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遠程戰略轟炸機，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-52一直服役至2050年，屆時其服役時間將高達90年。考量到B-52是具有發射巡航導彈能力的美國戰略轟炸機中最物美價廉的機種，是美軍選擇讓B-52繼續服役的重要原因。
美國戰後的重型戰略轟炸機開發計劃最早可以追溯至1945年6月，當時二戰尚未結束，日本還在太平洋極力抵抗盟軍的步步進迫。當時航空裝備司令部（AMC）接到美國陸軍航空軍（USAAF）的指示，著手策劃新一代戰略轟炸機的研究與開發。
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
美軍二戰末期裝備的B-29轟炸機，該機曾在廣島和長崎分別投下一枚原子彈
根據美軍在二戰時期對德、日執行戰略轟炸時普遍採用的B-17、B-29等舊式轟炸機，在實戰環境下存在著航程不足、飛行升限較低，對前線機場的依賴過高、容易遭受敵方防空火炮甚至新式地對空導彈的打擊（納粹德國在二戰末期研發出世界第一種用於實戰的防空導彈——“萊茵女兒”）等種種問題，美國軍方認為有必要研發巡航速度更快、升限更高以及作戰半徑更長的戰略轟炸機以配合新時代洲際戰略轟炸的需求。
1945年11月19日，美國空軍裝備司令部（AMC）提出了該新型戰略轟炸機的要求技術特性：“能夠在不依賴其他國家控制的高級和中級基地的情況下進行戰略任務”。該戰略轟炸機可搭載五名以上炮手和六名換防人員，設計巡航高度3萬4千英尺（10400米），巡航速度300英里每小時（260節，480公里/小時），作戰半徑5000英里（4,300海里，8000公里）。 1946年2月13日，美國空軍向波音公司，團結飛機公司和格倫·L·馬丁公司提交了這些規格的招標邀請。
次年2月13日，美國陸軍航空軍開始對新一代戰略轟炸機研發進行招標。波音、馬丁和統一伏爾梯（康維爾公司前身）三間美國航空工業巨頭分別提交了各自的設計參數和成本報價。其中，波音公司命名為Model 462的方案表觀上類似於B-29，只不過新飛機的體積比B-29要放大許多。氣動佈局採用舊式的平直上單翼，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，飛機四個主起落架獨立地收藏在設在機腹內側的四個發動機艙，屬於常規前三點式起落架佈局的一種變形。動力配置方面，由於在當時的技術條件下，渦輪噴氣發動機油耗極高，在續航時間上難以滿足軍方，故最終被設計者棄用。Model 462使用6臺萊特XT35“颱風”渦輪螺旋槳噴氣發動機，單臺輸出功率5,500馬力（4,100千瓦），6片螺旋槳葉片。由於Model 462採用和蘇聯圖-95“熊”式戰略轟炸機相似的渦輪螺旋槳噴氣發動機，因此最初代的XB-52（與軍方訂立合同後的正式編號）與現在我們看到使用無外露槳葉渦扇發動機的B-52，簡直彷若兩人。
B-52（前）和圖-95（中）、An-124（後）在美國路易斯安那州巴克斯代爾空軍基地的機坪並列，攝於1992年5月1日
儘管Model 462航程甚短，機體也未進行任何測試。美國軍方還是於1946年6月5日宣佈了招標結果：波音的Model 462方案贏得合同，並在當月中旬得到了軍方XB-52的試驗機型編號。7月28日，波音進一步得到了建造1：1機體模型的書面合同，以及需要提供早期階段的工程設計和測試數據。不過，時間只過了三個月，美國陸軍航空隊對XB-52的發展前途愈來愈感到憂慮：Model 462的性能和其前輩B-36相比，不能明確找到技術優勢，而且改進空間有限。時任航空軍參謀長助理厄爾·帕特里奇少將（Earle E. Partridge）曾經直接了當地向軍方指出，和預定的技術開發標準對比，Model 462完全不合格。
面對軍方的指責，波音總設計師愛德華·威爾斯（Edwards Wells）領導研發小組唯有推倒重來，提出了一個全新的Model 464方案。新設計比Model 462小得多，只採用4臺XT35渦槳發動機，全重下降至230,000磅[4]。對於這一全新的設計方案，陸航工程處長勞倫斯·克雷吉少將（Maj. Gen. Laurence Craigie）對此深表歡迎。然而，直到1946年11月，負責研發工作的航空軍副參謀長柯蒂斯·李梅將軍（Gen. Curtis LeMay）對Model 464仍不滿意，他認為正式投入量產和實戰的B-52應擁有長航程和高巡航速度兩項技術優勢。
Model 464讓B-52轉向四發佈局，陸航遂將技術指標修改為航程12,000英里，巡航速度400英里/小時，能夠執行投擲核武器轟炸任務。為此波音提出了兩個方案：Model 464-16和Model 464-17。464-16專門執行核轟炸任務，載彈量必須減至10,000磅時才能滿足較長的航程；464-17主要執行常規轟炸任務，波音設計團隊對該設計進行了一些提升，這包括能夠在有限的航程上攜帶較多（90,000磅）的常規彈藥。
以上兩個方案均通過外掛大型副油箱以達到增加航程的目的，並顯著提高了T35-5的動力輸出。新方案較Model 426更大、更重。全機重約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英尺高空的極速大約為440英里/小時。
陸航不能夠同時採用這兩款設計，權衡之後選擇了常規轟炸型464-17。除航程還是不足外，此方案基本符合軍方需求。然而不幸的是，克雷吉將軍堅決反對該方案，認為飛機設計理念未能擺脫B-29的影子，很可能在和蘇聯的競爭中落後（當時蘇聯已積極研發Mya-4噴氣式戰略轟炸機）。就連對B-52最為支持的李梅將軍，也對對464-17方案的機體尺寸和造價不甚滿意，並表態將採購數目壓縮到100架。在四面楚歌的環境下，464-17被再度擱置，B-52計劃似乎就此流產。幸好最後在李梅將軍力爭下，波音設計團隊得到了暫緩計劃半年的“寬限期”。
波音在1947年初完成了新一輪設計，最終提出了Model 464-29。新方案同樣配備4臺XT35渦槳發動機，但在氣動佈局上採用先前未有采用的20度後掠翼，加高了垂直尾翼。機載武器方面除了保留一個尾炮塔外取消全部自衛武器。新機體翼展205英尺，重400,000磅，最高速度為445英里/小時。在動力配置方面，波音最後確定搭載4臺普拉特-惠特尼XT57渦槳發動機。
技術數據（B-52H）
- 長度：48.5米
- 翼展：56.4米
- 高度：12.4米
- 翼面積：370平方米（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型渦扇發動機
已縮進行推力：8×17,000磅（76千牛）
- 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米/秒）
- 實用升限：15,000米（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/平方米）
- 推重比：0.31
- 成員：5人。包含機師、副機師、雷達導航員（航炸員）、領航員與電子作戰官各一人。
武器裝備（B-52H）
- 機炮：1門20毫米M-61“火神”六管機炮
- 導彈：彈艙和翼下可掛AGM-69A空對地導彈現已退役、AGM-158聯合空對地距外導彈（Joint Air-to-Surface Standoff Missile，JASSM）、AGM-154聯合戰區外武器（Joint Standoff Weapon，JSOW）、AGM-86導彈（air-Launched Cruise Missile）、AGM-129先進巡航導彈(Advanced Cruise Missile，ACM)現已退役
- 炸彈：Mk 82 500磅低阻力通用炸彈、 Mk 62快速打擊（Quickstrike）水雷、 Mk 65空投水雷、 CBU-87/89/97集束炸彈 、 CBU-103/104/105風偏修正彈藥灑布器（Wind Corrected Munitions Dispenser，WCMD）、GBU-31聯合直接攻擊彈藥（Joint Direct Attack Munition，JDAM）、GBU-38聯合直接攻擊彈藥、Mk 84 2,000磅低阻力通用炸彈、GBU-39小直徑炸彈（Small Diameter Bomb，SDB）、B-61自由落體式核彈、B83核彈、GBU-28
- 可攜帶常規炸彈或核彈
1951年11月，第一架原型機（代號XB-52）出廠，它首先進行了一系列的地面測試和檢驗。然而測試時，該機的引氣系統管道在全壓測試中的爆裂嚴重損壞了機翼後緣，不得不回廠修理，結果XB-52在近一年的時間裡都沒法升空飛行。1952年10月2日，XB-52才終於完成了兩個多小時的首飛，試飛時安裝8臺YJ57-P-1渦輪噴氣發動機，總重176000千克，單臺推力38.7千牛（3950千克），原型機最大速度966公里/小時，有效載重約4500千克，航程11265公里。XB-52只生產了一架。
YB-52是第二架原型機，佈局近似XB-52，不過機載設備有所改變，只製造了一架，於1952年10月試飛，由於XB-52的試飛出現挫折，後出廠的YB-52比前者竟還要提前進行試飛。第二次試飛滯空2小時15分鐘，最後在附近的拉森空軍基地著陸（Larson AFB）。雖然仍存在一些不可忽視的故障，如起落架回收問題、液氧系統缺陷、發動機油閥洩漏等，但試飛員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）。。XB-52和YB-52計劃使用的對地攻擊武器是1枚核彈或總重4500千克的普通航空炸彈。按照美軍編號標準，X是試驗機的代碼，而Y則是評估機的代碼，但後續事實表明，這兩架編號不同的原型機結果都是執行著相同的驗證任務。
和後來正式定型量產的B-52各型號不同的是，XB/YB-52的座艙並不是大型飛機常用的並列式佈局（即正副機師並排分坐駕駛室左右側，而後方則為飛行工程師或投彈操作員的座艙佈局），而是採用更接近戰鬥機座艙的縱列式佈局（前方為駕駛員，後方為投彈操作員或飛行工程師，佈局類似F14艦載機或F15-E雙座戰鬥轟炸機）。波音的飛機設計師原本期望通過這種設計減少機頭面積，降低飛行阻力，從而提高巡航速度和機動性能。不過，美國軍方對於這款設計卻不甚滿意。李梅將軍如此說道：“你們設計了一款好極的飛機，阿倫（即其時波音的首席執行官威廉·阿倫（William M. Allen））。如果你能夠把座艙改回並列式的話，我就會買下幾架。”（You have a hell of an airplane, Allen. As soon as you put a side-by-side cockpit on it, I'll buy some.）。
在軍方的要求下，波音公司其後把座艙改為現今所見到的並列式，並將B-52投入量產。