超级军网日本人心中永远的噩梦，二战中最杰出的空中堡垒：B－29 ...
来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/29 12:36:25
1940 年 2 月 5 日，星期一，近些日子来一直阴雨绵绵，上午 8:30，波音公司董事长费尔.詹森端着一杯热咖啡坐在办公桌前开始翻阅早间信件。通常在读正文前他习惯先浏览一下信件地址，这一封吸引了他的注意“美国陆军航空队，陆军部，俄亥俄州莱特机场（Wright Field）”。信封里装着厚厚的文件，拆开后封面上写着“美国陆军轰炸机规格说明”，日期是 1940 年 1 月 29 日，詹森抑制不住心中的激动，意识到波音的机会来了。从这天起，揭开了 B-29 超级空中堡垒（Superfortress）传奇的序幕……
研制历程
波音 B-29 超级空中堡垒是整个二战中最杰出的重型轰炸机，创下了多个轰炸机之最：载弹量 9 吨、航程 6,000 公里，能在万米高空巡航，极速 600 公里/小时。B-29 的研制是对当时航空科技的重大挑战，它是首架全部依靠遥控自卫武器并应用中央火控系统和全增压乘员舱的生产型轰炸机。B-29 在二战中是专门用于对付日本的武器，很好地完成了美国陆军航空军“让战火在敌国的领土上燃烧”的战略轰炸意图，摧毁了日本的战争基础，加速了太平洋战争的结束。也许今天人们提起 B-29，就会想起在广岛和长崎上空爆炸的两枚原子弹。
长崎原子弹
B-29 的起源可以追溯到波音 Model316 方案，该方案从 1934 年的 XB-15 发展而来，与 XB-15 主要的不同之处是将下单翼布局改为上单翼布局，并采用先进的前三点起落架。鉴于 XB-15 的动力严重不足，Model316 计划采用尚在设计阶段的四具 2,000 马力的赖特（Wright）双旋风（Duplex Cyclone）十八缸气冷星型发动机，军用型号 B-20，但后被军方取消。
XB-15
此后波音根据陆军航空队的需求，在 1938 年 3 月推出了 Model322 方案，这基本上是 B-17 空中堡垒（Flying Fortress）的改进型，具有增压舱和前三点式起落架。波音公司此时已经具备设计大型增压飞机的经验，设计制造的 Model307 平流层客机（Stratoliner）成为首架投入商业运营的增压客机。Model322 的增压舱结构与平流层客机很相似，继承了标准型 B-17 的机翼与尾翼，但机身经过重新设计，加大了直径。Model322 装备四具普惠 R-2180 发动机。在 7,620 米高度时可以达到最大时速 500 公里，最大载弹量载 4.5 吨。由于此时陆军缺乏启动该方案的资金，波音决定自筹资金继续发展该项目。
Boeing 307 平流层客机
进一步的研发结果是在 1938 末出现的 Model333A。安装四具 1,150 马力的艾利森（Allison）V-1710 直列 12 缸液冷发动机。因为轰炸机需要在高空打开炸弹舱投弹，所以采用全增压直通舱是不切实际的，波音决定只在驾驶舱和机身中段有人员的部位进行气密增压，形成前后独立的增压舱，增压舱之间由通过炸弹舱上方的气密管道相连，机组可以通过管道达到另一个气密舱，这个特点被以后波音所有的远程轰炸机设计所继承。
B-29 后机身的增压乘员舱，通过前方的管道可以到达前增压舱
通道内部，通向机尾，都包覆了软质保护材料
由于艾利森发动机高空性能太差，所以波音改用普惠（Pratt & Whitney）或赖特新设计的气冷星形发动机，这就是 1939 年 2 月出现的 Model333B。Model333B 重 23,668 千克，在 6,000 米高度最大时速 585 公里，能够装载 907 千克（2,000 磅）炸弹飞行 4,000 公里。
1939 年 3 月又出现了 Model334 方案。翼展延长到 36.57 米以容纳足够的燃料来达到 7,240 公里的惊人航程，发动机舱设计成埋入厚厚的主翼中，减低阻力，双垂尾设计为尾炮手提供良好的射界。Model334 重量增加到 30,000 千克，最大载弹量 3.5 吨。
波音在 1939 年 7 月的 Model334A 方案中，将埋入式发动机舱又改回到常规形式，双垂尾改为单垂尾。采用赖特 R-3350 发动机，并使用高长宽比翼展 41.15 米的机翼。此时波音轰炸机的外形已相当接近日后的超级空中堡垒了。
1939 年 12 月，波音自费建造了一个 Model334A 全尺寸模型，设计翼载高达每平方米 312 千克，可以装载 907 千克炸弹飞行 8,045 公里。
此时欧陆上空战争阴云密布，为了扩充军力，美国陆军航空队司令享利.H."哈普".阿诺德将军授命成立一个由 W.G.克尔纳准将主持特别委员会，负责为航空队远期装备需求提出建议。著名飞行员查尔斯.林登伯格也是委员会一员，他最近参观过德国飞机制造厂和德国空军基地，为德国的军事实力深感震惊。在该委员会 1939 年 6 月的报告中，克尔纳向陆军航空队推荐了一些新型的远程中型轰炸机和研制中的重型轰炸机。9 月 1 日欧洲战事爆发，受此刺激，1939 年 11 月 10 日阿诺德将军请求国会授权航空队与一家大的飞机制造公司签约研制超远程轰炸机，未来一旦爆发战争，陆军航空队有能力使战火在战争发动国的本土燃烧。12 月 2 日该请求被批准，位于莱特机场的航空器材司令部的唐纳德.L.帕特上尉率工程师开始制定性能要求。
1940 年 1 月，“超级轰炸机”项目开始公布设计标准：最高时速 643 公里，最大航程 8,580 公里，并要求装载 907 千克炸弹时作战半径能达到最大航程的一半，这就是 R-40B 数据文件和 XC-218 设计规范的最基本内容。1940 年 1 月 29 日，陆军部将 R-40B 文件递交给波音、康绍里德（Consolidated）、道格拉斯和洛克希德公司。根据英国提供的欧洲空战的经验教训，官方规范在四月进行修正，加强了自卫武器和装甲，并增加了自封油箱。
显然波音公司在竞争中已经捷足先登，Model334A 的许多特性与陆军的要求不谋而合。并且在 1939 年 8 月，波音就已经正式启动了由 Model334A 进一步改进的 Model341 方案，特点是具有翼展 37.873 米的大长宽比机翼，高升阻比翼剖面。Model341 在 7,620 米高度时最大时速 651.6 公里，采用四具 2,000 马力的普惠 R-2800 发动机，重量 38,860 千克，装载 907 千克炸弹时最大航程达到惊人的 11,263 公里，飞行较短距离时最大载弹量 4,536 千克。
为了符合 R-40B 的要求，波音将 Model341 修改为 Model345。Model345 的乘员舱全部增压，使用赖特 R-3350 发动机取代 Model341 的 R-2800，十二人制机组，前三点起落架，都为双轮，主起落架收入发动机舱而不是以前设计中的收入机翼内。装备 4 座可收放的炮塔作为自卫武器，每座炮塔有两挺 12.7 毫米机枪，尾炮塔除了两挺 12.7 毫米机枪外还装备一门 20 毫米机炮。自卫炮塔采用斯佩里（Sperry）公司的动力旋转炮塔，由炮手通过周视镜瞄准，遥控操作。Model345 装载 907 千克炸弹，以 466 公里/小时的经济巡航速度飞行时，航程 8,580 公里，最大载弹量 7,300 千克，在 7,620 米高度时最大时速预计 615 公里，重 44,316 千克。
1940 年 5 月 11 日，波音将 Model345 方案正式提交给陆军。陆军对此十分感兴趣，6 月 17 日给与波音一笔拨款进行附加的风洞测试，并于 6 月 27 日又追加一笔拨款。
XB-29
1940 年 6 月 27 日，陆军与四家飞机制造商签订“超级轰炸机”预研合同，并按优先顺序赋予波音 XB-29 的型号，洛克希德的方案是 XB-30，道格拉斯 XB-31，康绍里德 XB-32。 在看到处于明显的竞争劣势后，洛克希德和道格拉斯公司在细节设计没有完成之前就退出了。1940 年 8 月 24 日，陆军订购了两架 XB-29 原型机和一架静态测试机，作为 XB-29 的失败保险，9 月 6 日又向康绍里德订购了两架 XB-32 原型机。
洛克希德公司提出的 XB-30 方案，类似该公司的“星座”民航机
康绍里德公司的 XB-32 统治者轰炸机，基本上是 B-24 的放大型
11 月下旬检视过全尺寸模型后，陆军对波音的方案更有信心，并于 12 月 14 日增购了第三架原型机以加快研制进度。
1941 年 5 月波音开始建造第二架全尺寸模型。由于日益增长的战争威胁，陆军航空队在 1941 年 4 月进行了扩编，并改称陆军航空军（US ARMY AIR FORCE）。B-29 计划更加紧急，在 XB-29 原型机还未完工的情况下，航空军又订购了 14 架 YB-29 服役测试机。1941 年 5 月 17 日，陆军决定在政府租给波音的堪萨斯州威奇塔（Wichita）工厂生产首批 250 架 B-29，金额高达 30 亿美元（当年货币价值）。1941 年 12 月珍珠港事件爆发，美国卷入战争，1942 年 2 月 B-29 的定购数量增加到 500 架，3 月份又增加到 1,000 架。为了提高产量，陆军又指定另外三家飞机制造商按许可证生产 B-29，分别是贝尔在佐治亚州玛利埃塔市（Marietta）的新建工厂；北美飞机公司位于密苏里州堪萨斯市的新建工厂；通用汽车费希尔兄弟（Fisher body）分部在俄亥俄州克里夫兰市的新建工厂。但直到此时 B-29 原型机还没有开始试飞，投产的决定显得十分冒险，在航空史上也十分罕见。在生产线建立之前，被指定的 3 家非波音工厂只能先生产 B-26 掠夺者轰炸机过渡。
在量产开始之前，B-29 工厂又进行了调整。考虑到北美的堪萨斯工厂专注于生产 B-25 米切尔轰炸机，所以其 B-29 的生产任务移交给波音在华盛顿的兰顿市（Renton）工厂。兰顿工厂原来准备为海军生产波音 PBB-1 海上巡逻兵（Sea Ranger）双发水上巡逻轰炸机，为此航空军说服海军取消 PBB-1 项目，让兰顿工厂转产 B-29。作为补偿海军将得到陆基的 B-25 和 B-24 轰炸机用以执行海上巡逻任务。
外形怪异的波音 XPBB-1 原型机
后又由于费希尔兄弟工厂专注于生产 P-75 护航战斗机，所以其 B-29 生产任务移交给格伦.L.马丁飞机公司，在其设在内布拉斯加州奥马哈市的一个新建国有工厂内生产。
除了威奇塔、玛利埃塔、兰顿和奥马哈四个主要的 B-29 总装厂外，为 B-29 生产机身组件和部件总成的子承包商遍及美国，其中克莱斯勒、哈得逊、固特异、布里格斯（Briggs）、墨里、塞斯纳公司被选择为生产 B-29 的主要机身构件。
B-29 设计中的碰到的主要问题之一是如何设计完美的机翼。现有的翼型设计都不适合这个史无前例的怪物，能在规定尺寸内产生足够升力的翼型，不是巡航阻力太大就是失速特性太差；巡航阻力和失速特性都能满足要求的翼型在起飞时却无法产生足够的升力，一旦采用，世界上将没有一处机场可以满足它超常的起飞滑跑距离。于是波音推翻现有方案，为 B-29 设计了波音 117 型机翼，全长 43.15 米，翼面积 161.25 平方米。为了解决起降升力问题，117 型机翼后缘设置了一组富勒襟翼，当襟翼全部展开时，全部翼面积可增大 20%，有着很好的低速操控性，襟翼收起后，机翼阻力很低，可以达到较高的巡航速度。随后波音将四分之一尺寸的 B-29 机翼安装在一架仙童（Fairchild）PT-19 教练机（序列号 41-20531）上进行试飞，结果令人满意。
波音将四分之一尺寸的 B-29 机翼安装在一架仙童（Fairchild）PT-19 教练机（序列号 41-20531）上进行试飞
波音还修改了 Model345 的设计，将机翼内侧发动机舱后段延长伸出机翼后缘，增加了襟翼效率。波音 117 型机翼的两个翼梁是用整块铝冷挤压成型，成为是当时世界最大和最重的整体翼梁，在进行结构破坏测试时，压力增加到 136 吨时机翼才断裂。
另外对 Model345 的气动改进就是将前机身从 28.35 米延长到 29.9 米，并将机头外形改为球形，垂尾根部向前延伸以增进安定性。
由于 B-29 的作战飞行高度通常接近万米，外界气温为零下 50 度，再加上全增压乘员舱设计，无法使用人操炮塔，所以采用了遥控炮塔系统。原型机机身上一共安装了 5 个炮塔，机身背部前后各一个，腹部前后各一个，最后一个是尾炮塔，每个炮塔装备 12.7 毫米机枪两挺，尾炮塔再增加一门20毫米炮。有四家公司竞争遥控炮塔系统的合同，包括本迪克斯（Bendix）、通用电气、斯佩里（Sperry）和威斯汀豪斯公司。由于斯佩里为 B-17 和 B-24 设计的人操可升降球形炮塔已在实战中使用过，所以赢得了合同。
XB-29 机腹有前后两个炸弹舱，每个弹舱有独立的舱门。投弹时有一个定时器控制投放顺序，使炸弹在两个弹舱中交替释放以保持飞机重心。
XB-29 的发动机是全新设计的赖特 R-3350 双旋风十八缸气冷星型发动机，2,200 马力。为了增强高空性能，R-3350 配备有两个通用电气 B-11 涡轮增压器而不是通常发动机的一个，增压器由霍尼维尔公司（Honeywell）的电子系统自动调节。原型机安装直径 5.18 米的三叶螺旋桨，由减速比为 100:35 的减速机驱动。发动机舱在外形设计上尽力减少空气阻力，将滑油散热器和增压器中间冷却器直接直入发动机进气口下，减少迎风面积。
虽然庞大，XB-29 的结构却十分传统。除了控制翼面是织物蒙皮外使用全金属材料。每个起落架配备双轮，尾部有一个可伸缩的缓冲器，在飞机进行高姿态着陆和起飞保护尾部。
机组编制预计 10 到 14 名，一般为 12 名，包括正副驾驶、领航员、投弹手、机械师、无线电报员、雷达操作员和五个炮手。投弹手与投弹瞄准具和射击瞄准具一起被安置在机鼻最前方，正副驾驶并排坐投弹手后面，周围有防弹钢板和防弹玻璃的保护；机械师、无线电报员和领航员紧挨着驾驶舱后。后段的增压舱是四个炮手和雷达操作员的位置，都有装甲隔板保护；尾炮手坐在尾部单独的增压舱中，只有在非增压飞行时才能进出尾部小舱。
1942 年 9 月 8 日，XB-29 进行第一次发动机测试
1942 年 9 月 21 日，首架 XB-29（41-0002）终于在波音机场进行了首飞，由波音首席试飞员爱德蒙.T.“埃迪”艾伦驾驶。在这天之前，陆航已经订购了 1,664 架 B-29，波音公司压力巨大。XB-29 没有安装自卫武器，发动机是四具 R-3350-12，但是在一系列的试飞后发现 R-3350 发动机有过热问题，并且在过热时有起火的危险，发动机起火从此时起成为 B-29 的“顽疾”，如噩梦般伴随 B-29 经历整个二战。到十二月为止，艾伦已经完成了 23 次飞行，共计 27 小时，在此期间一共更换了十六个发动机，十九个排气系统，二十二个化油器，另外还发现调速器有问题。在 12 月 28 日的一次试飞中，一具 R-3350 发动机起火，迫使艾伦立即返场紧急降落。除了发动机问题外，XB-29 的气动性能和操纵品质还是优秀的，根据试飞结果，去掉了方向舵助力器，没有发现必要的空气动力学上的改进。首架 XB-29 作为测试机一直留在波音公司
1942 年 12 月 30 日，第二架 XB-29（41-0003）也开始首飞，但是这次飞行又遇到了发动机起火事故，直到将更换了 XB-29 一号机上的发动机后才开始恢复飞行。1943 年 2 月 18 日第二次试飞，但是结果是悲剧性的，起飞 8 分钟之后发动机起火。当艾伦尝试在波音机场紧急降落时，大火烧穿了机翼主梁造成机翼弯曲变形，燃烧的 XB-29 撞向机场附近的弗赖伊（Frye）肉类包装厂，艾伦和全部机组以及地面的 20 名工人丧生。
这次坠机震惊了美国上下，富兰克林.罗斯福总统本来就对 B-29 的一再延误感到不快，在他的时间表中，1943 底 B-29 就应部署在印度轰炸日本。国会介入，哈里.杜鲁门参议员领导的特别委员开始调查在 B-29 项目有无价格欺诈和其他违法行为。这次事件的处理雷声大雨点小，委员会的结论是发动机承包商赖特航空公司交付了低于标准的有缺陷的发动机，陆军航空军也承担了一部分责任，承认在研制过程中向了赖特公司施加了过大的压力以催促其尽快交货。
国会并没有干预波音的研制工作，在吸取了前两架原型机的经验教训后，第三架原型机（41-18335）在 1943 年 6 月飞上天空。这架飞机的发动机和其他方面经过广泛的修改，试飞很顺利，完成后被送往威奇塔工厂协助建立生产线。后又转交于陆航进行武器测试。最后这架飞机坠毁，但无法证明是设计或制造缺陷。
试飞中的第 3 架 XB-29 41-18335
YB-29
在原型机陷入困境时，波音公司并没有闲着，威奇塔工厂开始生产 14 架服役测试机。首架 YB-29（41-36954）在 1943 年 4 月 15 日下线，1943 年 6 月 26 日在第三架 XB-29 首飞后也进行了成功的试飞。YB-29 的发动机是 4 具改进过的 R-3350-21，驱动三叶螺旋桨。
波音威奇塔工厂生产的首架 YB-29
1943 年 6 月 1 日，陆军航空军在 B-29 还没装备的情况下在佐治亚州玛丽埃塔市组建了第一支 B-29 作战部队——第 58 轰炸联队（超重型）。7 月之前，终于有 7 架 YB-29 交付新组建的 B-29 训练中队。
斯佩里有人操纵的球形炮塔已经装备于早期 B-17 飞行堡垒、B-24 解放者和 B-25 米切尔轰炸机上，但是在实战中表现欠佳，常常在野战机场被部队私自拆掉。在 XB-29 测试了斯佩里炮塔后，陆军撤销了斯佩里公司的合约而转向通用电气。通用电气的方案是采用不可收放的炮塔，炮手通过操作计算机化的瞄准具进行遥控射击。炮塔的位置和枪械配置与以前相同，尾部装备一门 20 毫米 M-2 机炮 B 型，带弹 100 发。除了尾炮塔是直瞄的外，所有炮塔都由炮手遥控射击。位于机鼻的投弹手兼任前炮手，后增压舱内安排有三个炮手，为了解决后增压舱炮手的视野问题，在后机身腰部两侧和顶部设置了三个气泡观察窗，每个炮手各司一方。由于气泡观察窗在飞行中需要承受很大的空气压力，在测试期间曾发生过爆裂的事故，后来在试飞中炮手必须系上安全绳避免坠落。
每个炮手位置上都安装了反射式瞄准具，其中左右边炮手的瞄准具就安装在气泡观察窗内侧，中炮手的瞄准具通过转换安装在顶部观察窗下方，炮手需要坐上转椅来操纵。每个瞄准具都与中央火控系统相连，瞄准具的底座可以水平旋转，目镜可以作俯仰旋转，所有的姿态改变都转换成电信号，控制炮塔指向目标。使用时，炮手握住瞄准具两边的棘轮，使目镜对准目标，这时他会看在目镜中看到由一圈亮点组成的准星，这个准星是瞄准具内部白炽灯光源通过透镜反射形成的。通过旋转右侧棘轮，准星可以放大缩小，炮手调好准星大小，正好套住目标后就按下射击按钮，炮塔开始射击。瞄准具上有个设定敌机翼展的装置，炮手根据手册或目视估计敌机翼展并设定后，再通过调节准星光圈的大小，中央火控系统可以自动计算距离，并根据目标的速度、距离、夹角和自机的速度进行射击补偿。左侧棘轮上有一个张开 30 度的金属片，这是一个保险开关，必须被手握住时，瞄准具才能连入火控系统进行遥控射击。
B-29 机鼻的瞄准具，注意左侧棘轮上张开的金属片 右图：炮手正在瞄准目标1940 年 2 月 5 日，星期一，近些日子来一直阴雨绵绵，上午 8:30，波音公司董事长费尔.詹森端着一杯热咖啡坐在办公桌前开始翻阅早间信件。通常在读正文前他习惯先浏览一下信件地址，这一封吸引了他的注意“美国陆军航空队，陆军部，俄亥俄州莱特机场（Wright Field）”。信封里装着厚厚的文件，拆开后封面上写着“美国陆军轰炸机规格说明”，日期是 1940 年 1 月 29 日，詹森抑制不住心中的激动，意识到波音的机会来了。从这天起，揭开了 B-29 超级空中堡垒（Superfortress）传奇的序幕……
研制历程
波音 B-29 超级空中堡垒是整个二战中最杰出的重型轰炸机，创下了多个轰炸机之最：载弹量 9 吨、航程 6,000 公里，能在万米高空巡航，极速 600 公里/小时。B-29 的研制是对当时航空科技的重大挑战，它是首架全部依靠遥控自卫武器并应用中央火控系统和全增压乘员舱的生产型轰炸机。B-29 在二战中是专门用于对付日本的武器，很好地完成了美国陆军航空军“让战火在敌国的领土上燃烧”的战略轰炸意图，摧毁了日本的战争基础，加速了太平洋战争的结束。也许今天人们提起 B-29，就会想起在广岛和长崎上空爆炸的两枚原子弹。
长崎原子弹
B-29 的起源可以追溯到波音 Model316 方案，该方案从 1934 年的 XB-15 发展而来，与 XB-15 主要的不同之处是将下单翼布局改为上单翼布局，并采用先进的前三点起落架。鉴于 XB-15 的动力严重不足，Model316 计划采用尚在设计阶段的四具 2,000 马力的赖特（Wright）双旋风（Duplex Cyclone）十八缸气冷星型发动机，军用型号 B-20，但后被军方取消。
XB-15
此后波音根据陆军航空队的需求，在 1938 年 3 月推出了 Model322 方案，这基本上是 B-17 空中堡垒（Flying Fortress）的改进型，具有增压舱和前三点式起落架。波音公司此时已经具备设计大型增压飞机的经验，设计制造的 Model307 平流层客机（Stratoliner）成为首架投入商业运营的增压客机。Model322 的增压舱结构与平流层客机很相似，继承了标准型 B-17 的机翼与尾翼，但机身经过重新设计，加大了直径。Model322 装备四具普惠 R-2180 发动机。在 7,620 米高度时可以达到最大时速 500 公里，最大载弹量载 4.5 吨。由于此时陆军缺乏启动该方案的资金，波音决定自筹资金继续发展该项目。
Boeing 307 平流层客机
进一步的研发结果是在 1938 末出现的 Model333A。安装四具 1,150 马力的艾利森（Allison）V-1710 直列 12 缸液冷发动机。因为轰炸机需要在高空打开炸弹舱投弹，所以采用全增压直通舱是不切实际的，波音决定只在驾驶舱和机身中段有人员的部位进行气密增压，形成前后独立的增压舱，增压舱之间由通过炸弹舱上方的气密管道相连，机组可以通过管道达到另一个气密舱，这个特点被以后波音所有的远程轰炸机设计所继承。
B-29 后机身的增压乘员舱，通过前方的管道可以到达前增压舱
通道内部，通向机尾，都包覆了软质保护材料
由于艾利森发动机高空性能太差，所以波音改用普惠（Pratt & Whitney）或赖特新设计的气冷星形发动机，这就是 1939 年 2 月出现的 Model333B。Model333B 重 23,668 千克，在 6,000 米高度最大时速 585 公里，能够装载 907 千克（2,000 磅）炸弹飞行 4,000 公里。
1939 年 3 月又出现了 Model334 方案。翼展延长到 36.57 米以容纳足够的燃料来达到 7,240 公里的惊人航程，发动机舱设计成埋入厚厚的主翼中，减低阻力，双垂尾设计为尾炮手提供良好的射界。Model334 重量增加到 30,000 千克，最大载弹量 3.5 吨。
波音在 1939 年 7 月的 Model334A 方案中，将埋入式发动机舱又改回到常规形式，双垂尾改为单垂尾。采用赖特 R-3350 发动机，并使用高长宽比翼展 41.15 米的机翼。此时波音轰炸机的外形已相当接近日后的超级空中堡垒了。
1939 年 12 月，波音自费建造了一个 Model334A 全尺寸模型，设计翼载高达每平方米 312 千克，可以装载 907 千克炸弹飞行 8,045 公里。
此时欧陆上空战争阴云密布，为了扩充军力，美国陆军航空队司令享利.H."哈普".阿诺德将军授命成立一个由 W.G.克尔纳准将主持特别委员会，负责为航空队远期装备需求提出建议。著名飞行员查尔斯.林登伯格也是委员会一员，他最近参观过德国飞机制造厂和德国空军基地，为德国的军事实力深感震惊。在该委员会 1939 年 6 月的报告中，克尔纳向陆军航空队推荐了一些新型的远程中型轰炸机和研制中的重型轰炸机。9 月 1 日欧洲战事爆发，受此刺激，1939 年 11 月 10 日阿诺德将军请求国会授权航空队与一家大的飞机制造公司签约研制超远程轰炸机，未来一旦爆发战争，陆军航空队有能力使战火在战争发动国的本土燃烧。12 月 2 日该请求被批准，位于莱特机场的航空器材司令部的唐纳德.L.帕特上尉率工程师开始制定性能要求。
1940 年 1 月，“超级轰炸机”项目开始公布设计标准：最高时速 643 公里，最大航程 8,580 公里，并要求装载 907 千克炸弹时作战半径能达到最大航程的一半，这就是 R-40B 数据文件和 XC-218 设计规范的最基本内容。1940 年 1 月 29 日，陆军部将 R-40B 文件递交给波音、康绍里德（Consolidated）、道格拉斯和洛克希德公司。根据英国提供的欧洲空战的经验教训，官方规范在四月进行修正，加强了自卫武器和装甲，并增加了自封油箱。
显然波音公司在竞争中已经捷足先登，Model334A 的许多特性与陆军的要求不谋而合。并且在 1939 年 8 月，波音就已经正式启动了由 Model334A 进一步改进的 Model341 方案，特点是具有翼展 37.873 米的大长宽比机翼，高升阻比翼剖面。Model341 在 7,620 米高度时最大时速 651.6 公里，采用四具 2,000 马力的普惠 R-2800 发动机，重量 38,860 千克，装载 907 千克炸弹时最大航程达到惊人的 11,263 公里，飞行较短距离时最大载弹量 4,536 千克。
为了符合 R-40B 的要求，波音将 Model341 修改为 Model345。Model345 的乘员舱全部增压，使用赖特 R-3350 发动机取代 Model341 的 R-2800，十二人制机组，前三点起落架，都为双轮，主起落架收入发动机舱而不是以前设计中的收入机翼内。装备 4 座可收放的炮塔作为自卫武器，每座炮塔有两挺 12.7 毫米机枪，尾炮塔除了两挺 12.7 毫米机枪外还装备一门 20 毫米机炮。自卫炮塔采用斯佩里（Sperry）公司的动力旋转炮塔，由炮手通过周视镜瞄准，遥控操作。Model345 装载 907 千克炸弹，以 466 公里/小时的经济巡航速度飞行时，航程 8,580 公里，最大载弹量 7,300 千克，在 7,620 米高度时最大时速预计 615 公里，重 44,316 千克。
1940 年 5 月 11 日，波音将 Model345 方案正式提交给陆军。陆军对此十分感兴趣，6 月 17 日给与波音一笔拨款进行附加的风洞测试，并于 6 月 27 日又追加一笔拨款。
XB-29
1940 年 6 月 27 日，陆军与四家飞机制造商签订“超级轰炸机”预研合同，并按优先顺序赋予波音 XB-29 的型号，洛克希德的方案是 XB-30，道格拉斯 XB-31，康绍里德 XB-32。 在看到处于明显的竞争劣势后，洛克希德和道格拉斯公司在细节设计没有完成之前就退出了。1940 年 8 月 24 日，陆军订购了两架 XB-29 原型机和一架静态测试机，作为 XB-29 的失败保险，9 月 6 日又向康绍里德订购了两架 XB-32 原型机。
洛克希德公司提出的 XB-30 方案，类似该公司的“星座”民航机
康绍里德公司的 XB-32 统治者轰炸机，基本上是 B-24 的放大型
11 月下旬检视过全尺寸模型后，陆军对波音的方案更有信心，并于 12 月 14 日增购了第三架原型机以加快研制进度。
1941 年 5 月波音开始建造第二架全尺寸模型。由于日益增长的战争威胁，陆军航空队在 1941 年 4 月进行了扩编，并改称陆军航空军（US ARMY AIR FORCE）。B-29 计划更加紧急，在 XB-29 原型机还未完工的情况下，航空军又订购了 14 架 YB-29 服役测试机。1941 年 5 月 17 日，陆军决定在政府租给波音的堪萨斯州威奇塔（Wichita）工厂生产首批 250 架 B-29，金额高达 30 亿美元（当年货币价值）。1941 年 12 月珍珠港事件爆发，美国卷入战争，1942 年 2 月 B-29 的定购数量增加到 500 架，3 月份又增加到 1,000 架。为了提高产量，陆军又指定另外三家飞机制造商按许可证生产 B-29，分别是贝尔在佐治亚州玛利埃塔市（Marietta）的新建工厂；北美飞机公司位于密苏里州堪萨斯市的新建工厂；通用汽车费希尔兄弟（Fisher body）分部在俄亥俄州克里夫兰市的新建工厂。但直到此时 B-29 原型机还没有开始试飞，投产的决定显得十分冒险，在航空史上也十分罕见。在生产线建立之前，被指定的 3 家非波音工厂只能先生产 B-26 掠夺者轰炸机过渡。
在量产开始之前，B-29 工厂又进行了调整。考虑到北美的堪萨斯工厂专注于生产 B-25 米切尔轰炸机，所以其 B-29 的生产任务移交给波音在华盛顿的兰顿市（Renton）工厂。兰顿工厂原来准备为海军生产波音 PBB-1 海上巡逻兵（Sea Ranger）双发水上巡逻轰炸机，为此航空军说服海军取消 PBB-1 项目，让兰顿工厂转产 B-29。作为补偿海军将得到陆基的 B-25 和 B-24 轰炸机用以执行海上巡逻任务。
外形怪异的波音 XPBB-1 原型机
后又由于费希尔兄弟工厂专注于生产 P-75 护航战斗机，所以其 B-29 生产任务移交给格伦.L.马丁飞机公司，在其设在内布拉斯加州奥马哈市的一个新建国有工厂内生产。
除了威奇塔、玛利埃塔、兰顿和奥马哈四个主要的 B-29 总装厂外，为 B-29 生产机身组件和部件总成的子承包商遍及美国，其中克莱斯勒、哈得逊、固特异、布里格斯（Briggs）、墨里、塞斯纳公司被选择为生产 B-29 的主要机身构件。
B-29 设计中的碰到的主要问题之一是如何设计完美的机翼。现有的翼型设计都不适合这个史无前例的怪物，能在规定尺寸内产生足够升力的翼型，不是巡航阻力太大就是失速特性太差；巡航阻力和失速特性都能满足要求的翼型在起飞时却无法产生足够的升力，一旦采用，世界上将没有一处机场可以满足它超常的起飞滑跑距离。于是波音推翻现有方案，为 B-29 设计了波音 117 型机翼，全长 43.15 米，翼面积 161.25 平方米。为了解决起降升力问题，117 型机翼后缘设置了一组富勒襟翼，当襟翼全部展开时，全部翼面积可增大 20%，有着很好的低速操控性，襟翼收起后，机翼阻力很低，可以达到较高的巡航速度。随后波音将四分之一尺寸的 B-29 机翼安装在一架仙童（Fairchild）PT-19 教练机（序列号 41-20531）上进行试飞，结果令人满意。
波音将四分之一尺寸的 B-29 机翼安装在一架仙童（Fairchild）PT-19 教练机（序列号 41-20531）上进行试飞
波音还修改了 Model345 的设计，将机翼内侧发动机舱后段延长伸出机翼后缘，增加了襟翼效率。波音 117 型机翼的两个翼梁是用整块铝冷挤压成型，成为是当时世界最大和最重的整体翼梁，在进行结构破坏测试时，压力增加到 136 吨时机翼才断裂。
另外对 Model345 的气动改进就是将前机身从 28.35 米延长到 29.9 米，并将机头外形改为球形，垂尾根部向前延伸以增进安定性。
由于 B-29 的作战飞行高度通常接近万米，外界气温为零下 50 度，再加上全增压乘员舱设计，无法使用人操炮塔，所以采用了遥控炮塔系统。原型机机身上一共安装了 5 个炮塔，机身背部前后各一个，腹部前后各一个，最后一个是尾炮塔，每个炮塔装备 12.7 毫米机枪两挺，尾炮塔再增加一门20毫米炮。有四家公司竞争遥控炮塔系统的合同，包括本迪克斯（Bendix）、通用电气、斯佩里（Sperry）和威斯汀豪斯公司。由于斯佩里为 B-17 和 B-24 设计的人操可升降球形炮塔已在实战中使用过，所以赢得了合同。
XB-29 机腹有前后两个炸弹舱，每个弹舱有独立的舱门。投弹时有一个定时器控制投放顺序，使炸弹在两个弹舱中交替释放以保持飞机重心。
XB-29 的发动机是全新设计的赖特 R-3350 双旋风十八缸气冷星型发动机，2,200 马力。为了增强高空性能，R-3350 配备有两个通用电气 B-11 涡轮增压器而不是通常发动机的一个，增压器由霍尼维尔公司（Honeywell）的电子系统自动调节。原型机安装直径 5.18 米的三叶螺旋桨，由减速比为 100:35 的减速机驱动。发动机舱在外形设计上尽力减少空气阻力，将滑油散热器和增压器中间冷却器直接直入发动机进气口下，减少迎风面积。
虽然庞大，XB-29 的结构却十分传统。除了控制翼面是织物蒙皮外使用全金属材料。每个起落架配备双轮，尾部有一个可伸缩的缓冲器，在飞机进行高姿态着陆和起飞保护尾部。
机组编制预计 10 到 14 名，一般为 12 名，包括正副驾驶、领航员、投弹手、机械师、无线电报员、雷达操作员和五个炮手。投弹手与投弹瞄准具和射击瞄准具一起被安置在机鼻最前方，正副驾驶并排坐投弹手后面，周围有防弹钢板和防弹玻璃的保护；机械师、无线电报员和领航员紧挨着驾驶舱后。后段的增压舱是四个炮手和雷达操作员的位置，都有装甲隔板保护；尾炮手坐在尾部单独的增压舱中，只有在非增压飞行时才能进出尾部小舱。
1942 年 9 月 8 日，XB-29 进行第一次发动机测试
1942 年 9 月 21 日，首架 XB-29（41-0002）终于在波音机场进行了首飞，由波音首席试飞员爱德蒙.T.“埃迪”艾伦驾驶。在这天之前，陆航已经订购了 1,664 架 B-29，波音公司压力巨大。XB-29 没有安装自卫武器，发动机是四具 R-3350-12，但是在一系列的试飞后发现 R-3350 发动机有过热问题，并且在过热时有起火的危险，发动机起火从此时起成为 B-29 的“顽疾”，如噩梦般伴随 B-29 经历整个二战。到十二月为止，艾伦已经完成了 23 次飞行，共计 27 小时，在此期间一共更换了十六个发动机，十九个排气系统，二十二个化油器，另外还发现调速器有问题。在 12 月 28 日的一次试飞中，一具 R-3350 发动机起火，迫使艾伦立即返场紧急降落。除了发动机问题外，XB-29 的气动性能和操纵品质还是优秀的，根据试飞结果，去掉了方向舵助力器，没有发现必要的空气动力学上的改进。首架 XB-29 作为测试机一直留在波音公司
1942 年 12 月 30 日，第二架 XB-29（41-0003）也开始首飞，但是这次飞行又遇到了发动机起火事故，直到将更换了 XB-29 一号机上的发动机后才开始恢复飞行。1943 年 2 月 18 日第二次试飞，但是结果是悲剧性的，起飞 8 分钟之后发动机起火。当艾伦尝试在波音机场紧急降落时，大火烧穿了机翼主梁造成机翼弯曲变形，燃烧的 XB-29 撞向机场附近的弗赖伊（Frye）肉类包装厂，艾伦和全部机组以及地面的 20 名工人丧生。
这次坠机震惊了美国上下，富兰克林.罗斯福总统本来就对 B-29 的一再延误感到不快，在他的时间表中，1943 底 B-29 就应部署在印度轰炸日本。国会介入，哈里.杜鲁门参议员领导的特别委员开始调查在 B-29 项目有无价格欺诈和其他违法行为。这次事件的处理雷声大雨点小，委员会的结论是发动机承包商赖特航空公司交付了低于标准的有缺陷的发动机，陆军航空军也承担了一部分责任，承认在研制过程中向了赖特公司施加了过大的压力以催促其尽快交货。
国会并没有干预波音的研制工作，在吸取了前两架原型机的经验教训后，第三架原型机（41-18335）在 1943 年 6 月飞上天空。这架飞机的发动机和其他方面经过广泛的修改，试飞很顺利，完成后被送往威奇塔工厂协助建立生产线。后又转交于陆航进行武器测试。最后这架飞机坠毁，但无法证明是设计或制造缺陷。
试飞中的第 3 架 XB-29 41-18335
YB-29
在原型机陷入困境时，波音公司并没有闲着，威奇塔工厂开始生产 14 架服役测试机。首架 YB-29（41-36954）在 1943 年 4 月 15 日下线，1943 年 6 月 26 日在第三架 XB-29 首飞后也进行了成功的试飞。YB-29 的发动机是 4 具改进过的 R-3350-21，驱动三叶螺旋桨。
波音威奇塔工厂生产的首架 YB-29
1943 年 6 月 1 日，陆军航空军在 B-29 还没装备的情况下在佐治亚州玛丽埃塔市组建了第一支 B-29 作战部队——第 58 轰炸联队（超重型）。7 月之前，终于有 7 架 YB-29 交付新组建的 B-29 训练中队。
斯佩里有人操纵的球形炮塔已经装备于早期 B-17 飞行堡垒、B-24 解放者和 B-25 米切尔轰炸机上，但是在实战中表现欠佳，常常在野战机场被部队私自拆掉。在 XB-29 测试了斯佩里炮塔后，陆军撤销了斯佩里公司的合约而转向通用电气。通用电气的方案是采用不可收放的炮塔，炮手通过操作计算机化的瞄准具进行遥控射击。炮塔的位置和枪械配置与以前相同，尾部装备一门 20 毫米 M-2 机炮 B 型，带弹 100 发。除了尾炮塔是直瞄的外，所有炮塔都由炮手遥控射击。位于机鼻的投弹手兼任前炮手，后增压舱内安排有三个炮手，为了解决后增压舱炮手的视野问题，在后机身腰部两侧和顶部设置了三个气泡观察窗，每个炮手各司一方。由于气泡观察窗在飞行中需要承受很大的空气压力，在测试期间曾发生过爆裂的事故，后来在试飞中炮手必须系上安全绳避免坠落。
每个炮手位置上都安装了反射式瞄准具，其中左右边炮手的瞄准具就安装在气泡观察窗内侧，中炮手的瞄准具通过转换安装在顶部观察窗下方，炮手需要坐上转椅来操纵。每个瞄准具都与中央火控系统相连，瞄准具的底座可以水平旋转，目镜可以作俯仰旋转，所有的姿态改变都转换成电信号，控制炮塔指向目标。使用时，炮手握住瞄准具两边的棘轮，使目镜对准目标，这时他会看在目镜中看到由一圈亮点组成的准星，这个准星是瞄准具内部白炽灯光源通过透镜反射形成的。通过旋转右侧棘轮，准星可以放大缩小，炮手调好准星大小，正好套住目标后就按下射击按钮，炮塔开始射击。瞄准具上有个设定敌机翼展的装置，炮手根据手册或目视估计敌机翼展并设定后，再通过调节准星光圈的大小，中央火控系统可以自动计算距离，并根据目标的速度、距离、夹角和自机的速度进行射击补偿。左侧棘轮上有一个张开 30 度的金属片，这是一个保险开关，必须被手握住时，瞄准具才能连入火控系统进行遥控射击。
B-29 机鼻的瞄准具，注意左侧棘轮上张开的金属片 右图：炮手正在瞄准目标
研制历程
波音 B-29 超级空中堡垒是整个二战中最杰出的重型轰炸机，创下了多个轰炸机之最：载弹量 9 吨、航程 6,000 公里，能在万米高空巡航，极速 600 公里/小时。B-29 的研制是对当时航空科技的重大挑战，它是首架全部依靠遥控自卫武器并应用中央火控系统和全增压乘员舱的生产型轰炸机。B-29 在二战中是专门用于对付日本的武器，很好地完成了美国陆军航空军“让战火在敌国的领土上燃烧”的战略轰炸意图，摧毁了日本的战争基础，加速了太平洋战争的结束。也许今天人们提起 B-29，就会想起在广岛和长崎上空爆炸的两枚原子弹。
长崎原子弹
B-29 的起源可以追溯到波音 Model316 方案，该方案从 1934 年的 XB-15 发展而来，与 XB-15 主要的不同之处是将下单翼布局改为上单翼布局，并采用先进的前三点起落架。鉴于 XB-15 的动力严重不足，Model316 计划采用尚在设计阶段的四具 2,000 马力的赖特（Wright）双旋风（Duplex Cyclone）十八缸气冷星型发动机，军用型号 B-20，但后被军方取消。
XB-15
此后波音根据陆军航空队的需求，在 1938 年 3 月推出了 Model322 方案，这基本上是 B-17 空中堡垒（Flying Fortress）的改进型，具有增压舱和前三点式起落架。波音公司此时已经具备设计大型增压飞机的经验，设计制造的 Model307 平流层客机（Stratoliner）成为首架投入商业运营的增压客机。Model322 的增压舱结构与平流层客机很相似，继承了标准型 B-17 的机翼与尾翼，但机身经过重新设计，加大了直径。Model322 装备四具普惠 R-2180 发动机。在 7,620 米高度时可以达到最大时速 500 公里，最大载弹量载 4.5 吨。由于此时陆军缺乏启动该方案的资金，波音决定自筹资金继续发展该项目。
Boeing 307 平流层客机
进一步的研发结果是在 1938 末出现的 Model333A。安装四具 1,150 马力的艾利森（Allison）V-1710 直列 12 缸液冷发动机。因为轰炸机需要在高空打开炸弹舱投弹，所以采用全增压直通舱是不切实际的，波音决定只在驾驶舱和机身中段有人员的部位进行气密增压，形成前后独立的增压舱，增压舱之间由通过炸弹舱上方的气密管道相连，机组可以通过管道达到另一个气密舱，这个特点被以后波音所有的远程轰炸机设计所继承。
B-29 后机身的增压乘员舱，通过前方的管道可以到达前增压舱
通道内部，通向机尾，都包覆了软质保护材料
由于艾利森发动机高空性能太差，所以波音改用普惠（Pratt & Whitney）或赖特新设计的气冷星形发动机，这就是 1939 年 2 月出现的 Model333B。Model333B 重 23,668 千克，在 6,000 米高度最大时速 585 公里，能够装载 907 千克（2,000 磅）炸弹飞行 4,000 公里。
1939 年 3 月又出现了 Model334 方案。翼展延长到 36.57 米以容纳足够的燃料来达到 7,240 公里的惊人航程，发动机舱设计成埋入厚厚的主翼中，减低阻力，双垂尾设计为尾炮手提供良好的射界。Model334 重量增加到 30,000 千克，最大载弹量 3.5 吨。
波音在 1939 年 7 月的 Model334A 方案中，将埋入式发动机舱又改回到常规形式，双垂尾改为单垂尾。采用赖特 R-3350 发动机，并使用高长宽比翼展 41.15 米的机翼。此时波音轰炸机的外形已相当接近日后的超级空中堡垒了。
1939 年 12 月，波音自费建造了一个 Model334A 全尺寸模型，设计翼载高达每平方米 312 千克，可以装载 907 千克炸弹飞行 8,045 公里。
此时欧陆上空战争阴云密布，为了扩充军力，美国陆军航空队司令享利.H."哈普".阿诺德将军授命成立一个由 W.G.克尔纳准将主持特别委员会，负责为航空队远期装备需求提出建议。著名飞行员查尔斯.林登伯格也是委员会一员，他最近参观过德国飞机制造厂和德国空军基地，为德国的军事实力深感震惊。在该委员会 1939 年 6 月的报告中，克尔纳向陆军航空队推荐了一些新型的远程中型轰炸机和研制中的重型轰炸机。9 月 1 日欧洲战事爆发，受此刺激，1939 年 11 月 10 日阿诺德将军请求国会授权航空队与一家大的飞机制造公司签约研制超远程轰炸机，未来一旦爆发战争，陆军航空队有能力使战火在战争发动国的本土燃烧。12 月 2 日该请求被批准，位于莱特机场的航空器材司令部的唐纳德.L.帕特上尉率工程师开始制定性能要求。
1940 年 1 月，“超级轰炸机”项目开始公布设计标准：最高时速 643 公里，最大航程 8,580 公里，并要求装载 907 千克炸弹时作战半径能达到最大航程的一半，这就是 R-40B 数据文件和 XC-218 设计规范的最基本内容。1940 年 1 月 29 日，陆军部将 R-40B 文件递交给波音、康绍里德（Consolidated）、道格拉斯和洛克希德公司。根据英国提供的欧洲空战的经验教训，官方规范在四月进行修正，加强了自卫武器和装甲，并增加了自封油箱。
显然波音公司在竞争中已经捷足先登，Model334A 的许多特性与陆军的要求不谋而合。并且在 1939 年 8 月，波音就已经正式启动了由 Model334A 进一步改进的 Model341 方案，特点是具有翼展 37.873 米的大长宽比机翼，高升阻比翼剖面。Model341 在 7,620 米高度时最大时速 651.6 公里，采用四具 2,000 马力的普惠 R-2800 发动机，重量 38,860 千克，装载 907 千克炸弹时最大航程达到惊人的 11,263 公里，飞行较短距离时最大载弹量 4,536 千克。
为了符合 R-40B 的要求，波音将 Model341 修改为 Model345。Model345 的乘员舱全部增压，使用赖特 R-3350 发动机取代 Model341 的 R-2800，十二人制机组，前三点起落架，都为双轮，主起落架收入发动机舱而不是以前设计中的收入机翼内。装备 4 座可收放的炮塔作为自卫武器，每座炮塔有两挺 12.7 毫米机枪，尾炮塔除了两挺 12.7 毫米机枪外还装备一门 20 毫米机炮。自卫炮塔采用斯佩里（Sperry）公司的动力旋转炮塔，由炮手通过周视镜瞄准，遥控操作。Model345 装载 907 千克炸弹，以 466 公里/小时的经济巡航速度飞行时，航程 8,580 公里，最大载弹量 7,300 千克，在 7,620 米高度时最大时速预计 615 公里，重 44,316 千克。
1940 年 5 月 11 日，波音将 Model345 方案正式提交给陆军。陆军对此十分感兴趣，6 月 17 日给与波音一笔拨款进行附加的风洞测试，并于 6 月 27 日又追加一笔拨款。
XB-29
1940 年 6 月 27 日，陆军与四家飞机制造商签订“超级轰炸机”预研合同，并按优先顺序赋予波音 XB-29 的型号，洛克希德的方案是 XB-30，道格拉斯 XB-31，康绍里德 XB-32。 在看到处于明显的竞争劣势后，洛克希德和道格拉斯公司在细节设计没有完成之前就退出了。1940 年 8 月 24 日，陆军订购了两架 XB-29 原型机和一架静态测试机，作为 XB-29 的失败保险，9 月 6 日又向康绍里德订购了两架 XB-32 原型机。
洛克希德公司提出的 XB-30 方案，类似该公司的“星座”民航机
康绍里德公司的 XB-32 统治者轰炸机，基本上是 B-24 的放大型
11 月下旬检视过全尺寸模型后，陆军对波音的方案更有信心，并于 12 月 14 日增购了第三架原型机以加快研制进度。
1941 年 5 月波音开始建造第二架全尺寸模型。由于日益增长的战争威胁，陆军航空队在 1941 年 4 月进行了扩编，并改称陆军航空军（US ARMY AIR FORCE）。B-29 计划更加紧急，在 XB-29 原型机还未完工的情况下，航空军又订购了 14 架 YB-29 服役测试机。1941 年 5 月 17 日，陆军决定在政府租给波音的堪萨斯州威奇塔（Wichita）工厂生产首批 250 架 B-29，金额高达 30 亿美元（当年货币价值）。1941 年 12 月珍珠港事件爆发，美国卷入战争，1942 年 2 月 B-29 的定购数量增加到 500 架，3 月份又增加到 1,000 架。为了提高产量，陆军又指定另外三家飞机制造商按许可证生产 B-29，分别是贝尔在佐治亚州玛利埃塔市（Marietta）的新建工厂；北美飞机公司位于密苏里州堪萨斯市的新建工厂；通用汽车费希尔兄弟（Fisher body）分部在俄亥俄州克里夫兰市的新建工厂。但直到此时 B-29 原型机还没有开始试飞，投产的决定显得十分冒险，在航空史上也十分罕见。在生产线建立之前，被指定的 3 家非波音工厂只能先生产 B-26 掠夺者轰炸机过渡。
在量产开始之前，B-29 工厂又进行了调整。考虑到北美的堪萨斯工厂专注于生产 B-25 米切尔轰炸机，所以其 B-29 的生产任务移交给波音在华盛顿的兰顿市（Renton）工厂。兰顿工厂原来准备为海军生产波音 PBB-1 海上巡逻兵（Sea Ranger）双发水上巡逻轰炸机，为此航空军说服海军取消 PBB-1 项目，让兰顿工厂转产 B-29。作为补偿海军将得到陆基的 B-25 和 B-24 轰炸机用以执行海上巡逻任务。
外形怪异的波音 XPBB-1 原型机
后又由于费希尔兄弟工厂专注于生产 P-75 护航战斗机，所以其 B-29 生产任务移交给格伦.L.马丁飞机公司，在其设在内布拉斯加州奥马哈市的一个新建国有工厂内生产。
除了威奇塔、玛利埃塔、兰顿和奥马哈四个主要的 B-29 总装厂外，为 B-29 生产机身组件和部件总成的子承包商遍及美国，其中克莱斯勒、哈得逊、固特异、布里格斯（Briggs）、墨里、塞斯纳公司被选择为生产 B-29 的主要机身构件。
B-29 设计中的碰到的主要问题之一是如何设计完美的机翼。现有的翼型设计都不适合这个史无前例的怪物，能在规定尺寸内产生足够升力的翼型，不是巡航阻力太大就是失速特性太差；巡航阻力和失速特性都能满足要求的翼型在起飞时却无法产生足够的升力，一旦采用，世界上将没有一处机场可以满足它超常的起飞滑跑距离。于是波音推翻现有方案，为 B-29 设计了波音 117 型机翼，全长 43.15 米，翼面积 161.25 平方米。为了解决起降升力问题，117 型机翼后缘设置了一组富勒襟翼，当襟翼全部展开时，全部翼面积可增大 20%，有着很好的低速操控性，襟翼收起后，机翼阻力很低，可以达到较高的巡航速度。随后波音将四分之一尺寸的 B-29 机翼安装在一架仙童（Fairchild）PT-19 教练机（序列号 41-20531）上进行试飞，结果令人满意。
波音将四分之一尺寸的 B-29 机翼安装在一架仙童（Fairchild）PT-19 教练机（序列号 41-20531）上进行试飞
波音还修改了 Model345 的设计，将机翼内侧发动机舱后段延长伸出机翼后缘，增加了襟翼效率。波音 117 型机翼的两个翼梁是用整块铝冷挤压成型，成为是当时世界最大和最重的整体翼梁，在进行结构破坏测试时，压力增加到 136 吨时机翼才断裂。
另外对 Model345 的气动改进就是将前机身从 28.35 米延长到 29.9 米，并将机头外形改为球形，垂尾根部向前延伸以增进安定性。
由于 B-29 的作战飞行高度通常接近万米，外界气温为零下 50 度，再加上全增压乘员舱设计，无法使用人操炮塔，所以采用了遥控炮塔系统。原型机机身上一共安装了 5 个炮塔，机身背部前后各一个，腹部前后各一个，最后一个是尾炮塔，每个炮塔装备 12.7 毫米机枪两挺，尾炮塔再增加一门20毫米炮。有四家公司竞争遥控炮塔系统的合同，包括本迪克斯（Bendix）、通用电气、斯佩里（Sperry）和威斯汀豪斯公司。由于斯佩里为 B-17 和 B-24 设计的人操可升降球形炮塔已在实战中使用过，所以赢得了合同。
XB-29 机腹有前后两个炸弹舱，每个弹舱有独立的舱门。投弹时有一个定时器控制投放顺序，使炸弹在两个弹舱中交替释放以保持飞机重心。
XB-29 的发动机是全新设计的赖特 R-3350 双旋风十八缸气冷星型发动机，2,200 马力。为了增强高空性能，R-3350 配备有两个通用电气 B-11 涡轮增压器而不是通常发动机的一个，增压器由霍尼维尔公司（Honeywell）的电子系统自动调节。原型机安装直径 5.18 米的三叶螺旋桨，由减速比为 100:35 的减速机驱动。发动机舱在外形设计上尽力减少空气阻力，将滑油散热器和增压器中间冷却器直接直入发动机进气口下，减少迎风面积。
虽然庞大，XB-29 的结构却十分传统。除了控制翼面是织物蒙皮外使用全金属材料。每个起落架配备双轮，尾部有一个可伸缩的缓冲器，在飞机进行高姿态着陆和起飞保护尾部。
机组编制预计 10 到 14 名，一般为 12 名，包括正副驾驶、领航员、投弹手、机械师、无线电报员、雷达操作员和五个炮手。投弹手与投弹瞄准具和射击瞄准具一起被安置在机鼻最前方，正副驾驶并排坐投弹手后面，周围有防弹钢板和防弹玻璃的保护；机械师、无线电报员和领航员紧挨着驾驶舱后。后段的增压舱是四个炮手和雷达操作员的位置，都有装甲隔板保护；尾炮手坐在尾部单独的增压舱中，只有在非增压飞行时才能进出尾部小舱。
1942 年 9 月 8 日，XB-29 进行第一次发动机测试
1942 年 9 月 21 日，首架 XB-29（41-0002）终于在波音机场进行了首飞，由波音首席试飞员爱德蒙.T.“埃迪”艾伦驾驶。在这天之前，陆航已经订购了 1,664 架 B-29，波音公司压力巨大。XB-29 没有安装自卫武器，发动机是四具 R-3350-12，但是在一系列的试飞后发现 R-3350 发动机有过热问题，并且在过热时有起火的危险，发动机起火从此时起成为 B-29 的“顽疾”，如噩梦般伴随 B-29 经历整个二战。到十二月为止，艾伦已经完成了 23 次飞行，共计 27 小时，在此期间一共更换了十六个发动机，十九个排气系统，二十二个化油器，另外还发现调速器有问题。在 12 月 28 日的一次试飞中，一具 R-3350 发动机起火，迫使艾伦立即返场紧急降落。除了发动机问题外，XB-29 的气动性能和操纵品质还是优秀的，根据试飞结果，去掉了方向舵助力器，没有发现必要的空气动力学上的改进。首架 XB-29 作为测试机一直留在波音公司
1942 年 12 月 30 日，第二架 XB-29（41-0003）也开始首飞，但是这次飞行又遇到了发动机起火事故，直到将更换了 XB-29 一号机上的发动机后才开始恢复飞行。1943 年 2 月 18 日第二次试飞，但是结果是悲剧性的，起飞 8 分钟之后发动机起火。当艾伦尝试在波音机场紧急降落时，大火烧穿了机翼主梁造成机翼弯曲变形，燃烧的 XB-29 撞向机场附近的弗赖伊（Frye）肉类包装厂，艾伦和全部机组以及地面的 20 名工人丧生。
这次坠机震惊了美国上下，富兰克林.罗斯福总统本来就对 B-29 的一再延误感到不快，在他的时间表中，1943 底 B-29 就应部署在印度轰炸日本。国会介入，哈里.杜鲁门参议员领导的特别委员开始调查在 B-29 项目有无价格欺诈和其他违法行为。这次事件的处理雷声大雨点小，委员会的结论是发动机承包商赖特航空公司交付了低于标准的有缺陷的发动机，陆军航空军也承担了一部分责任，承认在研制过程中向了赖特公司施加了过大的压力以催促其尽快交货。
国会并没有干预波音的研制工作，在吸取了前两架原型机的经验教训后，第三架原型机（41-18335）在 1943 年 6 月飞上天空。这架飞机的发动机和其他方面经过广泛的修改，试飞很顺利，完成后被送往威奇塔工厂协助建立生产线。后又转交于陆航进行武器测试。最后这架飞机坠毁，但无法证明是设计或制造缺陷。
试飞中的第 3 架 XB-29 41-18335
YB-29
在原型机陷入困境时，波音公司并没有闲着，威奇塔工厂开始生产 14 架服役测试机。首架 YB-29（41-36954）在 1943 年 4 月 15 日下线，1943 年 6 月 26 日在第三架 XB-29 首飞后也进行了成功的试飞。YB-29 的发动机是 4 具改进过的 R-3350-21，驱动三叶螺旋桨。
波音威奇塔工厂生产的首架 YB-29
1943 年 6 月 1 日，陆军航空军在 B-29 还没装备的情况下在佐治亚州玛丽埃塔市组建了第一支 B-29 作战部队——第 58 轰炸联队（超重型）。7 月之前，终于有 7 架 YB-29 交付新组建的 B-29 训练中队。
斯佩里有人操纵的球形炮塔已经装备于早期 B-17 飞行堡垒、B-24 解放者和 B-25 米切尔轰炸机上，但是在实战中表现欠佳，常常在野战机场被部队私自拆掉。在 XB-29 测试了斯佩里炮塔后，陆军撤销了斯佩里公司的合约而转向通用电气。通用电气的方案是采用不可收放的炮塔，炮手通过操作计算机化的瞄准具进行遥控射击。炮塔的位置和枪械配置与以前相同，尾部装备一门 20 毫米 M-2 机炮 B 型，带弹 100 发。除了尾炮塔是直瞄的外，所有炮塔都由炮手遥控射击。位于机鼻的投弹手兼任前炮手，后增压舱内安排有三个炮手，为了解决后增压舱炮手的视野问题，在后机身腰部两侧和顶部设置了三个气泡观察窗，每个炮手各司一方。由于气泡观察窗在飞行中需要承受很大的空气压力，在测试期间曾发生过爆裂的事故，后来在试飞中炮手必须系上安全绳避免坠落。
每个炮手位置上都安装了反射式瞄准具，其中左右边炮手的瞄准具就安装在气泡观察窗内侧，中炮手的瞄准具通过转换安装在顶部观察窗下方，炮手需要坐上转椅来操纵。每个瞄准具都与中央火控系统相连，瞄准具的底座可以水平旋转，目镜可以作俯仰旋转，所有的姿态改变都转换成电信号，控制炮塔指向目标。使用时，炮手握住瞄准具两边的棘轮，使目镜对准目标，这时他会看在目镜中看到由一圈亮点组成的准星，这个准星是瞄准具内部白炽灯光源通过透镜反射形成的。通过旋转右侧棘轮，准星可以放大缩小，炮手调好准星大小，正好套住目标后就按下射击按钮，炮塔开始射击。瞄准具上有个设定敌机翼展的装置，炮手根据手册或目视估计敌机翼展并设定后，再通过调节准星光圈的大小，中央火控系统可以自动计算距离，并根据目标的速度、距离、夹角和自机的速度进行射击补偿。左侧棘轮上有一个张开 30 度的金属片，这是一个保险开关，必须被手握住时，瞄准具才能连入火控系统进行遥控射击。
B-29 机鼻的瞄准具，注意左侧棘轮上张开的金属片 右图：炮手正在瞄准目标1940 年 2 月 5 日，星期一，近些日子来一直阴雨绵绵，上午 8:30，波音公司董事长费尔.詹森端着一杯热咖啡坐在办公桌前开始翻阅早间信件。通常在读正文前他习惯先浏览一下信件地址，这一封吸引了他的注意“美国陆军航空队，陆军部，俄亥俄州莱特机场（Wright Field）”。信封里装着厚厚的文件，拆开后封面上写着“美国陆军轰炸机规格说明”，日期是 1940 年 1 月 29 日，詹森抑制不住心中的激动，意识到波音的机会来了。从这天起，揭开了 B-29 超级空中堡垒（Superfortress）传奇的序幕……
研制历程
波音 B-29 超级空中堡垒是整个二战中最杰出的重型轰炸机，创下了多个轰炸机之最：载弹量 9 吨、航程 6,000 公里，能在万米高空巡航，极速 600 公里/小时。B-29 的研制是对当时航空科技的重大挑战，它是首架全部依靠遥控自卫武器并应用中央火控系统和全增压乘员舱的生产型轰炸机。B-29 在二战中是专门用于对付日本的武器，很好地完成了美国陆军航空军“让战火在敌国的领土上燃烧”的战略轰炸意图，摧毁了日本的战争基础，加速了太平洋战争的结束。也许今天人们提起 B-29，就会想起在广岛和长崎上空爆炸的两枚原子弹。
长崎原子弹
B-29 的起源可以追溯到波音 Model316 方案，该方案从 1934 年的 XB-15 发展而来，与 XB-15 主要的不同之处是将下单翼布局改为上单翼布局，并采用先进的前三点起落架。鉴于 XB-15 的动力严重不足，Model316 计划采用尚在设计阶段的四具 2,000 马力的赖特（Wright）双旋风（Duplex Cyclone）十八缸气冷星型发动机，军用型号 B-20，但后被军方取消。
XB-15
此后波音根据陆军航空队的需求，在 1938 年 3 月推出了 Model322 方案，这基本上是 B-17 空中堡垒（Flying Fortress）的改进型，具有增压舱和前三点式起落架。波音公司此时已经具备设计大型增压飞机的经验，设计制造的 Model307 平流层客机（Stratoliner）成为首架投入商业运营的增压客机。Model322 的增压舱结构与平流层客机很相似，继承了标准型 B-17 的机翼与尾翼，但机身经过重新设计，加大了直径。Model322 装备四具普惠 R-2180 发动机。在 7,620 米高度时可以达到最大时速 500 公里，最大载弹量载 4.5 吨。由于此时陆军缺乏启动该方案的资金，波音决定自筹资金继续发展该项目。
Boeing 307 平流层客机
进一步的研发结果是在 1938 末出现的 Model333A。安装四具 1,150 马力的艾利森（Allison）V-1710 直列 12 缸液冷发动机。因为轰炸机需要在高空打开炸弹舱投弹，所以采用全增压直通舱是不切实际的，波音决定只在驾驶舱和机身中段有人员的部位进行气密增压，形成前后独立的增压舱，增压舱之间由通过炸弹舱上方的气密管道相连，机组可以通过管道达到另一个气密舱，这个特点被以后波音所有的远程轰炸机设计所继承。
B-29 后机身的增压乘员舱，通过前方的管道可以到达前增压舱
通道内部，通向机尾，都包覆了软质保护材料
由于艾利森发动机高空性能太差，所以波音改用普惠（Pratt & Whitney）或赖特新设计的气冷星形发动机，这就是 1939 年 2 月出现的 Model333B。Model333B 重 23,668 千克，在 6,000 米高度最大时速 585 公里，能够装载 907 千克（2,000 磅）炸弹飞行 4,000 公里。
1939 年 3 月又出现了 Model334 方案。翼展延长到 36.57 米以容纳足够的燃料来达到 7,240 公里的惊人航程，发动机舱设计成埋入厚厚的主翼中，减低阻力，双垂尾设计为尾炮手提供良好的射界。Model334 重量增加到 30,000 千克，最大载弹量 3.5 吨。
波音在 1939 年 7 月的 Model334A 方案中，将埋入式发动机舱又改回到常规形式，双垂尾改为单垂尾。采用赖特 R-3350 发动机，并使用高长宽比翼展 41.15 米的机翼。此时波音轰炸机的外形已相当接近日后的超级空中堡垒了。
1939 年 12 月，波音自费建造了一个 Model334A 全尺寸模型，设计翼载高达每平方米 312 千克，可以装载 907 千克炸弹飞行 8,045 公里。
此时欧陆上空战争阴云密布，为了扩充军力，美国陆军航空队司令享利.H."哈普".阿诺德将军授命成立一个由 W.G.克尔纳准将主持特别委员会，负责为航空队远期装备需求提出建议。著名飞行员查尔斯.林登伯格也是委员会一员，他最近参观过德国飞机制造厂和德国空军基地，为德国的军事实力深感震惊。在该委员会 1939 年 6 月的报告中，克尔纳向陆军航空队推荐了一些新型的远程中型轰炸机和研制中的重型轰炸机。9 月 1 日欧洲战事爆发，受此刺激，1939 年 11 月 10 日阿诺德将军请求国会授权航空队与一家大的飞机制造公司签约研制超远程轰炸机，未来一旦爆发战争，陆军航空队有能力使战火在战争发动国的本土燃烧。12 月 2 日该请求被批准，位于莱特机场的航空器材司令部的唐纳德.L.帕特上尉率工程师开始制定性能要求。
1940 年 1 月，“超级轰炸机”项目开始公布设计标准：最高时速 643 公里，最大航程 8,580 公里，并要求装载 907 千克炸弹时作战半径能达到最大航程的一半，这就是 R-40B 数据文件和 XC-218 设计规范的最基本内容。1940 年 1 月 29 日，陆军部将 R-40B 文件递交给波音、康绍里德（Consolidated）、道格拉斯和洛克希德公司。根据英国提供的欧洲空战的经验教训，官方规范在四月进行修正，加强了自卫武器和装甲，并增加了自封油箱。
显然波音公司在竞争中已经捷足先登，Model334A 的许多特性与陆军的要求不谋而合。并且在 1939 年 8 月，波音就已经正式启动了由 Model334A 进一步改进的 Model341 方案，特点是具有翼展 37.873 米的大长宽比机翼，高升阻比翼剖面。Model341 在 7,620 米高度时最大时速 651.6 公里，采用四具 2,000 马力的普惠 R-2800 发动机，重量 38,860 千克，装载 907 千克炸弹时最大航程达到惊人的 11,263 公里，飞行较短距离时最大载弹量 4,536 千克。
为了符合 R-40B 的要求，波音将 Model341 修改为 Model345。Model345 的乘员舱全部增压，使用赖特 R-3350 发动机取代 Model341 的 R-2800，十二人制机组，前三点起落架，都为双轮，主起落架收入发动机舱而不是以前设计中的收入机翼内。装备 4 座可收放的炮塔作为自卫武器，每座炮塔有两挺 12.7 毫米机枪，尾炮塔除了两挺 12.7 毫米机枪外还装备一门 20 毫米机炮。自卫炮塔采用斯佩里（Sperry）公司的动力旋转炮塔，由炮手通过周视镜瞄准，遥控操作。Model345 装载 907 千克炸弹，以 466 公里/小时的经济巡航速度飞行时，航程 8,580 公里，最大载弹量 7,300 千克，在 7,620 米高度时最大时速预计 615 公里，重 44,316 千克。
1940 年 5 月 11 日，波音将 Model345 方案正式提交给陆军。陆军对此十分感兴趣，6 月 17 日给与波音一笔拨款进行附加的风洞测试，并于 6 月 27 日又追加一笔拨款。
XB-29
1940 年 6 月 27 日，陆军与四家飞机制造商签订“超级轰炸机”预研合同，并按优先顺序赋予波音 XB-29 的型号，洛克希德的方案是 XB-30，道格拉斯 XB-31，康绍里德 XB-32。 在看到处于明显的竞争劣势后，洛克希德和道格拉斯公司在细节设计没有完成之前就退出了。1940 年 8 月 24 日，陆军订购了两架 XB-29 原型机和一架静态测试机，作为 XB-29 的失败保险，9 月 6 日又向康绍里德订购了两架 XB-32 原型机。
洛克希德公司提出的 XB-30 方案，类似该公司的“星座”民航机
康绍里德公司的 XB-32 统治者轰炸机，基本上是 B-24 的放大型
11 月下旬检视过全尺寸模型后，陆军对波音的方案更有信心，并于 12 月 14 日增购了第三架原型机以加快研制进度。
1941 年 5 月波音开始建造第二架全尺寸模型。由于日益增长的战争威胁，陆军航空队在 1941 年 4 月进行了扩编，并改称陆军航空军（US ARMY AIR FORCE）。B-29 计划更加紧急，在 XB-29 原型机还未完工的情况下，航空军又订购了 14 架 YB-29 服役测试机。1941 年 5 月 17 日，陆军决定在政府租给波音的堪萨斯州威奇塔（Wichita）工厂生产首批 250 架 B-29，金额高达 30 亿美元（当年货币价值）。1941 年 12 月珍珠港事件爆发，美国卷入战争，1942 年 2 月 B-29 的定购数量增加到 500 架，3 月份又增加到 1,000 架。为了提高产量，陆军又指定另外三家飞机制造商按许可证生产 B-29，分别是贝尔在佐治亚州玛利埃塔市（Marietta）的新建工厂；北美飞机公司位于密苏里州堪萨斯市的新建工厂；通用汽车费希尔兄弟（Fisher body）分部在俄亥俄州克里夫兰市的新建工厂。但直到此时 B-29 原型机还没有开始试飞，投产的决定显得十分冒险，在航空史上也十分罕见。在生产线建立之前，被指定的 3 家非波音工厂只能先生产 B-26 掠夺者轰炸机过渡。
在量产开始之前，B-29 工厂又进行了调整。考虑到北美的堪萨斯工厂专注于生产 B-25 米切尔轰炸机，所以其 B-29 的生产任务移交给波音在华盛顿的兰顿市（Renton）工厂。兰顿工厂原来准备为海军生产波音 PBB-1 海上巡逻兵（Sea Ranger）双发水上巡逻轰炸机，为此航空军说服海军取消 PBB-1 项目，让兰顿工厂转产 B-29。作为补偿海军将得到陆基的 B-25 和 B-24 轰炸机用以执行海上巡逻任务。
外形怪异的波音 XPBB-1 原型机
后又由于费希尔兄弟工厂专注于生产 P-75 护航战斗机，所以其 B-29 生产任务移交给格伦.L.马丁飞机公司，在其设在内布拉斯加州奥马哈市的一个新建国有工厂内生产。
除了威奇塔、玛利埃塔、兰顿和奥马哈四个主要的 B-29 总装厂外，为 B-29 生产机身组件和部件总成的子承包商遍及美国，其中克莱斯勒、哈得逊、固特异、布里格斯（Briggs）、墨里、塞斯纳公司被选择为生产 B-29 的主要机身构件。
B-29 设计中的碰到的主要问题之一是如何设计完美的机翼。现有的翼型设计都不适合这个史无前例的怪物，能在规定尺寸内产生足够升力的翼型，不是巡航阻力太大就是失速特性太差；巡航阻力和失速特性都能满足要求的翼型在起飞时却无法产生足够的升力，一旦采用，世界上将没有一处机场可以满足它超常的起飞滑跑距离。于是波音推翻现有方案，为 B-29 设计了波音 117 型机翼，全长 43.15 米，翼面积 161.25 平方米。为了解决起降升力问题，117 型机翼后缘设置了一组富勒襟翼，当襟翼全部展开时，全部翼面积可增大 20%，有着很好的低速操控性，襟翼收起后，机翼阻力很低，可以达到较高的巡航速度。随后波音将四分之一尺寸的 B-29 机翼安装在一架仙童（Fairchild）PT-19 教练机（序列号 41-20531）上进行试飞，结果令人满意。
波音将四分之一尺寸的 B-29 机翼安装在一架仙童（Fairchild）PT-19 教练机（序列号 41-20531）上进行试飞
波音还修改了 Model345 的设计，将机翼内侧发动机舱后段延长伸出机翼后缘，增加了襟翼效率。波音 117 型机翼的两个翼梁是用整块铝冷挤压成型，成为是当时世界最大和最重的整体翼梁，在进行结构破坏测试时，压力增加到 136 吨时机翼才断裂。
另外对 Model345 的气动改进就是将前机身从 28.35 米延长到 29.9 米，并将机头外形改为球形，垂尾根部向前延伸以增进安定性。
由于 B-29 的作战飞行高度通常接近万米，外界气温为零下 50 度，再加上全增压乘员舱设计，无法使用人操炮塔，所以采用了遥控炮塔系统。原型机机身上一共安装了 5 个炮塔，机身背部前后各一个，腹部前后各一个，最后一个是尾炮塔，每个炮塔装备 12.7 毫米机枪两挺，尾炮塔再增加一门20毫米炮。有四家公司竞争遥控炮塔系统的合同，包括本迪克斯（Bendix）、通用电气、斯佩里（Sperry）和威斯汀豪斯公司。由于斯佩里为 B-17 和 B-24 设计的人操可升降球形炮塔已在实战中使用过，所以赢得了合同。
XB-29 机腹有前后两个炸弹舱，每个弹舱有独立的舱门。投弹时有一个定时器控制投放顺序，使炸弹在两个弹舱中交替释放以保持飞机重心。
XB-29 的发动机是全新设计的赖特 R-3350 双旋风十八缸气冷星型发动机，2,200 马力。为了增强高空性能，R-3350 配备有两个通用电气 B-11 涡轮增压器而不是通常发动机的一个，增压器由霍尼维尔公司（Honeywell）的电子系统自动调节。原型机安装直径 5.18 米的三叶螺旋桨，由减速比为 100:35 的减速机驱动。发动机舱在外形设计上尽力减少空气阻力，将滑油散热器和增压器中间冷却器直接直入发动机进气口下，减少迎风面积。
虽然庞大，XB-29 的结构却十分传统。除了控制翼面是织物蒙皮外使用全金属材料。每个起落架配备双轮，尾部有一个可伸缩的缓冲器，在飞机进行高姿态着陆和起飞保护尾部。
机组编制预计 10 到 14 名，一般为 12 名，包括正副驾驶、领航员、投弹手、机械师、无线电报员、雷达操作员和五个炮手。投弹手与投弹瞄准具和射击瞄准具一起被安置在机鼻最前方，正副驾驶并排坐投弹手后面，周围有防弹钢板和防弹玻璃的保护；机械师、无线电报员和领航员紧挨着驾驶舱后。后段的增压舱是四个炮手和雷达操作员的位置，都有装甲隔板保护；尾炮手坐在尾部单独的增压舱中，只有在非增压飞行时才能进出尾部小舱。
1942 年 9 月 8 日，XB-29 进行第一次发动机测试
1942 年 9 月 21 日，首架 XB-29（41-0002）终于在波音机场进行了首飞，由波音首席试飞员爱德蒙.T.“埃迪”艾伦驾驶。在这天之前，陆航已经订购了 1,664 架 B-29，波音公司压力巨大。XB-29 没有安装自卫武器，发动机是四具 R-3350-12，但是在一系列的试飞后发现 R-3350 发动机有过热问题，并且在过热时有起火的危险，发动机起火从此时起成为 B-29 的“顽疾”，如噩梦般伴随 B-29 经历整个二战。到十二月为止，艾伦已经完成了 23 次飞行，共计 27 小时，在此期间一共更换了十六个发动机，十九个排气系统，二十二个化油器，另外还发现调速器有问题。在 12 月 28 日的一次试飞中，一具 R-3350 发动机起火，迫使艾伦立即返场紧急降落。除了发动机问题外，XB-29 的气动性能和操纵品质还是优秀的，根据试飞结果，去掉了方向舵助力器，没有发现必要的空气动力学上的改进。首架 XB-29 作为测试机一直留在波音公司
1942 年 12 月 30 日，第二架 XB-29（41-0003）也开始首飞，但是这次飞行又遇到了发动机起火事故，直到将更换了 XB-29 一号机上的发动机后才开始恢复飞行。1943 年 2 月 18 日第二次试飞，但是结果是悲剧性的，起飞 8 分钟之后发动机起火。当艾伦尝试在波音机场紧急降落时，大火烧穿了机翼主梁造成机翼弯曲变形，燃烧的 XB-29 撞向机场附近的弗赖伊（Frye）肉类包装厂，艾伦和全部机组以及地面的 20 名工人丧生。
这次坠机震惊了美国上下，富兰克林.罗斯福总统本来就对 B-29 的一再延误感到不快，在他的时间表中，1943 底 B-29 就应部署在印度轰炸日本。国会介入，哈里.杜鲁门参议员领导的特别委员开始调查在 B-29 项目有无价格欺诈和其他违法行为。这次事件的处理雷声大雨点小，委员会的结论是发动机承包商赖特航空公司交付了低于标准的有缺陷的发动机，陆军航空军也承担了一部分责任，承认在研制过程中向了赖特公司施加了过大的压力以催促其尽快交货。
国会并没有干预波音的研制工作，在吸取了前两架原型机的经验教训后，第三架原型机（41-18335）在 1943 年 6 月飞上天空。这架飞机的发动机和其他方面经过广泛的修改，试飞很顺利，完成后被送往威奇塔工厂协助建立生产线。后又转交于陆航进行武器测试。最后这架飞机坠毁，但无法证明是设计或制造缺陷。
试飞中的第 3 架 XB-29 41-18335
YB-29
在原型机陷入困境时，波音公司并没有闲着，威奇塔工厂开始生产 14 架服役测试机。首架 YB-29（41-36954）在 1943 年 4 月 15 日下线，1943 年 6 月 26 日在第三架 XB-29 首飞后也进行了成功的试飞。YB-29 的发动机是 4 具改进过的 R-3350-21，驱动三叶螺旋桨。
波音威奇塔工厂生产的首架 YB-29
1943 年 6 月 1 日，陆军航空军在 B-29 还没装备的情况下在佐治亚州玛丽埃塔市组建了第一支 B-29 作战部队——第 58 轰炸联队（超重型）。7 月之前，终于有 7 架 YB-29 交付新组建的 B-29 训练中队。
斯佩里有人操纵的球形炮塔已经装备于早期 B-17 飞行堡垒、B-24 解放者和 B-25 米切尔轰炸机上，但是在实战中表现欠佳，常常在野战机场被部队私自拆掉。在 XB-29 测试了斯佩里炮塔后，陆军撤销了斯佩里公司的合约而转向通用电气。通用电气的方案是采用不可收放的炮塔，炮手通过操作计算机化的瞄准具进行遥控射击。炮塔的位置和枪械配置与以前相同，尾部装备一门 20 毫米 M-2 机炮 B 型，带弹 100 发。除了尾炮塔是直瞄的外，所有炮塔都由炮手遥控射击。位于机鼻的投弹手兼任前炮手，后增压舱内安排有三个炮手，为了解决后增压舱炮手的视野问题，在后机身腰部两侧和顶部设置了三个气泡观察窗，每个炮手各司一方。由于气泡观察窗在飞行中需要承受很大的空气压力，在测试期间曾发生过爆裂的事故，后来在试飞中炮手必须系上安全绳避免坠落。
每个炮手位置上都安装了反射式瞄准具，其中左右边炮手的瞄准具就安装在气泡观察窗内侧，中炮手的瞄准具通过转换安装在顶部观察窗下方，炮手需要坐上转椅来操纵。每个瞄准具都与中央火控系统相连，瞄准具的底座可以水平旋转，目镜可以作俯仰旋转，所有的姿态改变都转换成电信号，控制炮塔指向目标。使用时，炮手握住瞄准具两边的棘轮，使目镜对准目标，这时他会看在目镜中看到由一圈亮点组成的准星，这个准星是瞄准具内部白炽灯光源通过透镜反射形成的。通过旋转右侧棘轮，准星可以放大缩小，炮手调好准星大小，正好套住目标后就按下射击按钮，炮塔开始射击。瞄准具上有个设定敌机翼展的装置，炮手根据手册或目视估计敌机翼展并设定后，再通过调节准星光圈的大小，中央火控系统可以自动计算距离，并根据目标的速度、距离、夹角和自机的速度进行射击补偿。左侧棘轮上有一个张开 30 度的金属片，这是一个保险开关，必须被手握住时，瞄准具才能连入火控系统进行遥控射击。
B-29 机鼻的瞄准具，注意左侧棘轮上张开的金属片 右图：炮手正在瞄准目标
B-29 性能规格表
发动机：4 具赖特 R-3350-23 双旋风十八缸气冷星型，每个发动机配备两具通用电气涡轮增压器，起飞功率 2,200 马力，最大军用紧急功率 2,300 马力（7,620 米）。
性能：最大时速 574 公里（9,144 米）/492 公里（海平面）。最大持续巡航时速 550 公里（9,144 米）。经济巡航时速 354 公里（7,620 米）。战斗重量时起始爬升率 274 米/分，到达 6,096 米高度时耗时 38 分。实用升限 10,241 米。最大航程 5,663 公里（7,620 米，2,260 千克炸弹）。实用作战半径 2,574-2,896 公里。最大转场航程 9,010 公里，携带额外燃料时达到 9,654 公里。
重量：空重 33,793 千克，正常起飞重量 54,432 千克，最大起飞重量 61,236 千克。
尺寸：翼展 43.05 米，全长 30.18 米，全高 8.46 米，翼面积 161.27 平方米。
军械：四个遥控炮塔和尾炮塔中的 12 挺 12.7 毫米机枪，每挺携弹 1,000 发。早期型号的尾炮塔中还有一门 20 毫米 M2 炮 B 型，带弹 100 发。最大短程低空任务载弹量 9,072 千克。载弹 2,268 千克时高空作战半径 2,574 公里，降低高度至中空进行同样距离的飞行时，载弹量可以增加到 5,443 千克。
B-29A
B-29A 是波音兰顿工厂的产品。除了机翼的结构，B-29A 与 B-29 基本相同。前面提到了 B-29 的翼梁是整体成型的，所以在组装时，机翼必须作为一个整体进行吊装。而 B-29A 的机翼结构就比较传统，在机身里埋设机翼中段结构，两端伸出机身，并与两侧机翼构件进行刚性连接，降低了生产和装配难度。在非承力的外部翼段上，B-29A 与 B-29 基本一样，但 B-29A 的翼展增加了 30 厘米。
B-29A 装备 4 具 R-3350-57 发动机，共制造了 1,119 架，批次号达到 75。从第 20 批次开始去掉了尾部 20 毫米炮，并且在机背前炮塔增加一对 12.7 毫米机枪。
现存唯一能飞的 B-29“FiFi”号，型号是 B-29A-60-BN
在一些后期型 B-29A 上测试过改进型发动机舱，中间冷却器后移，形成了“无下巴”的形状，于是新发动机舱有了“安迪.干普”的绰号，安迪那时的一个著名卡通人物，他的下巴很短。
安迪.干普”发动机舱应用到了 B-29 的后继机 B-50 上
一些 B-29A 配备有气动弹舱门，可以在一秒内迅速关闭，而普通的液压舱门则要七秒。到 1945 年初，所有生产中的 B-29 都将此作为标准配备。
B-29A 性能规格表
发动机：4 具赖特 R-3350-57 双旋风十八缸气冷星型，每个发动机配备两具通用电气涡轮增压器，起飞功率 2,200 马力，最大军用紧急功率 2,300 马力（7,620 米）。
性能：最大时速 574 公里（9,144 米）/492 公里（海平面）。经济巡航时速 354 公里（7,620 米）。战斗重量时起始爬升率 274 米/分，到达 6,096 米高度时耗时 38 分。实用升限 10,241 米。最大航程 6,436 公里（7,620 米，2,268 千克炸弹）。实用作战半径 2,896 公里。最大转场航程 9,654 公里。
重量：空重 32,369 千克，正常起飞重量 54,432 千克，最大起飞重量 61,236 千克（载弹 5,443 千克）。加装半永久性弹舱油箱后燃料装载量 31,370 升。
尺寸：翼展 43.36 米，全长 30.18 米，全高 8.46 米，翼面积 161.46 平方米。
军械：四个遥控炮塔和尾炮塔中的 12 挺 12.7 毫米机枪，每挺携弹 1,000 发。早期型号的尾炮塔中还有一门 20 毫米 M2 炮 B 型，带弹 100 发。从第 20 批次开始，去掉了尾部 20 毫米炮并且在机背前炮塔增加了两挺 12.7 毫米机枪。最大短程低空任务载弹量 9,072 千克。载弹 2,268 千克时高空作战半径 2,574 公里，降低高度至中空进行同样距离的飞行时，载弹量可以增加到 5,443 千克。
B-29B
B-29B 是贝尔马丽埃塔工厂专门生产的减重型号。根据在日本上空的作战经验，通常日本战斗机喜欢从轰炸机群的尾部发起进攻，与 B-17 在德国的情形大不相同。所以部队要求生产一种只保留尾部自卫火力的 B-29，可以大大减轻自重，增加载弹量。
陈列在乔治亚州罗宾斯空军基地的 B-29B，去除了所有炮塔
B-29B 的尾部安装了新型 AN/APG-15B 雷达，可以侦测到逼近的敌机并控制尾部机枪射击。去除了所有的炮塔和通用电气的火控系统后，B-29B 的最大时速在 7,620 米时增加到 586 公里，适合执行炸了就跑的无护航轰炸和照相侦察任务。部份节省下来的重量也可用于增加载弹量上。B-29B 典型的机组编制是七到八人，这是因为去掉了左右炮手，并且由雷达操作员兼任投弹手，但保留了中央火控炮手，他现在的任务是观测员。
B-29B 并没有获得单独的大批订单，通常是从贝尔的 B-29 生产线上进行小批量甚至单架的临时生产。B-29B 在外观与李梅将军 1945 年火攻日本时改装拆掉炮的 B-29 几乎一模一样，只能通过尾部雷达天线和序列号辨别。
1945 年 1 月到 9 月，贝尔共制造了 311 架 B-29B，其中大部份都在当年进入马里亚纳的第 315 轰炸机联队服役。
战后，B-29B“帕苏珊爱人”号（44-84061）进行了远程飞行改装。配备了 B-29A 后期型的“安迪.干普”发动机舱，R-3350-CA-2 燃料喷射发动机和特别设计的三叶宽弦螺旋桨。“帕苏珊爱人”号创下数个远距离飞行记录，包括 1945 年 11 月进行的从关岛到华盛顿 12,737 公里的不间断飞行。
B-29B“帕苏珊爱人”号（44-84061）
B-29B 性能规格表
发动机：4 具赖特 R-3350-41 双旋风十八缸气冷星型，每个发动机配备两具通用电气涡轮增压器，起飞功率 2,200 马力，最大军用紧急功率 2,300 马力（7,620 米）。
性能：最大时速 586 公里（7,620 米），标准巡航时速 338-362 公里。最大航程 6,758 公里（3,048 米，8,165 千克炸弹）。实用作战半径 2,896 公里。爬升到 6,096 米时耗时 33 分。
重量：空重 31,298 千克，最大起飞重量 62,143 千克（载弹 8,164 千克）。燃料装载量 26,450 升（不安装弹舱油箱）。
尺寸：翼展 43.05 米，全长 30.18 米，全高 8.46 米，翼面积 161.27 平方米。
军械：尾炮塔两挺 12.7 毫米机枪，中部机身增压舱内另有两挺备用机枪。典型载弹量 9,072 千克，高爆弹和燃烧弹混装时载弹量可以增加到 10,342 千克。
附录：B-29 炮塔控制系统示意图
B-29C
B-29C 是 B-29A 的改进型，换装了改进的R-3350发动机，但由于战争的结束，陆军取消了 5,000 架作战飞机的订单，B-29C 并未投产。
B-29D、XB-44、B-50A
相对于B-29的重量，4 具赖特发动机总是显得动力不足。为此，B-29A-5-BN（42-93845）被送到普惠进行 R-4360 四重二十八缸气冷星型发动机的改装。R-4360 比 R-3350 体积大许多，为此重新设计了发动机舱，下方有很显著的滑油散热器进气口。这架飞机的型号重新改为 XB-44，于 1945 年 5 月首飞，由于马力的增大，最快时速比 B-29 快 80-96 公里。
1944 年 7 月，陆军签下 200 架这种飞机的订单，但是型号又改为 B-29D。对日作战胜利后，有大批飞机订单被取消，B-29D 的订单也削减到 50 架。而陆军航空军非常想保留这个项目，将其作为 B-29 的后继机。1945 年 12 月，B-29D 的型号又改为 B-50A，这是陆军航空军为了获得国会拨款而采取的一个小伎俩，军方解释说 B-50 虽然是从 B-29 发展而来，但经过重大改进，几乎是一种全新的飞机。也许是 B-50 听起来是另一种轰炸机，而不是老旧的 B-29，所以国会保留了这个项目，陆军的策略成功了。B-50 成为战后美国战略空军的支柱，它的故事讲述起来又是另外一个篇章了。
发动机：4 具赖特 R-3350-23 双旋风十八缸气冷星型，每个发动机配备两具通用电气涡轮增压器，起飞功率 2,200 马力，最大军用紧急功率 2,300 马力（7,620 米）。
性能：最大时速 574 公里（9,144 米）/492 公里（海平面）。最大持续巡航时速 550 公里（9,144 米）。经济巡航时速 354 公里（7,620 米）。战斗重量时起始爬升率 274 米/分，到达 6,096 米高度时耗时 38 分。实用升限 10,241 米。最大航程 5,663 公里（7,620 米，2,260 千克炸弹）。实用作战半径 2,574-2,896 公里。最大转场航程 9,010 公里，携带额外燃料时达到 9,654 公里。
重量：空重 33,793 千克，正常起飞重量 54,432 千克，最大起飞重量 61,236 千克。
尺寸：翼展 43.05 米，全长 30.18 米，全高 8.46 米，翼面积 161.27 平方米。
军械：四个遥控炮塔和尾炮塔中的 12 挺 12.7 毫米机枪，每挺携弹 1,000 发。早期型号的尾炮塔中还有一门 20 毫米 M2 炮 B 型，带弹 100 发。最大短程低空任务载弹量 9,072 千克。载弹 2,268 千克时高空作战半径 2,574 公里，降低高度至中空进行同样距离的飞行时，载弹量可以增加到 5,443 千克。
B-29A
B-29A 是波音兰顿工厂的产品。除了机翼的结构，B-29A 与 B-29 基本相同。前面提到了 B-29 的翼梁是整体成型的，所以在组装时，机翼必须作为一个整体进行吊装。而 B-29A 的机翼结构就比较传统，在机身里埋设机翼中段结构，两端伸出机身，并与两侧机翼构件进行刚性连接，降低了生产和装配难度。在非承力的外部翼段上，B-29A 与 B-29 基本一样，但 B-29A 的翼展增加了 30 厘米。
B-29A 装备 4 具 R-3350-57 发动机，共制造了 1,119 架，批次号达到 75。从第 20 批次开始去掉了尾部 20 毫米炮，并且在机背前炮塔增加一对 12.7 毫米机枪。
现存唯一能飞的 B-29“FiFi”号，型号是 B-29A-60-BN
在一些后期型 B-29A 上测试过改进型发动机舱，中间冷却器后移，形成了“无下巴”的形状，于是新发动机舱有了“安迪.干普”的绰号，安迪那时的一个著名卡通人物，他的下巴很短。
安迪.干普”发动机舱应用到了 B-29 的后继机 B-50 上
一些 B-29A 配备有气动弹舱门，可以在一秒内迅速关闭，而普通的液压舱门则要七秒。到 1945 年初，所有生产中的 B-29 都将此作为标准配备。
B-29A 性能规格表
发动机：4 具赖特 R-3350-57 双旋风十八缸气冷星型，每个发动机配备两具通用电气涡轮增压器，起飞功率 2,200 马力，最大军用紧急功率 2,300 马力（7,620 米）。
性能：最大时速 574 公里（9,144 米）/492 公里（海平面）。经济巡航时速 354 公里（7,620 米）。战斗重量时起始爬升率 274 米/分，到达 6,096 米高度时耗时 38 分。实用升限 10,241 米。最大航程 6,436 公里（7,620 米，2,268 千克炸弹）。实用作战半径 2,896 公里。最大转场航程 9,654 公里。
重量：空重 32,369 千克，正常起飞重量 54,432 千克，最大起飞重量 61,236 千克（载弹 5,443 千克）。加装半永久性弹舱油箱后燃料装载量 31,370 升。
尺寸：翼展 43.36 米，全长 30.18 米，全高 8.46 米，翼面积 161.46 平方米。
军械：四个遥控炮塔和尾炮塔中的 12 挺 12.7 毫米机枪，每挺携弹 1,000 发。早期型号的尾炮塔中还有一门 20 毫米 M2 炮 B 型，带弹 100 发。从第 20 批次开始，去掉了尾部 20 毫米炮并且在机背前炮塔增加了两挺 12.7 毫米机枪。最大短程低空任务载弹量 9,072 千克。载弹 2,268 千克时高空作战半径 2,574 公里，降低高度至中空进行同样距离的飞行时，载弹量可以增加到 5,443 千克。
B-29B
B-29B 是贝尔马丽埃塔工厂专门生产的减重型号。根据在日本上空的作战经验，通常日本战斗机喜欢从轰炸机群的尾部发起进攻，与 B-17 在德国的情形大不相同。所以部队要求生产一种只保留尾部自卫火力的 B-29，可以大大减轻自重，增加载弹量。
陈列在乔治亚州罗宾斯空军基地的 B-29B，去除了所有炮塔
B-29B 的尾部安装了新型 AN/APG-15B 雷达，可以侦测到逼近的敌机并控制尾部机枪射击。去除了所有的炮塔和通用电气的火控系统后，B-29B 的最大时速在 7,620 米时增加到 586 公里，适合执行炸了就跑的无护航轰炸和照相侦察任务。部份节省下来的重量也可用于增加载弹量上。B-29B 典型的机组编制是七到八人，这是因为去掉了左右炮手，并且由雷达操作员兼任投弹手，但保留了中央火控炮手，他现在的任务是观测员。
B-29B 并没有获得单独的大批订单，通常是从贝尔的 B-29 生产线上进行小批量甚至单架的临时生产。B-29B 在外观与李梅将军 1945 年火攻日本时改装拆掉炮的 B-29 几乎一模一样，只能通过尾部雷达天线和序列号辨别。
1945 年 1 月到 9 月，贝尔共制造了 311 架 B-29B，其中大部份都在当年进入马里亚纳的第 315 轰炸机联队服役。
战后，B-29B“帕苏珊爱人”号（44-84061）进行了远程飞行改装。配备了 B-29A 后期型的“安迪.干普”发动机舱，R-3350-CA-2 燃料喷射发动机和特别设计的三叶宽弦螺旋桨。“帕苏珊爱人”号创下数个远距离飞行记录，包括 1945 年 11 月进行的从关岛到华盛顿 12,737 公里的不间断飞行。
B-29B“帕苏珊爱人”号（44-84061）
B-29B 性能规格表
发动机：4 具赖特 R-3350-41 双旋风十八缸气冷星型，每个发动机配备两具通用电气涡轮增压器，起飞功率 2,200 马力，最大军用紧急功率 2,300 马力（7,620 米）。
性能：最大时速 586 公里（7,620 米），标准巡航时速 338-362 公里。最大航程 6,758 公里（3,048 米，8,165 千克炸弹）。实用作战半径 2,896 公里。爬升到 6,096 米时耗时 33 分。
重量：空重 31,298 千克，最大起飞重量 62,143 千克（载弹 8,164 千克）。燃料装载量 26,450 升（不安装弹舱油箱）。
尺寸：翼展 43.05 米，全长 30.18 米，全高 8.46 米，翼面积 161.27 平方米。
军械：尾炮塔两挺 12.7 毫米机枪，中部机身增压舱内另有两挺备用机枪。典型载弹量 9,072 千克，高爆弹和燃烧弹混装时载弹量可以增加到 10,342 千克。
附录：B-29 炮塔控制系统示意图
B-29C
B-29C 是 B-29A 的改进型，换装了改进的R-3350发动机，但由于战争的结束，陆军取消了 5,000 架作战飞机的订单，B-29C 并未投产。
B-29D、XB-44、B-50A
相对于B-29的重量，4 具赖特发动机总是显得动力不足。为此，B-29A-5-BN（42-93845）被送到普惠进行 R-4360 四重二十八缸气冷星型发动机的改装。R-4360 比 R-3350 体积大许多，为此重新设计了发动机舱，下方有很显著的滑油散热器进气口。这架飞机的型号重新改为 XB-44，于 1945 年 5 月首飞，由于马力的增大，最快时速比 B-29 快 80-96 公里。
1944 年 7 月，陆军签下 200 架这种飞机的订单，但是型号又改为 B-29D。对日作战胜利后，有大批飞机订单被取消，B-29D 的订单也削减到 50 架。而陆军航空军非常想保留这个项目，将其作为 B-29 的后继机。1945 年 12 月，B-29D 的型号又改为 B-50A，这是陆军航空军为了获得国会拨款而采取的一个小伎俩，军方解释说 B-50 虽然是从 B-29 发展而来，但经过重大改进，几乎是一种全新的飞机。也许是 B-50 听起来是另一种轰炸机，而不是老旧的 B-29，所以国会保留了这个项目，陆军的策略成功了。B-50 成为战后美国战略空军的支柱，它的故事讲述起来又是另外一个篇章了。
够详细，多谢！
空军之翼的文章，那网站做的确实不错，空军版的兄弟应该都知道那地方，呵呵
哈哈，炸死人本妞！！[em07]
[em07]送你一个
不错的飞机,不过更喜欢B-17的样子
这个东西确实很厉害！
把倭猪折腾的不轻
把倭猪折腾的不轻
放到历史去更合适些
[B]以下是引用[I]中共日本省长[/I]在2005-8-11 3:13:00的发言：[/B][BR]放到历史去更合适些郁闷，B29也是空军的，凭什么放到历史区去，你也知道放那里就等于被流放！！那里基本上没人去的，这里喜欢的人又多，委身磨要放那里去，我晕倒！
[B]以下是引用[I]吃饱了[/I]在2005-8-10 19:33:00的发言：[/B][BR]送你一个呵呵，别的没看出来就发现她耳垂挺大，呵呵
一个时代的标记