬B-52 雷達回波、紅外線訊號和飛行特徵
鵪鶉可以追溯到1952 年10 月，當時SAC 需要一種轟炸機載和發射的誘餌彈，以便對敵方空域進行滲透。1956 年2 月，麥克唐納被選中成為主承包商。1958 年11 月開始了XGAM-72 的飛行測試，同年最後一天獲得了生產合同。B-52 可在彈艙尾部掛載4 枚彈翼呈折疊狀態的鵪鶉。鵪鶉在50,000 英尺上空的最大速度為M0.85，射程460 海浬；在35,000 英尺上空最大速度為M0.8，射程393 海浬，通過編程至少改變一次巡航速度和進行兩次轉彎。發射時拋下穿過附面層，同時在雷達領航員的控制下發動引擎，然後打開控制面。一旦發生故障，任何一枚或全部誘餌飛彈都可以被拋棄，在特別緊急的情況下，還可以將整個組件拋棄。
鵪鶉結構圖，安裝一具通用電氣J85-GE-7 渦輪噴射發動機
1960 年6 月8 日，第4135 聯隊的另一架B-52G 試射了鵪鶉，年底正式裝備該聯隊。1963 年，鵪鶉誘餌彈全部接受了低空飛行改裝，增加了地形規避用的氣壓繼電器，並且更改了彈翼。總共有14 個中隊裝備了鵪鶉，由於存量不足於1989 年被迫退役。
一架B-52D 測試投放GAM-72
初期部署
在B-52 的最初裝備過程中遇到了許多相當棘手的麻煩。B-52 對機場滑行道和停機坪的寬度和路面承重能力提出了很高的要求，高大的垂直尾也超過標準機庫的標高，還缺乏大量的地勤設備和附屬建築。這使B-52 一開始能夠直接使用的機場數目有限，不但影響了分散部署計劃的實施，還需要追加大量資金進行改造。SAC 和AMC 之間互相推諉扯皮，使問題遲遲得不到根本解決，嚴重妨礙了B-52 盡快形成戰鬥力。雙方的爭吵持續了整整兩年後，AMC 於1955 年最終同意為各種地勤設備設立專門的Z 帳戶。這有兩大好處，一是他們能夠隔離B-52 所需的各種不同設備，二是能保證專款專用。一旦Z 帳戶建立起來，SAC 確信各種支援項目都能先於B-52 就位。SAC 認為這還遠遠不夠，為了避免困擾B-47 的問題重演還有許多工作要做，空軍參謀部對此表示贊同。結果1955 年夏，空軍參謀部要求AMC 研究如何加速解決列裝單位可能報告的潛在故障，還要求AMC 和SAC 妥善進行協調。研究和協商成果最終導致了空速（Sky Speed）養護計劃的產生。按照該計劃每個裝備B-52 的基地都要成立一支50 人編制的維護承包小組，專門負責糾正各種安全隱患，以及一系列技術雜務。一般B-52 接受一次空速小組的檢查需要1 週時間，每年進行一次這樣的檢查。空速小組的成立確實減少了B-52 在機庫中等待IRAN 檢修的時間。
1956 年11 月24-25 日，第93 聯隊的4 架B-52B 和4 架B-52C，在4 架KC-97 的空中加油保障下完成了不著陸環繞北美的飛行，任務帶號快踢。其中一架從卡斯爾基地起飛，在馬里蘭州巴爾的摩著陸，全程約13,500 海浬，耗時31 小時30 分鐘。SAC 指出，如果將加油機改為KC-135 這樣飛行高度更高、速度更快的噴氣機，那麼還可以節省5-6 小時。1957 年6 月28 日，駐卡斯爾空軍基地的第93 加油機中隊接受了第一架噴射式空中加油機。同KC-135 進行空中加油時，B-52 可以維持正常速度和高度。
KC-135A 57-1467 為B-52E-85-BO 56-0635 進行空中加油
KC-135 在速度與高度上可以完全配合B-52，提高了加油效率
1957 年1 月16-18 日，第93 聯隊的3 架B-52B 在阿徹•奧爾茲少將（Maj. Gen. Archie Olds）指揮下完成了不著陸環球飛行，行動代號大吵。數架KC-97 提供了中途空中加油保障。壞天氣迫使他們最終降落在三月基地。實際上在1 月16 日，總共有5 架B-52B 從卡斯爾基地起飛，其中2 架作為備份機。一架備份機由於受油裝置結冰，中途降落在鵝灣。另一架備份機按計劃降落在英格蘭。在長機幸運女士3 號和另兩架B-52B 飛行里程達到24,325 英里，途經紐芬蘭、卡薩布蘭卡、達蘭、錫蘭（斯里蘭卡）、馬來亞和關島，共耗時45 小時19 分鐘。這不到1949 年2 月幸運女士2 號成績的一半，當時提供中途加油保障的是KB-29M。幸運女士3 號上的指揮官詹姆斯•莫里斯中校就是幸運女士2 號上的副駕駛。為大吵行動，國家航空協會於同年頒發給第93 聯隊麥凱獎杯（Mackay Trophy）。
在大吵行動飛行途中，KB-29M 為B-52B 進行空中加油
參與大吵行動的3 架B-52B，53-0394 是長機幸運女士3 號
大吵行動路線圖
1958-68 年，一部分B-52 專門執行戰鬥值班，以防敵國對美國實施突然的核武攻擊。每個單位一般裝備15 架B-52。其中1/3 連同配屬的機組24 小時待命，人員每週進行一次輪換。每架B-52 的輪換時間為30 天，然後解除戰鬥值班，恢復正常飛行訓練。處於待命狀態的B-52 加滿燃料，掛載核子武器，所有系統調試停當，一旦接警15 分鐘內便可升空。在核戰爭背景下迅速出動的意義非常重大，一旦基地遭受核武攻擊，越早升空規避越能遠離爆炸殺傷範圍。
1957 年10 月B-52 擔負戰鬥值班起，SAC 也加強了其轟炸機基地的安保工作。圖為Castle 基地的憲兵進行巡邏
正是出於上述理由，空軍對15 分鐘的時間仍不滿意。1963 年1 月開始，為每架B-52 安裝了一對引擎啟動器，能夠在緊急情況下更快地發動引擎，發動機反應時間縮短到2 分鐘。這也使其能從缺少電源車和地勤設備的機場起飛，以便疏散到更多的機場。安裝引擎啟動器後。1974 年快速啟動計劃為B-52G/H 的每具引擎都安裝了獨立的啟動器，使接警拉動時間進一步縮短。極端狀態下，B-52 接警5 分鐘內即可上空。這種劍拔弩張、一觸即發的態勢直到1991 才最終結束，在此之前的數十年時間裡，B-52 都日復一日地遊走在核戰邊緣，維持著恐怖的核武威懾與核武均勢。
B-52 的飛行訓練一般持續6-10 小時。訓練不分晝夜且嚴格貼近實戰，包括導航演練、低空突防和投彈、空中加油等科目，有時也進行高空投彈訓練和夜間天文導航訓練。轟炸目標既包括固定靶也包括移動靶，使用電子計分系統來對投彈過程進行評估。在訓練結束時通常還要為兩名駕駛員安排儀表著陸和一觸即起訓練。
為了防範敵方的突然襲擊，B-52 機群執行了鉻圓頂（Chrome Dome）訓練任務。航路從加拿大東部開始，經紐芬蘭和冰島到格陵蘭，途中穿越阿拉斯加，最終降落在美國本土。在這種訓練任務中，飛機和機組的負擔相當重，地勤工作量也十分巨大。1968 年B-52G 墜毀在北極星灣的事故中，該機正在執行此項任務。由於該事故再度牽扯到了同盟國的國際關係，鉻圓頂任務被迫停止。
一架執行鉻圓頂訓練任務的B-52 準備起飛
螺旋槳推進的KC-97 終究難以滿足噴射動力的B-52 的伴隨保障需求，KC-135 的出現突破了這一瓶頸。它是專門為高空高速加油作業設計的，能夠充分跟上B-52 的節奏。加油會合點是隨機決定的，而非事先預定的，這樣能充分增加訓練的真實性和難度。加油機和轟炸機沿相反航向接近會合點，高度差1,000 英尺，相距數英里。B-52 上的雷達手呼叫加油機轉彎，後者隨即做180 度轉彎。B-52 逐漸迫近並爬升到加油機的飛行高度。由於B-52 和KC-135 同樣體型巨大，在小範圍內精確操控有相當難度，即使是經驗豐富的飛行員在初次駕駛B-52 進行加油作業時也難免心存忌憚。不過在進行10 次加油訓練後，它們在5 分鐘內就能迅速完成加油會合。
早期升級
由於B-52 擁有多種型號，生產時間跨度不算長，服役時間卻是超長，期間進行的改進不計其數、錯綜複雜，論述起來有相當的困難。特別是早期改進計劃由於年代久遠，很容易被人們所忽視。以下將簡要討論其中最主要的一些改進計劃，使大家能夠更清晰地勾勒出B-52 的發展脈絡。
由於裝備的裝備工作的緊迫性，在生產初期允許推出一些具有過度性和實驗性的型號，它們的設備勢必無法完備，但具有進行提升的潛力。在戰技性能更加完善的型號服役後，一個顯而易見的任務就是盡快將初期性能不完善的型號提升到新的標準，充實轟炸機群的陣容。在向日葵計劃中，7 架早期的B-52B 被升級成B-52C 標準。1956 年夏，升級工作在維切塔實施，加裝了大約150 套設備。該計劃頗費周折，1957 年12 月才完成全部改裝。在後來諸如藍帶（Blue Band）、回紋針（Quick Clip）等項目中，B-52B 還接受了許多其他改進，它們原本是為B-52 後續型號准備的。這都使B-52 能夠擁有接近後期型號的性能水平，彌補倉促服役形成的先天不足。B-52C 同樣接受了秋滿月（Harvest Moon）項目的改裝，將其戰鬥力提升到B-52D 水平，B-52C 還參與了一些涉及整個B-52 機群的大型計劃。1950 年代晚期，開始對B-52E/F/G/H 的ASQ-25 系統進行一項名為實實在在（Jolly Well）的升級計劃，改善了低空地形規避能力。在改裝了不少於480 架飛機後於1964 年全部完成。
B-52 原本並不是為低空突防任務而設計的，雖然進行了一些適應性改裝，飛機本身的特性還是令問題迅速暴露。1960 年波音和空軍聯手開始進行深度結構測試，再次確認頻繁使用縮短了B-52 的結構壽命。B-52G/H 和先前型號差別很大，為了節省重量採用了更輕的結構，卻要攜帶更多燃料。頻繁的低空飛行和空中加油降低了結構撓度，疲勞問題使機體壽命大為縮短。新機翼承受的應力要比舊機翼高大約60%，所以疲勞問題在機翼結構上表現得尤其明顯，最終不得不實施嚴格的飛行限制。B-52 設計最大容許過載2.8G，在使用中被限制為不超過2G。實際上B-52 的結構要比B-1、Tu-160 更強悍，它們的最大容許過載也不過2G。更要命的是，沒人能精確預見機翼到底何時會發生損壞，但是低空飛行和空中加油肯定會明顯加速結構疲勞。問題的嚴重性使SAC 被迫在拿出有效解決方案前，對新飛機施加嚴格的飛行限制。1961 年5 月，空軍斥資2.19 億美元改進全部B-52G/H 替換整個翼盒結構，安裝了更堅固的鋼製鎖扣，替代原有的鈦制扣件。為機翼蒙皮增加了支架和夾具、機翼面板加強筋，以及至少12 項其他改進，機翼結構油箱還採用了一種新型包覆材料。該項目在IRAN 期間由波音負責實施，除了最後18 架B-52H，它們在生產時就已配備改進型機翼。該項目從1962 年開始，至1964 年9 月如期結束。防止結構疲勞的修補分階段實施。第一階段針對達到2,000 飛行小時的飛機，包括強化機身隔壁和副翼，加固引擎吊架和機翼底部拼接板。第二階段針對達到2,500 飛行小時的飛機，包括修復和加固發動機短艙和機翼的連接點，內引擎短艙甲板、支撐內外引擎艙的下翼面板、上翼面燃料傳感器、通道門以及機身下部隔壁。第三階段是關於機翼裂紋的IRAN 計劃。
波音工廠在為B-52G/H 更換機翼
B-52 服役早期的最著名改裝要數大肚項目。越戰的形勢迫使美國重新思考武器裝備的研發思路，逐步糾正一段時間以來的各種不良傾向，並著手改造現有武器系統，大幅提高常規作戰能力。對B-52 來說首當其衝就是要顯著提升載彈量，特別是中小口徑炸彈攜帶量。1964 年6 月，空軍參謀部批准了改進28 架B-52F 的南灣（South Bay）計劃，於當年10 月完成。通過在過渡樑上安裝重型掛彈適配器（HSAB，即多點彈射裝置），獵犬掛架上就能攜帶24 枚750 磅級炸彈。這幾乎是最初常規載彈量的兩倍，最大載彈量達到38,250 磅。1965 年，面對越戰的逐步升級，國防部長羅伯特•麥克納馬拉要求按照類似標準再改裝46 架B-52F，限期一個月完成，計劃代號日光浴（Sun Bath）。儘管由於匆忙上馬出現了許多問題，該計劃還是得以提前一周完成。
這就是B-52 的重型掛彈適配器，每個可掛載12 枚750 磅級炸彈
更為著名的是1965 年12 月開始的大肚計劃（Big Belly）。大肚改裝主要包括兩個組成部分：一個是通過將箱形炸彈架更換成高密度炸彈架（HDM），另一個是在翼下掛架上安裝HSAB。正常狀態下，B-52 能夠內掛3×9 枚M117 或Mk82，或者同樣數量的750 磅級CBU-24A/B 子母炸彈。由於尺寸問題，750 磅級的CBU-24B/B 或CBU-49C/B 子母炸彈的攜帶數量減少到3×8 顆。接受改裝後，B-52D 可在翼下掛架上攜帶2×12 枚M117 或Mk82 炸彈。通過優化掛架佈局，充分利用彈艙有效容積，B-52D 成功地在彈艙內容納下了更多的常規炸彈。在彈艙內配備3A-1 高密度炸彈架時，能攜帶3×14 枚M117；若配備3B-1 高密度炸彈架時，則能攜帶3×28 枚Mk82。B-52D 的常規炸彈裝載量迅速攀升，成為當時最令人望而生畏的炸彈列車。載彈量提高後如不調整投彈順序，必然會延長轟炸機的投彈時間，此時逗留於敵防空火力圈內的轟炸機正處於最脆弱的狀態。為此設計人員重新分配了投彈順序，在避免彈藥互相碰撞的前提下，為大肚改裝後的B-52D 提供了快速投彈的方案。新的炸彈適配裝置能夠和彈藥本身構成一個整體，掛彈時將預先裝配完畢的單元直接裝入彈艙內，從而一舉提高了裝彈效率。
大肚計劃使得B-52D成為讓人生畏的炸彈卡車
大肚B-52D 的3A-1 高密度炸彈架
在研製初期，設計思路是依靠B-52 本身的性能來提高突防成功率和自身生存力。航空科技的突飛猛進一方面使B-52 實現了工程師的初衷，另一方面也使B-52 在新威脅下迅速失去優勢。不但完成預想任務有困難，甚至難於自保。為了繼續發揮B-52 的作用，必須加裝大量電子戰設備，對抗蘇制製飛彈和機載火控系統，以及早期預警系統和地面截擊管制雷達，確實解決生存力問題。電子對抗系統升級分若干階段實施，這樣能夠保證在一部分B-52 接受改裝的同時，不對整個戰略轟炸機群的規模造成大的影響，從而保證連續的戰略核武威懾能力。第一階段緊急安裝最必要的設備，用來對抗蘇製雷達和地對空飛彈的威脅，特別是負責高空的薩姆-2 飛彈。第二階段是安裝本來屬於四巨頭（Big Four）組件的電子對抗設備，在1959 年11 月到1963 年8 月間實施。所能得到最好的電子對抗設備將在第三階段安裝，類似於因過於複雜昂貴而被取消的ALQ-27 系統。取而代之的是快速反應能力（QRC）組件，它被安裝在新製造的B-52H 上，也被用於對早期型號的翻新。
1967-69 年間，派往東南亞作戰的B-52D 接受了階段V 升級。包括安裝1 台ALR-18 自動接收機、1 台ALR-20 全景接收機、1 台APR-25 雷達告警系統、4 台ALT-6B 或ALT-22 連續波干擾機、2 台ALT-16 抑制干擾系統、2 台ALT-32H 和1 台ALT-32L 高低頻干擾機、6 台ALE-20 熱焰彈拋射器（96 枚/台）和8 台ALE-24 干擾絲拋射器（1,125 枚/台）。引擎短艙間的掛架上還安裝了ALE-25 干擾火箭發射器。每個短艙大約長13 英尺，裝填有20 枚特拉克（Tracor）ADR-8 2.5 英寸折疊干擾火箭，既可以手動發射，也可以由ASG-21 火控系統自動發射。儘管該系統後來被取消，掛架卻被保留，用於掛裝其他儀器吊艙。1967-1969 年間，一些用於常規戰的B-52G 率先接受了標準和B-52D 機群相同的升級。
ADR-8 2.5 英寸折疊干擾火箭
ALE-25 干擾火箭發射器
參與高壓（High Stress）和四巨頭改裝項目後，B-52F 接收了進一步改進。這輪改進牽涉到所有B-52，包括早期的B-52B。內容包括為早期轟炸/導航系統和自動駕駛系統安裝必要的故障診斷設備。加裝計劃制定於1961 年，屬於長期改進項目的一步分。第一階段到1963 年中期前改裝B-52B/C/D，第二階段改裝配備更複雜的ASQ-38 系統的B-52E/F 和後續型號。將在控制獵犬飛彈中起到重要作用。整個項目至1965 年接近尾聲。
確保機體耐久度已經是一個艱鉅的難題，更糟的是不敢落後的美蘇雙方都力求在技術上克制對手，這充分反映出冷戰期間以及一切軍備競賽的基本特徵。1970 年代早期，B-52G 和B-52H 的電子對抗系統接受了大量改進，核心是加裝更多有效的干擾機，最初僅限於參加越戰的B-52D。為了專門對抗SA-2 的火控雷達，對全部B-52 實施了兩階段改進項目。1973 年，對B-52G/H 的改進已接近完成，但進一步改進則被廢止。依據在東南亞獲得的經驗，尤其是後衛II 號計劃，SAC 希望為B-52G/H 安裝更先進的電子對抗設備和綜合告警系統。空軍參謀部已經認可了SAC 的新要求。
越戰後改裝
在美國深處越戰泥潭的同時，留守本土執行戰略威懾任務的B-52 的改裝計劃也在醞釀之中。1970 年，空軍決定為B-52G 裝備波音AGM-69A 近程攻擊飛彈（SRAM），這拉開了越戰後B-52 一系列改裝的序幕。包括增加翼下掛架、旋轉發射架和相應的航空電子設備。B-52G 在俄克拉荷馬改裝，B-52H 在聖安東尼奧改裝。1971 年10 月15 日這項耗資4 億美元的長期改裝項目在俄克拉荷馬首先展開。次年3 月，駐緬因州勞林空軍基地第42 轟炸機聯隊成為了第一個裝備SRAM 的B-52G 單位，當年8 月正式形成戰鬥力。。每一架改裝後的B-52G 能夠攜帶20 枚SRAM，其中翼下外掛12 枚，彈艙後部的旋轉發射架掛載8 枚。SRAM 彈頭是一顆17 萬噸當量的W69 核子彈頭，由一台SR-75-LP-1 可重啟兩級液體火箭發動機提供動力，最大速度為M2.5。慣性導引的SRAM 既可以超音速飛行，也可以亞音速飛行；既能夠以高空半彈道式飛行，也能夠低空沿地形飛行；還具有轉彎攻擊側後方目標的能力。SRAM 外掛點在1980 年代初被取消。考慮到SRAM 彈頭的安全性，它於1990 年從裝備清單上消失。
一架B-52G 正在安裝AGM-69A 旋轉掛架，掛架上已經掛載了8 枚SRAM
旋轉掛架在彈艙內部的樣子
B-52 兩側翼下掛架還可以掛載12 枚SRAM
這是波音生產的第1,000 枚SRAM
階段VI 升級從1971 年12 月開始，在確定最後的改裝方案前，花費了數年時間用於研發和測試。對整個機群進行升級工作又花費了幾年時間，到1980 年代末期升級工作還在繼續。最明顯的變化是機身尾端加長了40 英尺，用以容納電子設備。改進後的B-52G 外表面零碎很多，大量天線破壞了原本乾淨的外觀。階段VI 加裝的設備包括：1 台ALR-20A 對抗接收機、1 台ALQ-117 主動對抗設備、1 台ALR-46(V) 數字式雷達告警接收機、1 台ALQ-122 假目標生成系統、ALT-28 干擾機、ALQ-153 尾部告警雷達、ALT-32H 和ALT-32L 高低頻干擾機、ALT-16A 壓制干擾系統、12 部ALE-20 熱焰彈拋射器、8 部ALE-24 干擾絲箱。干擾絲箱安裝在機翼後緣，正好位於內外襟翼間被取消的副翼位置。ALQ-117 系統的一對天線容納在機頭兩側突出的整流罩內，機身尾端還安裝有特殊天線。ALT-28 天線容納在風擋前突出的整流罩內。ALQ-153 天線安裝在左水平尾翼端部。後續改進中用ALQ-172(V)1 替換了ALQ-117，但和最初的ALQ-117 共用天線。
B-52G 階段VI 升級的電子戰系統
為了具備發射SRAM 和ALCM 的能力，B-52G/H 改裝如上電子設備
1972-76 年，B-52G 開始安裝了ASQ-151 光電監視系統（EVS），加強了低空夜航過程中B-52 機組的視力。該系統包含在機鼻下方的兩個突起中，形成了我們現在所見到的基本外形。左側是西屋AVQ-22 微光夜視儀（LLLTV），右側是休斯AAQ-6 前視紅外線傳感器（FLIR）。它們都可以與ASQ-38 系統中的地形追蹤雷達交聯，將訊息傳遞到正副駕駛和領航員顯示屏上，該顯示器由康納克（Conrac）公司研製和生產。在ASQ-15 電子式符號產生器-處理器的協同工作下，地形規避路徑等數據可以按照電視和紅外線模式顯示在螢幕上，還可以顯示雷達高度表讀數和武器釋放倒計時等文字符號，以及空速指數、告警訊號、傾斜控制、人工水平儀和姿態儀圖像，傳感器工作位置。光電觀察系統傳感器不使用時可縮回氣泡形保護罩內，傳感器的光學窗口在飛行中有自動清潔能力。
安裝EVS 的B-52 在儀錶盤上增加了兩個顯示器，圖為EVS 顯示器顯示的畫面示意圖
B-52G 的EVS 轉塔，左側是西屋AVQ-22 微光夜視儀（LLLTV），右側是休斯AAQ-6 前視紅外線傳感器（FLIR）
B-52G 駕駛艙分別為正副駕駛準備的兩個EVS 顯示器
1970 年代中期，ASQ-38 轟炸導航系統已經完全落伍，從一開始就存在的高故障率在長期使用後並沒有充分緩解。空軍開始尋找ASQ-38 轟炸導航系統的替代方案，結果ASQ-176 進攻性航空電子系統（OAS）中選。ASQ-176 從1980 年開始安裝，1986 年全部改裝完成。ASQ-176 採用數字電路，擁有1553A 數據總線，整合了新的控制和顯示設備，包括1 部APN-224 雷達高度計、2 台ASN-136 慣性導航西通、1 台ASN-134 姿態基準提示系統、 1 台APN-218 多普勒雷達、1 台慣性導航系統、1 台AYQ-10 彈道參數計算機。該系統為低空任務特別設計，能夠抗電磁脈衝，比ASQ-38 可靠得多。按照功能的不同，該系統被分成若干子系統組件，包括AYK-17 數字式數據組件、ASQ-175 控制-顯示組件。OY-73 雷達組件、AWQ-3 控制管理組件、RO-521 錄影機。由於採用了磁帶記錄器，起飛前需要將記錄有任務訊息的磁帶插入系統內。1985 年開始，用諾頓公司的APQ-156 戰略雷達來替代全部B-52H 和部分B-52G 上的ASQ-176。包括安裝新的控制和顯示設備，天線和改進後的雷達處理器。
1980 年代初，98 架B-52G 接受了攜帶AGM-86B 空射巡弋飛彈（ALCM）的改裝。AGM-86A 長度僅有4.3 公尺，專為B-1A 彈艙設計。B-1A 的落選使B-52G 成為ALCM 的載機。為充分利用B-52 彈艙長度並獲得更大的打擊縱深，將AGM-86B 彈體加長到6.32 公尺。B-52G 一旦起飛，機上慣性導引系統和高度計就不斷為飛彈提供精確的位置訊息。彈上計算機在發射前將目標地圖下載到內存中。低空飛行時，飛彈使用地形匹配系統和雷達高度計測量周圍地形，沿途將航路參考點和彈上計算機儲存的數字地圖進行比較。飛彈可以超低空飛行，並利用高山和深谷避免被發現。B-52G 可以在兩翼下分別掛載6 枚AGM-86B，彈艙內的旋轉發射器上則可掛載8 枚。旋轉發射器能混裝AGM-69A 和AGM-86B，當然這種情形非常罕見。
B-52G 的翼下掛架可以掛載6 枚AGM-86B
AGM-86B 結構示意圖
B-52 試射ALCM，飛彈剛投下，彈翼還沒有張開
《限制進攻性戰略武器條約》（SALT）規定，能夠攜帶空射巡弋飛彈的飛機必須能通過偵察衛星確認數量，因此裝備AGM-86B 的B-52 安裝了翼根整流罩。這種整流罩無論是在空氣動力方面，還是在航空電子方面都毫無作用，純粹是軍控談判和政治妥協的結果。1980 年代末，AGM-86C 裝備B-52G 機群，代號高度震驚（Senior Surprise）。到1988 年末，服役30 年之久的B-52G 總數從193 架下降到166 架。其中98 架改為執行AGM-86B 空射巡弋飛彈（ALCM）的載機。裝備ALCM 的單位包括第97、379 和416 轟炸機聯隊，以及第2 轟炸機聯隊和第596 轟炸機中隊。一些配備ALCM 的B-52G 被第93 轟炸機聯隊用於訓練機組人員。B-52H 後來也裝備了AGM-69 和AGM-86。最終共有194 架同溫層堡壘改裝成了ALCM 發射機。由於B-52H 的渦輪風扇引擎是明顯的識別標誌，所以就無需加裝翼根整流罩或其他特殊識別標誌了。從這個角度我們似乎也能依稀推斷出1980 年代，光學偵察衛星的圖像分辨率。
未裝備ALCM 的B-52G 使用更短的掛架，下方能夠安裝重型掛彈適配梁（HSAB）。下方安裝有MER-1-6/-6A 掛架，分別可以安裝12 枚SUU-38H/B 撒佈器（CBU-52/58/71 型子母彈）、CBU-89 型集束炸彈、Mk82 500 磅炸彈（普通炸彈或蛇眼炸彈）、Mk36 500 磅爆破彈、Mk59 或Mk62 500 磅快打地雷、M117 750 磅炸彈（錐形傘或降落傘減速炸彈）、MC-1 化學彈、CBU- 72、Mk20石眼II 集束炸彈或M129 宣傳炸彈。由於重量限制，只能各自攜帶11 枚CBU-87 綜合效應彈藥（CEM），空出左前MER 的後方中央掛點和右後MER 的前方中央掛點。正常情況下，每次任務只攜帶一種炸彈。攜帶8 顆炸彈時，只被安裝在前後的側邊掛點上。攜帶10 顆炸彈時，除了前後的側邊掛點，再在中間下方掛點上掛一顆。攜帶12 顆炸彈時，空出所有下方掛點，隻掛載在側邊掛點上。不過，HSAB 也允許外掛更重的軍械，例如5 枚2,000 磅的Mk84 炸彈或Mk60 地雷；6 枚Mk55 或Mk56 地雷；或6 枚AGM-84捕鯨叉反艦飛彈。HSAB 還可以掛載4 枚重達3,000 磅的AGM-142A猛禽（Raptor）攻擊飛彈。
B-52G 機翼短掛架+HSAB
AGM-142猛禽（Raptor）由以色列拉斐爾公司和美國洛克希德-馬丁公司聯合研製，是拉斐爾公司為以軍開發的突眼（Popeye）的衍生型。美國版項目代號為磕頭蟲（Have Nap），所以這些名字經常被混用。這是一種精確導引的空對地飛彈，設計用來有效摧毀發電站、飛彈發射架、橋樑、艦艇、掩體等高價值海陸目標。飛彈中段使用慣性導引，末端可以採用電視或紅外現導引頭。B-52G 的雷達操作員根據電視或紅外線圖像，用手柄遙控飛彈命中目標。飛彈彈頭重達1,000 磅，幾乎占到了全重的1/3，可以使用爆破和穿甲彈頭。B-52G 可以在翼下攜帶4 枚AGM-142，或者用一個數據鏈吊艙替換其中的一枚。
B-52 掛載AGM-142
B-52H 也可攜帶具有隱形能力的AGM-129 先進巡弋飛彈（ACM）。飛彈的射程超過1,800 海浬。彈重2,750 磅，攜帶一顆20 萬噸的W80-1 核子彈頭。B-52H 可以在翼下的ALCM 掛架上掛載12 枚AGM-129A。由於彈徑粗大，B-52 上為AGM-69 和AGM-86 而設計的旋轉掛架無法掛裝AGM-129。無獨有偶，AGM-129 對B-1B 的彈艙適應性也不太好，只能在前彈艙內掛載4 枚。據稱密歇根州索耶爾空軍基地（Sawyer AFB）的第410 轟炸機聯隊在1980 年代就便接受了ACM 的改裝，但不確定是否實際裝備了這種飛彈。駐卡斯韋爾（Carswell）的第7 轟炸機聯隊原定接收AGM-129，但該單位於1992 年解散了。第410 聯隊按計劃於1994 年解散。
AGM-129 先進巡弋飛彈
後續改進使B-52H 能夠在彈艙內的通用戰略旋轉發射器（CSRL）上攜帶8 枚AGM-86B。CSRL 項目開始於1988 年。在彈艙內安裝了新的電子和液壓線路以控制CSRL，自身與相關係統的總重為5,000 磅。除AGM-86 外，CSRL 還能攜帶4 枚B28 核子炸彈（7-35 萬噸當量）或8 枚B61 核子炸彈（1-50 萬噸當量）或B83 核子炸彈（100-200 萬噸）。82 架B-52H 具有攜帶CSRL 的能力。CSRL 和B-1B 或B-2A 不兼容，這主要是由彈艙結構差異造成的。
B-52H 彈艙內部的通用戰略旋轉發射器（CSRL），掛載了8 枚AGM-86B
1991 年10 月，由於經濟原因砲手的座位被取消了，空出的座位在訓練中留給了隨機考官。1991-94 年，M61A1 機砲被拆除，但是線路和設備被保留，因此隨時可以重新安裝。
拆除了尾砲的B-52H
1994 年，展開了B-52H 最後的改裝計劃，即常規加強改裝（CEM）計劃。CEM 設計用來提高B-52H 的常規武器攜載能力。波斯灣戰爭結束後，B-52G 的退役步伐逐步加快。B-52G 已經接受了大量投放常規武器的改進，而B-52H 主要負責戰略核武威懾任務，B-52H 必須擔負起B-52G 留下的空缺。第一階段是通過為B-52H 安裝重型掛彈適配梁（HSAB），使之能夠攜帶更長和更重的彈藥，從而獲得投放AGM-142 和AGM-84 的能力。還為B-52H 安裝了GPS 導航系統，提供比天文導航和慣性導航更精確和可靠的導航訊息。增加了1 台具備保密語音通信能力的ARC-210 VHF/UHF 電台，按照鋪路釘II 標準提高了UHF 通訊的抗干擾能力，VHF 通訊也獲得了更好的抗干擾和保密能力。為了能夠投放JDAM、JSOW、WCMD，增加了1760 數據總線。
B-52G/H 還被用於海上作戰任務。B-52 實際上很早就具有用於海上作戰的能力，不僅航空電子設備也能捕捉艦艇，所攜帶的彈藥中也包括航空布撒的水雷，能夠憑藉巨大的載彈量迅速在指定海區進行布雷封鎖任務。但是，高空水平轟炸對艦艇的打擊歷來效率低下，即使投擲雷射或電視導引炸彈也不能完全適應對海作戰任務需求，攜帶和發射反艦飛彈的能力就顯得十分重要。B-52G 能夠外掛12 枚AGM-84捕鯨叉。領航員工作站上安裝了一個專用控制面板，稱為捕鯨叉機載指揮控制組件（HACLCS）。大約30 架B-52G 被分派執行海上任務。B-52G 翼下掛架也可以攜帶常規水雷。駐加州馬瑟空軍基地（Mather AFB）的第320 轟炸機聯隊的第441 轟炸機中隊專門用於測試和評估捕鯨叉。1984 年，AGM-84 最先裝備駐緬因州勞林空軍基地的第42 海上轟炸機聯隊的第69 海上轟炸機中隊，接著被部署到關島安德森空軍基地。這些基地關閉後，B-52G 被部署到索耶爾空軍基地。
B-52 掛載捕鯨叉
B-52G 退役後，捕鯨叉開始裝備19 架B-52H。目前B-52H 攜帶的捕鯨叉型號是AGM-84D Block 1C，未來準備裝備射程更遠的Block 1D。所有能夠攜帶捕鯨叉的B-52H 都隸屬於第96 轟炸機中隊。1996 年7 月25 日，B-52H 進行了首次發射。雖然B-52H 能夠完成自行導引，不過一般是利用海軍的S-3維京或P-3獵戶座進行中繼導引。到1997，B-52H 上控制捕鯨叉的HACLCS 設備被新的SMO 系統替代，它允許B-52H 的進攻小組（雷達領航員和領航員）運行捕鯨叉火控軟體。
越戰喋血
同溫層堡壘初次登場是1965 年的弧光燈（Arc Light）行動，第7 和第320 聯隊派出B-52F 轟炸懷疑為越共控制的南越地區。B-52F 被部署在關島安德森空軍基地，由駐沖繩嘉手納空軍基地的KC-135A 提供支援。6 月18 日，27 架B-52F 執行了首次空襲，轟炸了西貢以北40 英里位於濱吉（Ben Cat）的越共目標。整個行動剛開始就蒙上了失敗陰影，兩架B-52F 在奔襲途中發生空中相撞的慘劇，造成8 名機組成員死亡。由於情報準確性存在疑問，這輪空襲沒有收到顯著成效。壯觀的轟炸也缺乏精確性，只有一半炸彈落在目標區。
1965 年6 月B-52F 57-0153 滿載M117 炸彈從關島安德森空軍基地起飛參與弧光燈行動最初的任務
一開始就有人質疑高空轟炸打擊游擊隊的效能，然而幾個月後人們普遍認同了B-52 的威力。到1965 年11 月，B-52 已能在波萊古（Pleiku）附近的掃蕩行動中支援騎一師了。B-52 能夠預先在配屬砲兵射程之外為機降準備直升機著陸場，使運載有地面部隊的直升機能夠機動得更遠，同時也使北越正規軍和南越游擊隊按作戰計劃想定在適當時候保持脫離接觸的策略受到影響。高空水平投放的炸彈雖然相比戰術飛機近距壓制和俯衝轟炸比較欠缺精度，卻能在悄無聲息中將炸彈扔到頭頂。這種突然而至的恐怖令每個人心驚膽戰，當然也包括不時被誤炸的美軍地面部隊。回味這段歷史，我們發現受限於當時技術水準，用B-52 這樣的戰略轟炸機打擊游擊隊確實有如高射砲打蚊子，難免重拳打中棉花，一些批評者的言論不無道理。然而時過境遷，配備先進的精確導引武器，並輔之以準確的實時情報之後，B-52 在阿富汗戰爭中對行蹤不定的塔利班游擊隊和基地組織恐怖分子的打擊顯然是高度有效的。B-52F 參戰在某種意義上有投石問路的用意，或許從這個意義上講，不該對B-52F 的表現有過多指責。
這也許是B-52 曝光率最高的照片之一，這架B-52F 投下的M117 炸彈一直沿用至今
B-52F 加入越戰後不到半年，空軍決定讓具備更強常規作戰能力的B-52D大肚改裝型前往東南亞服役。B-52F 此時已經在南越執行了超過1,500 架次的弧光燈行動。1966 年3、4 月，第28 和第484 聯隊的B-52D 被部署到關島，替換表現差強人意的B-52F。其後幾年，總計又有11 個B-52D 聯隊被派往東南亞進行輪換，其中一些甚至曾前後三次參戰。包括第7、22、70、91 轟炸機聯隊，第92、96 戰略空軍聯隊，第99、306、454、461、509 轟炸機聯隊。一般駕駛B-52G/H 的SAC 機組在駕駛B-52D 前要接受兩週訓練，使之適應在東南亞的任務。安德森空軍基地的B-52D 被編成暫編第4133 轟炸機聯隊。1965 年，B-52D 已開始採用帶褐色斑點的雙重墨綠偽裝色，下半部仍然是白色的。派往越南執行任務的B-52D 機身下半部和垂直尾被漆成亮黑色，序列號則噴成紅色。
裝彈車正在為大肚B-52D 的B 彈艙安裝彈藥
1967 年春，B-52D 被派往泰國烏塔堡（U Tapao）空軍基地，編成第4258 戰略轟炸機聯隊。這樣無需空中加油就能完成任務，任務時間從12 小時銳減到3-5 小時，可以少帶燃料多裝炸彈，還降低了機組的飛行負荷和地勤維護量。烏塔堡最初更多地是作為一個前線機場，日常例行任務依舊由關島負責。越共在非軍事區內的集結地達蘇（Dak To）受到了B-52 的重點關照。到12 月底，泰國駐紮了54 架B-52D，關島駐紮了152 架B-52（53 架B-52D 和99 架B-52G），後者最多可以駐紮206 架轟炸機。從1968 年1 月下旬到4 月中旬的兩個多月時間內，在近距空中支援作戰中，B-52D 總共出動了2,600 多架次，投彈7.5 萬噸。到1970 年，烏塔堡駐紮有40 架B-52D，是唯一負責弧光燈行動的基地，具有高得多的自持力，成為一個主要基地。當年，第4258 聯隊解散，由第207 戰略轟炸機聯隊替換。
1968 年B-52D 56-0653 完成任務後降落在烏塔堡空軍基地，該機是烏塔堡成為弧光燈第二個前線機場後首架進駐該基地的B-52
1968 年2 月16 日，第一架執行弧光燈行動的B-52D 從沖繩嘉手納航空站（Kadena AB）起飛，開始了為期30 個月的任務。B-52D 主要用來攻擊被懷疑為越共的南越目標，也轟炸胡志明小徑和寮國的目標。B-52D 憑藉巨大的投彈量，能夠對胡志明小徑沿線不斷施加壓力，嚴重破壞後勤運輸線的通過能力。溪山之戰期間，6 架B-52D 不間斷轟炸，每三個小時進行一波打擊，彈著點離友軍甚至只有900 英尺。B-52D 的猛烈轟炸成為美軍最終解圍脫困的重要因素。
烏塔堡空軍基地的B-52 機群
1969 年3 月開始，美軍開始使用B-52 加強對柬埔寨的轟炸。這是尼克森政府上台後的一系列重大舉措之一，最初被嚴格保密，SAC 和國防部都對外宣稱目標在南越境內。為保證行動秘密實施，B-52 在地面部隊的MSQ-77 雷達引導下，根據後者指示的投彈點和時間進行夜間轟炸。這樣就算機組成員也不知道自己到底在轟炸哪個國家。B-52 還用來轟炸越南北方，儘管最初只用來攻擊17 度線附近地帶。這一階段，B-52 一般避免侵入北越空域。其中至少一架成了薩姆飛彈的犧牲品，這成了北越的宣傳材料並使國防部極其難堪。
1972 年3 月30 日，北越正規軍在火砲和戰車的掩護下開始大規模進攻南越。4 月2 日，開始執行空襲北越的行動，代號自由列車。行動一開始直接支援南越軍隊，後來轉而打擊北越後勤線。15 架B-52D 首先轟炸義安（Nghe An）首府榮市（Vinh）的鐵路線和油庫設施。三天後轟炸沛昌（Bai Thuong）機場。4 月15-16 日週末，在電戰機支援下，有效地壓制了薩姆飛彈，成功打擊了河內和海防周邊目標。4 月中旬，北越全境在三年多裡第一次被清除出目標清單，5 月10 日，空襲更名為後衛行動（Linebacker）。除了在越南北方猛烈轟炸，1972 年上半年B-52 在越南南方每月出動數目直線上升，3 月出動689 架次、4 月出動1,608 架次、5 月和6 月分別達到2,223 架次和2,207 架次。
1972 年4 月，一個B-52G 分遣隊被派往東南亞，加入後衛行動。4 月份總共有34 架B-52G 派駐關島，5 月底6 月初緊接著又有另外70 架進駐。部署在太平洋地區的B-52G 機群由暫編第72 戰略聯隊指揮。一些駐關島的B-52G 在ALE-25 的位置安裝了ALQ-119(V) 電戰吊艙。B-52G 並不像B-52D 那樣適應越戰，由於無法外掛炸彈，載彈量也不如大肚D 型。而且，B-52G 也沒有B-52D 那樣完善的電子對抗設備，駐關島的B-52G 只有半數接受了電子對抗設備升級。結構輕量化的B-52G 更易受損，只有一架B-52G 能夠在被薩姆飛彈擊傷後倖存下來，而幾架B-52D 被擊傷後卻能安全著陸。B-52D 尾砲手還能有效監視從後方來襲的薩姆飛彈，B-52G 後半部預警能力要弱一些。
1972 年9 月烏塔堡空軍基地參加後衛行動的B-52D 機群
在進行後衛行動的同時，國家安全顧問季辛吉和北越領導人黎德壽（Le Duc Tho）正在巴黎舉行談判，美國試圖從越來越不受歡迎的越戰中脫身，同時在南北越之間仍舊保持某種軍事平衡。10 月18 日，季辛吉飛往南越進行協商。23 日，為營造和談氣氛，美國放棄20 度線以北的全部空中任務，華盛頓更是於次日宣布和平已經到手。這意味著禁止飛臨河內和海防上空，暫時中止了後衛行動。不幸的是，這等於給了北越加強防空體系和修復主要通訊線路的寶貴喘息機會。這僅僅是漫長的越戰中，政治介入反複在關鍵時刻干擾戰局發展的一個縮影。在歷史上這種情況有無數慘痛的先例，以後還會不斷重演，它其實是克勞塞維茨關於戰爭與政治關係的經典描述必然存在的另一側面。11 月20 日雙方重回巴黎，北越卻出爾反爾。11 月22 日，出現了B-52 的第一個戰鬥損失。從烏塔堡起飛的B-52D 55-0110 號機在轟炸榮市時被薩姆飛彈擊中，受損的飛機勉強飛回泰國，機組被迫在抵達基地前丟棄炸彈。這是B-52 在超過七年間第一次被敵方火力擊傷，預示著B-52 在越南的好運將一去不復返。
B-52 地毯式轟炸的效果航拍圖
北越在12 月4 日的最後會談上斷然拒絕先前已達成的條款，談判宣告破裂。尼克森告訴季辛吉：如果我們重新進行轟炸必須有所不同，這意味著我們將不得不用B-52 轟炸河內和海防。12 月15 日，參謀長聯席會議主席命令太平洋司令部準備盡全力實施轟炸，行動代號後衛II。戰區內所有B-52 在12 小時內全部被徵調，沒有給例行轟炸任務留一架。第二天季辛吉在華盛頓宣布談判無果而終，參聯會主席於次日下令實施攻擊。
為了得到體面的和平，空軍基地、飛彈發射架、儲油設施、軍火庫和鐵路網都將受到攻擊，而且首次使用B-52 直接空襲河內和海防。這正符合設計B-52 的初衷，只是核武被常規炸彈所替代。後衛II 從12 月18 日夜開始，當晚分三個攻擊波出動了129 架B-52，主要突擊河內廣播電台、安員（Yen Vien）軍需站，白馬（Kep）、華樂（Hoa Lac ）和富安（Phuc Yen）的戰鬥機基地，金諾（Kinh No）的倉儲設施。整個轟炸持續了4 個小時，以造成心理上的極大衝擊。在超過200 枚薩姆飛彈的攔截下，當晚損失2 架B-52G 和1 架B-52D，另有兩架嚴重受損。其中一架B-52G 屬於第一攻擊波，被兩枚薩姆飛彈同時命中，墜毀在河內西北10 英里處。機上三名機組人員被俘，照片被河內大肆宣傳，數週後登上了西方主要報紙的頭版。19 日晚投入93 架B-52，面對180 枚薩姆飛彈的攻擊無一被擊落，兩架被擊傷但安全返航。
墜毀在河內的B-52G 殘骸
該殘骸至今仍在原處
20 日晚派出99 架B-52，主要突擊京諾（Kinh No）和安員的軍事綜合體、嘉林（Gia Lam）編組站，有90 架被證實有效果。在200 枚薩姆飛彈的還擊下形勢突變，4 架B-52G 和2 架B-52D 被擊落，另有1 架被擊傷。2 架B-52G、1 架B-52D 在第一攻擊波中就被擊落，第三攻擊波又被擊落3 架，其中一架B-52G 還是第三攻擊波的領隊機，它在投彈後進行轉彎時被薩姆飛彈擊中。6 架B-52 中，有3 架是在投彈前被摧毀的，3 架是在投彈之後，其中4 架B-52 墜毀在河內附近，2 架在北越境外墜毀。當日損失的所有B-52G 轟炸機上都沒有裝備AN/ALT-22ECM 最新型無線電電戰設備。接近河內的B-52 編隊被越共防空軍無線電技術部隊和MiG-21 飛行員及時發現，後者迅速向地面指揮中心匯報了戰鬥隊形、飛行高度、速度等數據。美國專家得出結論，認為主要美軍自身指揮存在缺陷。龐大的轟炸機群在空中拖了將近113km 長，被飛行員戲稱為大象漫步。這造成航線距離長、可預測、相對容易被發現和鎖定。美國空軍飛行員同時認為，為同溫層堡壘預設的干擾走廊效果並不好，反倒類似一條黃色的磚路，為北越地對空飛彈搜索目標提供了便利。
凌空爆炸的薩姆飛彈
戰役前3 天被擊落的9 架B-52 中，有5 架轟炸機是在投彈後進行轉彎脫離目標時被擊中的。6 架被北越防空軍摧毀的B-52G 中，只有1 架裝備了新型無線電電子戰設備。這一損失數字是後衛II 戰役參戰戰略轟炸機總數的7%，超出了美軍制訂的戰鬥損失標準。21 日晚放棄使用B-52G 機型，全部從泰國空軍基地起飛。出發的30 架B-52 主要突擊河內附近的北海（Bac Mai）機場，同時出動75 架戰術航空兵飛機護送，損失2 架B-52D。其後三晚出動的架次和21 日相同，僅有一架B-52 被擊傷。美軍取消了預設的偶極子反射體空中走廊，代之以人工雲層，大幅提高了目標上空的干擾規模。
B-52G 沒有機翼掛架，也沒有經過大肚改裝，與B-52D 相比載彈量遜色很多
尼克森總統遵循所謂聖誕停火的慣例宣布停火36 個小時，以表示重開和談的誠意。這36 小時使機組人員得到了休息，地勤人員也能夠對飛機進行檢修，反過來對於北越來說也是一種難得的喘息。26 日夜轟炸重開後戰術有所變化，120 架B-52 集群出動，以一個攻擊波從不同方向和高度對甲二（Giap Nhi）編組站等10 個目標同時實攻擊，是二戰後美軍進行的密度最大的轟炸。其中78 架從4 個方向同時空襲河內，另外42 架撲向海防，蘇聯和大陸地區中共的軍事物資都在此處卸運。轟炸行動由位於內布拉斯加州奧夫特空軍基地（Offutt AFB）的SAC 司令部電腦直接指揮。114 架戰術飛機為轟炸機群提供了有力支援。B-52 當晚投下了9,932 枚炸彈，68 枚薩姆飛彈擊落了2 架B-52D。27 日夜，在對中關（Trung Quan）編組站和薩姆飛彈的空襲中又損失了2 架B-52D。
1972 年12 月26 日河內甲二鐵路編組站轟炸效果評判圖
後衛II 行動期間，B-52 在11 個晚上出動了729 架次（計劃出動740 架次，其中有11 架次中途終止了飛行，未能抵達目標），共突擊了34 個目標，投彈量達15,287噸，1,600 處軍事設施被破壞或摧毀，使北越損失了3 百萬加侖石油和80% 的發電能力。在1,240 枚（一說1,242 枚）薩姆飛彈的攔截下，付出了被薩姆飛彈擊毀15 架（9 架B-52D、6 架B-52G）、擊傷3 架的代價，損失率不到2%。共有92 名B-52 機組人員被擊落，其中59 人生還，其餘陣亡或失蹤。對此主要應當歸功於電子對抗，儘管還遠不可靠。密切的戰術協同也是確保基本達成任務目標的要素，KC-135 提供了妥善了空中加油保障，F-111 等戰術飛機則參與壓制機場，減少北越戰機升空攔截的機會。
參加後衛II 行動的B-52D/G 機群排隊起飛，G 型塗有標準的SAC 轟炸機迷彩，機腹並沒有塗黑
B-52 在後衛II 行動中通常採用3 機1 批地縱隊隊形，相互間隔2,700-3,600m，時間間隔大約是1.5-3 分鐘。3-4 批組成1 個波次，最多單波可達14 批。每個波次的間隔時間很靈活，短的只有8-15 分鐘，長的可達2-3 個小時，每次攻擊時三個波次。採用的作戰航線主要有三條。駐關島的B-52 升空後飛向菲律賓，在菲律賓東北100km 處空中加油後直飛峴港東南180 公里處的檢查點，然後轉向河內和海防的目標區。駐泰國的B-52 起飛後過烏隆（Udonthani）、經桑怒（Xam Nua）、從西面進抵河內，還可以經呵叻向東出海，過富排（順化附近）飛向河內。
B-52 3 機編隊
後衛II行動嚴令減少平民傷亡，同時避免轟炸戰俘營。一旦逼近投彈點，就禁止B-52 使用機動規避薩姆飛彈或戰鬥機，無疑束縛住了B-52 的手腳。禁止臨敵機動規避對B-52G 危險性更大，因為它的生存力原本就比B-52D 為弱。除電子對抗能力較差外，G 型引擎被擊中時發電機組也將一併損失。而D 型遭受相同戰損後，倖存發動機引出的氣流依然足夠驅動發電機。行動末期禁令執行稍許放鬆，一些B-52G 進行了迂迴飛行，脫離轉彎從急速戰鬥轉彎改為角度稍小的平穩轉彎。後衛II 尾聲階段更加專注於攻擊薩姆飛彈發射架和飛彈存放點，損失率開始下降。消極防禦畢竟不能解決問題，必須採取主動壓制才能從根本上減少自身威脅。後衛II 行動期間，B-52 尾砲手宣稱擊落5 架米格機，但只有2 架得到實際確認。
後衛行動中關島基地一架正在維護的B-52G
北越重回談判桌後，後衛II 行動隨即在12 月29 日結束。北越終於從B-52 的陰影中擺脫出來。假如繼續轟炸，薩姆飛彈的威脅勢必將幾近消失。1973 年1 月21 日，B-52 的轟炸似乎得到了迫使北越誠心談判的效果，1 月23 日，雙方關於美國從越南撤退達成一致。美國戰俘在3月份得到釋放。
後衛II 行動後，B-52 重新執行弧光燈任務。1973 年8 月15 日最後一次執行了這項任務，全部B-52 在不久之後撤出東南亞。從1966 年4 月2 日第一次轟炸越南北方到1972 年12 月29 日，總共出動了3,300 多架次進行轟炸。
B-52D 實戰中隻掛載60 顆M117 或99 枚Mk82。若從關島起飛，則只能掛載60 枚Mk82。B-52G 實戰中只能掛載27 顆M117。東南亞炎熱的天氣使J57 引擎的起飛功率大幅降低，這是造成無法達到極限載彈量的一個重要原因。航線上的飛行高度通常是9,000-9,900m，速度是720-740km/h，接近目標時由於燃料的消耗速度稍快；空中加油時高度是7,500m；投彈和退出時的高度為9,900-11,400m ，速度為810km/h（正常）或850km/h（最大）。上述條件下，轟炸雷達抓住目標後到投彈這一段時間內主要沿直線飛行，飛過的距離大約是100km。投彈點距目標大約是14km，炸彈飛行40-60 秒。對小而窄的目標，幾秒內投下全部炸彈，彈坑平均間距5m 左右，覆蓋面長400-600m，寬150-250m；對長而寬的目標，全部炸彈在10 秒左右投下，彈坑平均間距20 -30m，覆蓋面長1,800m，寬250m。
波斯灣揚名
在蟄伏多年後，B-52 在波斯灣戰爭中重新披掛上陣，踏上了老驥伏櫪的新征程。參加波斯灣戰爭的B-52G 隸屬於暫編第14 航空隊，下轄來自國內的第2、42、93、397、97 和第416 轟炸機聯隊的73 架B-52G，其中9 架接受過發射ALCM 的改裝。這些B-52G 組成4個暫編聯隊，第4300 聯隊的23 架部署在印度洋上的迭戈加西亞島（Diego Garcia），第1708 聯隊的20 架部署在沙烏地阿拉伯的吉達（Jeddah） ，第801 聯隊部署在西班牙莫隆（Moron），第806 聯隊部署在英國費爾福德（Fairford）和美國本土的一些基地。其中第4300 聯隊是二戰以來最大的轟炸機聯隊，在42 天中投放了5,000 噸炸彈，大約是迭戈加西亞基地庫存的2/3。
一架參與沙漠盾牌行動的B-52G 進行發動機維護
B-52G 全程參加了對伊拉克的空襲作戰。42 天中總共出動了1,624 架次，投彈25,700 噸，包括72,000 枚炸彈，占美國總投彈量的29%（一說21%）和空軍總投彈量的38%。954 架次執行的是戰略任務，攻擊工業設施、C3I 系統、核生化設施、戰術飛彈等戰略目標。527 架次實施的是近距空中支援和戰場阻斷，其中僅在科威特戰區就出動了336 架次進行戰場準備，包括直接突擊伊拉克3 個共和國衛隊師的56 架次。79 架次用於轟炸機場。其餘用於航空心理戰，在伊拉克部隊陣地上空122m 的低空拋撒傳單。
沙漠風暴行動中第1708 聯隊的B-52G 機群起飛執行轟炸任務
1 月17 日的首次空襲出動了13 架B-52G，其中7 架B-52G 在16 日16 時就從路易斯安那巴克斯代爾空軍基地（Barksdale AFB）起飛，經歷12 小時長途飛行和兩次空中加油後（往返航程22,400km），於17 日臨晨3 時抵達伊南部邊境上空，在防空火力圈外向巴格達地區的軍用通訊中心、電話交換局、發電廠和輸電設備、飛彈發射設施等8 個戰略目標發射了35 枚AGM-86C。飛彈發射時間被精心設定，幾乎同時命中遠近不同的各個目標。這是一種巧妙的戰術隱蔽手段，否則敵方容易推算出飛彈的發射點，給下次攻擊帶來不利影響。相對於一戰成名的戰斧巡弋飛彈，CALCM 名氣要小很多，直到現在還有很多人誤以為B-52H 裝備有空射型的戰斧，前者儼然已成為巡弋飛彈的代名詞。CALCM 的參戰具有明顯的試驗性質，AGM-86B 改裝成C 型的數量也有限。
AGM-86C CALCM 常規空射巡弋飛彈
研發失敗的戰斧巡弋飛彈空射版
在CALCM 初次登場的同時，當天另外6 架B-52G 掛載UK-1000、CBU-58 和CBU-89 等綜合效應彈藥從迭戈加西亞起飛。17 日後，B-52G 差不多每3 小時就突擊1 次伊地面部隊及相關目標，精銳的共和國衛隊得到了特別關照，在地面作戰發起時其實力已有相當程度的削弱。其他突擊目標包括煉油廠、飛毛腿飛彈發射陣地、機場、後勤設施以及為組織兩棲登陸而修築的大型護堤。僅在2 月13 日夜間，1 個B-52G 小隊在E-8A 的指揮下突擊了伊軍一個裝甲師。另外幾架B-52G 突擊了1 個鐵路調車場內列車上的飛毛腿飛彈。在42 天的作戰中，B-52G 保持了80% 的出勤率。
B-52G 58-0253 的副油箱被高砲擊中，安全返航
波斯灣戰爭中，B-52G 採用輪番夜間散發傳單和白天投彈轟炸的作戰方式，在心理戰方面也起到了很大的作用。4 或6 架B-52G 從幾公里外以140m 的高度飛越沙漠，利用發動機轟鳴和炸彈爆炸衝擊伊軍官兵的脆弱神經。據估計，伊軍逃兵中有20-40% 是由於害怕B-52G 而決定逃跑的。
B-52 總共執行了約1,620 次任務，投放炸彈相當於美軍總投彈量的1/3。儘管多架B-52G 被擊傷，但沒有一架被擊落。一架B-52G 兩具引擎被一枚SA-3 飛彈擊毀，另一架則被高射砲火擊傷。甚至有一架B-52G 被提供防空壓制的友機發射的一枚AGM-88A哈姆高速反輻射飛彈擊傷。飛彈鎖定了B-52G 尾砲火控雷達，造成機尾大面積破損。由此看來，早期哈姆遠不如後來那樣可靠和有效，高命中率一開始就有灌水。所幸遭受如此重創的B-52G 最終還是安全返回了吉達。2 月2 日，1 架B-52G 被地對空飛彈擊中尾部後，於次日返回迭戈加西亞途中發生與戰傷無關的電子系統故障。機組人員對故障處置不當引燃了8 具引擎中的5具，飛機迅速開始丟失高度墜入印度洋，3 名機組人員因彈射過晚而喪生。
B-52 的前途
不管願不願意接受，雖然仍在不斷接受改進，高齡的B-52H 已經處在軍事生涯的晚年。一些人寄希望於為B-52H 換發來繼續延長其壽命，其實這個主意並不新鮮。1996 年，波音主動建議空軍考慮換裝單具推力43,100 磅的羅爾斯-羅伊斯RB.211-535E4-B 渦輪風扇發動機。RB.211 的其他型號還廣泛應用於波音747、757、767 等商用飛機。為B-52H 換發的提議最早始於1975 年，實際上1980 年代換發方案還不止一種。在發動機短艙吊臂上直接換裝單具TF39 引擎只是其中的一種。另外一種方案是在內側吊臂上各安裝兩具TF39，同時在外側吊臂上掛載大型副油箱。還有一種方案更為引人注目，該方案將為B-52 更換重新設計的機翼，各安裝1 具TF39 的4 個吊臂更靠近機身，外翼段掛載各掛載兩具副油箱，修長的機翼帶有翼梢小翼（推測將採用複合材料），但比民用客機上的高得多。機鼻也進行了重新設計，應用了NB-52E 上驗證的氣動控制技術。不僅線條更流暢，而且在較低位置安裝了具有下反角的小翼，與光電探測裝置融為一體。隨著B-52H 剩餘壽命不斷縮小，以上幾種換發方案的價值也同步萎縮。為B-1B 換裝的建議近年來也時有耳聞，B-1B 換裝F119 或F110 引擎後的性能提升要更為明顯。這從一個側面顯示，美軍對B-52H 換裝的興趣可能已喪失殆盡。
B-52 換裝RB.211 設想圖
JB-52E 在測試TF39 發動機。TF39 是為C-5 運輸機開發的動力裝置
由於受力不同，B-52 全機各部件的壽命也不同。垂直尾大於15 萬小時，水平尾在44,800 到49,300 小時之間，機身42,000-47,600 小時，機翼下表面73,500-78,900 小時，機翼上表面最低，為32,500-37,500 小時。另一方面，即使經過多次改進，B-52H 的低空突防能力仍不如B-1B。B-2A 早期型由於尚未發揮代電子系統的全部效能，加上對飛翼佈局低空特性尚需進一步摸索，並不具備完善的低空突防能力。ALCM、JDAM、WCMD 等彈藥的裝備使B-52 可以重新回到高空執行任務，因為ALCM 主要在防空區外發射，而JDAM、WCMD 高空投放更可以提高滑翔距離。完全能夠想見，如果沒有配備這些彈藥，繼續立足於低空突防的B-52 其壽命勢必如同B-1B 一樣迅速消耗。
波音藍圖中煥發青春的B-52H
單純就作戰樣式而言，除了在核戰中進行強力突擊，B-1B 也非常適宜參加波斯灣戰爭這樣的局部戰爭。可是當時B-1B 剛遭遇墜機事故，在服役數年後依然存在可靠性問題，並且也缺乏投擲各類撒佈彈藥的能力，又無充分的海外部署經驗可循。於是命運再次眷顧了已顯老態的B-52。重出江湖的B-52 最終抓住機遇，證明自身依舊在很多方面具有存在價值，使之繼續翱翔藍天十餘年之久。即便沒有執行最初175 架的採購案，如果B-2A 最終裝備數量不是21 架而是40 架，也許不僅是B-52 甚至連B-1B 都可能提前退役，因為維持單一機種要比維持三種機種成本更低。
現代戰略轟炸機作為一種多功能武器投放平台，其掛載彈性在很大程度上決定了自身的任務效率。AGM-86B 的彈長使B-1B 內掛數從24 枚銳減到8 枚，使用外掛架能夠增加到22 枚。但這樣無疑會破壞花費很高代價獲得的準隱身性，相比B-52G/H 內外攜帶20 枚的數量並沒有大的優勢，結果後者成了最大的受益者。由於彈徑更大，B-1B 內掛AGM-129 的數量進一步減少到4 枚，B-52H 則只能外掛。不過B-1B 安裝外掛架的機會並不多，絕大多數情況下B-52H 有4:12 的優勢，B-2A 對B-52H 則有16:12 的優勢。對於2,000 磅級的JDAM，B-52H、B-1B（只內掛）和B-2A 的掛載數目分別是20:24:16，在中低強度中對架次周轉量要求相對寬鬆，對任務次數並不敏感，B-52H 的劣勢同樣不明顯。然而B-1B 能比B-52H 攜帶更多中小口徑常規炸彈，而B-2A 更能憑藉隱形能力獲得更多行動自由。對於500 磅級的新一代JDAM 和250 磅級的小直徑炸彈（SDB），以及各類風修正子母彈箱（WCMD）它們都將成為比B-52H 更好的搭載平台。在擁有前沿基地作戰規模又不大的情況下，戰術飛機攜帶JSOW 或JASSM 已能滿足需求。B-2A 對這兩種彈藥的適應性要優於B-52H。而B-1B 通過在彈艙內安裝附加油箱能擴大自身航程並減少空中加油次數，大幅度降低任務時間和機組疲勞度，在進行長途奔襲時具有一定優勢。
幾年前，B-52H 可攜帶的空對地武器種類還比B-1B 和B-2A 多，但最近幾年後兩者，特別是B-2A Block 30 已經迎頭趕上。近年來美軍特別強調同時投擲多枚精確導引彈藥攻擊多個移動目標的能力，在波斯灣戰爭中多國部隊深受飛毛腿飛彈機動發射架之苦，即便是當時新銳的F-15E 在搜捕獵殺過程中也多有力不從心。B-2A 憑藉其先進的電子設備執行此類任務具有絕對優勢，B-52H 在升級改裝後雖然具備了部分能力，但並不完整。
或許我們可以從近年來的一系列作戰和訓練動向中初步判斷出美國空軍對B-52H、B-1B、B-2A 新老三代轟炸機的使用分工。對於國土縱深比較小的國家，B-52H 可以順利地遠在國境外或深入不遠的情況下從容發射空射巡弋飛彈，比如伊拉克、阿富汗、前南聯盟。對於幅員廣大的國家，勢必會有更長時間暴露在敵防空體系中，需要首先動用B-2A 攻擊高價值目標和進行必要的清障。按照美軍的慣常邏輯，當任務費效比達到某一個臨界點時，B-52 將失去其繼續存在的意義，它將真正退出人類波瀾壯闊的航空舞台，身後卻留下一段值得反復回味的輝煌歷史。
2006年一次紀念性飛行中，一架B-17空中堡壘（前）伴隨一架B-52同溫層堡壘（後）並肩飛行
一架B-52（前）和兩架Tu-95（後）比較，最大的差異是Tu-95採用了四具有外露槳葉的渦輪螺旋槳發動機
B-52H最終型號一次可以搭載大量武裝
技術資料
技術數據（B-52H）
長度：48.5公尺
翼展：56.4公尺
高度：12.4公尺
翼面積：370平方公尺（4000平方尺）
翼剖面：NACA 63A219.3 mod root NACA 65A209.5 tip
空重：83,250公斤（185,000磅）
負載重量：120,000公斤（265,000磅）
最大起飛重量：220,000公斤（488,000磅）
發動機：8具普惠TF33-P-3/103型渦輪風扇發動機
已縮進行推力：8×17,000磅
最大燃油量：181,610L
性能數據：（B-52H）
最大速度：1,000公里/小時
爬升率：6,270尺/分鐘（31.85公尺/秒）
實用升限：15,000公尺（50,000尺）
最大航程：16,232公里
作戰半徑：7,210公里
翼負荷：120磅/平方尺（595公斤/平方公尺）
推重比：0.31
武器裝備（B-52H）
機炮：1門20公釐M-61火神六管機砲
飛彈：彈艙和翼下可掛20枚AGM-69A空對地飛彈
炸彈：最多70,000磅（31,500公斤）
可攜帶常規炸彈或核彈
B52轟炸機起飛全過程
B-52戰略的轟炸機飛行訓練
B52轟炸機墜毀全記錄
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發表於 2014-12-13 04:02:31
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