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1952年2月1日，康维尔的项目代号改为MX…1964，而波音的项目代号则改为MX…1965。6月，康维尔宣布，公司已经改变了新机的发动机布局，即将发动机安装在翼下的吊舱内，发动机的数量由发动机的型号决定。
1952年夏，怀特空军发展中心宣布将提前开始对两个项目进行选择，空军参谋长联席会议****霍伊特&；#183；S&；#183；范登堡将军看好康维尔的方案，1952年12月2日，范登堡将军正式宣布，康维尔的MX…1964方案胜出，并且将赋予美军轰炸机编号B…58。空军将在未来购买244架B/RB…58。
1953年2月12日，空军支付了XB…58第一阶段工程发展所需的经费，3月20日，空军表示可以接受康维尔提出的60度后掠角和机翼后缘10度前掠设计方案，采用了四台通用电气的J79发动机，其中两台位于机翼下方，两台则位于机翼上表面。采用了三名机组成员，机上装备了一门30毫米的机炮作为防卫武器。
此时在NACA（国家航空咨询委员会，国家航空航天局的前身）和怀特空军发展中心的风洞中进行的风洞测试又让美国空军和康维尔决定将4台发动机安装在机翼的吊舱下，类似于B…47，风洞测试显示这种布局能够降低飞机重量，而且便于发动机的维修。
1954年8月，B…58最终的构形选定，4台发动机被安装在单独的发动机吊舱内，全部燃油装载在机身内部和荚舱内，取消副油箱，同时尾翼面积增加至14。84米2。首批制造30架用于试验和评估，其中前18架将用于装备普&；#183；惠公司的J57发动机，而剩余的12架则采用通用电气公司的J79…GE…1发动机。在战略空军司令部内，许多人对B…58又不满，甚至将B…58挤出正在筹备的第51轰炸机联队，而许多原先对B…58非常热心的支持者也怀疑最后的B…58构形是否能****空军最早提出的作战要求，不过此时空军已经为B…58支付了2亿美元，无论结局怎么样，不生产B…58是不行了，1955年12月，美国空军和康维尔签订了最后的生产合同，合同号AF33（600）…32841，美军订购了13架B…58和31个荚舱。
◇ 机身结构和弹射座椅
B…58的机身为半硬壳式结构，采用标准舱段，第1到5舱为机组舱室，第6到19舱为燃油舱，在燃油舱中有专门的两个舱（8和9）为导航系统，第19舱以后为减速伞和电子设备舱。
机组成员包括一名飞行员，一名导航员兼投弹手，另外还有一名防御系统操作手，全部坐在串列式座舱内，虽然这三个舱形成了一个相连的加压舱室，但每个座舱都具有单独的氧气系统。飞行员的风挡由6块玻璃组成，飞行员可以在飞行途中观察到发动机和部分机身，另外两名机组成员可没这么幸运了，只有供观察用的小窗。
这里有必要提及B…58采用的特殊的弹射座椅，原先该机采用的是战略空军司令部提供的供战斗机使用的普通弹射座椅，但要知道，在2马赫的飞行速度下，高空的高速气流很轻易就能将飞行员拍成肉饼，而且在12000米的高空，大气的温度是零下55度，飞行员依靠这种普通的弹射座椅根本无法生存。
位于科罗拉多州丹佛市的斯坦利航空公司提供了一种特殊的弹射座椅，即胶囊弹射座椅，这种座椅采用了可以折叠的类似于鸡蛋壳的全新保护方式。胶囊弹射座椅在普通弹射座椅上加装了一层“外壳”，在正常飞行状态，保护壳向上收起，不会妨碍飞行员操作，在飞行员的膝盖下有一根专门的作动杆，在弹射时，这根作动杆会自动收起，迫使飞行员的大腿往上收，使飞行员在胶囊内呈蜷缩状。座椅内除了急救用的一些通信设备外，还有氧气罐，座椅上方有阀门用于座椅在降落到地面时和外界通气。
在弹射时，飞行员拉下弹射手柄后，和飞行员身体相连的带子会立即将飞行员的手臂固定，同时作动杆收起，飞行员立即膝盖上举，大腿收回座椅内，然后飞行员胸部的带子会固定住飞行员，接着原先呈折叠状态的“鸡蛋壳”放下，并和座椅底座密闭，座椅底部的氧气筒开始供氧并提供压力，这些动作会在0。25秒钟内完成，然后弹射火箭点火，胶囊弹射出座舱，然后坐椅上的降落伞自动打开，如果不幸降落在水面上，胶囊附带的气囊还会自动充气。当然，如果是由于座舱压力过低或者有毒气体泄漏等原因造成的座椅封闭，弹射火箭是不会被点燃的，因为飞行员的座椅外壳上有观察窗，飞行员可以通过座椅内的操纵杆进行一些简单的操作来控制飞机。
◇ 发动机和燃油系统
J79是一种轴流式发动机，有17级压缩机，三级涡轮，通过改变为喷口的面积来控制推力的大小和燃油的消耗率，这种方式还能够保护发动机，防止发动机过热。发动机进气道为复激波式，带有调整锥，进气道前端能够根据发动机工作状况自动控制吊舱进气道的大小，以实现对空气流量的控制。
B…58的燃油系统相当的复杂，JP…4航空煤油存储在4个整体油箱中和机腹的荚舱中，其中机身总可以存储燃油4172加仑（1加仑和4。546升），荚舱中可以存储3885加仑燃油。机翼的前部，机身的5舱和6舱组成了前主油箱，可以装载燃油3202加仑JP…4煤油，机翼后部份，机身的9舱和12舱组成了后主油箱，可以装载燃油5893加仑燃油，机身中部的第6舱至第8舱组成了第3个主油箱，可以装载燃油610加仑，而第12舱和第19舱则组成了第4主油箱，可以装载1219加仑燃油，其中第4个主油箱为平衡油箱，前后主油箱通过向这个油箱转移燃油实现机身的平衡。
为了延长航程，B…58还装有空中加油系统，受油口位于飞行员风挡前1。125米处，同时，在左侧机翼附近还有一个紧急泄油口，用于在紧急情况下释放燃油。
◇ 机翼，控制系统和起落架
B…58采用了悬臂式中单翼，无尾三角式布局，后掠式梯形垂尾，机翼为蜂窝结构，蜂窝结构采用了铝合金、玻璃纤维以及粘胶剂制成，B…58的蜂窝夹层结构占了集体表面的85％，这种结构的重量比铆接结构轻了30％，机翼蒙皮由铝合金材料制成，机身蒙皮采用复合材料，主要是石墨环氧树脂，为了增强安全性，机上的铆钉全部采用钛金属制造。
B…58的机翼蜂窝结构为B…58增加燃油量起了很大的作用，蜂窝式结构之间相通，燃油能够在机翼之间流动。不过左右机翼油箱之间有阀门防止在作大过载机动时一个机翼油箱的燃油流向另外一个，使得飞机重心改变。机翼蒙皮表面下的有机玻璃纤维用于隔绝机翼蒙皮和空气剧烈摩擦产生的热量。
后掠式梯形垂尾，桁条结构和加强肋构成了内部框架，铝合金蒙皮方向舵由11个铰接点和垂直尾翼相连，机翼副翼为不锈钢材料，采用铜合金和机身相连。B…58的控制面为方向舵和两个副翼，机上的持续过载保护装置能够在自动飞行模式下防止飞行员操纵不当引起飞机机动过载过大，该机的飞行控制系统包括一个自动调配系统，具有三种工作模式：即起飞降落、人工操作、自动飞行状态。每种工作状态自动调配系统都会将副翼锁定在一定的角度。
该机的主起落架为8轮小车式结构，前后两个轴上都有4个机轮，为了解决在试验中发现的B…58在降落时容易爆胎的不足，康维尔在每对机轮之间加装了钢质护套，及时将热量传递出去，同时也能够在爆胎时充当紧急轮胎。主起落架通过大型的支撑架以及U型连接器和机身相连。主起落架收起后放入机翼蒙皮内，该机的起落架收起机构相当的复杂，在收起时，必须先将整个起落架在U型连接器部位折叠，然后再向后收入起落架舱内。但这套负责的收起设备却从未曾在起飞降落阶段发生过任何的事故。
前起落架为双轮式结构，由于荚舱离前起落架距离非常近，因此前起落架也是相当的复杂，起落架的收回耗时10秒钟。B…58的减速伞位于尾炮舱前，减速伞直径达8。5米。
◇ 防御系统和电子设备
B…58的尾炮为通用电气公司的T…171E…3 6管20毫米转管炮，最大射速4000发/分，配有爱墨生MD…7雷达用于搜索来袭的敌机，MD…7工作在Ku波段，雷达将数据将直接传输至位于尾炮后面的计算机上，计算机通过收集更多的数据选择是自动射击还是交由防御系统操作手手动控制尾炮，B…58总共备有1200发炮弹。
机上的电子设备提供了预警和干扰功能，B…58装有AN/ALR…12雷达告警接收机和AL/ALQ…16干扰发生器，能够从接收到的敌方雷达信号中检测出敌方雷达信号的参数，然后用相同的参数发射虚假的角度和距离信息，每个主起落架的整流罩上装有AN/ALE…16箔条发射器。B…58装备有雷神公司出品的Ku波段搜索雷达，工作频率为16…17GHZ。
机上的轰炸系统主要为斯佩里公司的AN/ASQ…42系统，这个系统由6个子系统组成，即位于后机身的AN/APN…113多普勒雷达用于测定B…58相对于地面的飞行速度和机外空气的速度；位于机头的罗斯曼机械公司的KS…39天体观测仪和远程无线电罗盘，用于确定飞机的位置；机身中部的导航子系统不断的测试飞机的飞行高度和飞机的经纬度位置；机头的搜索雷达和高精度无线电高度表用于测定飞机和导航点的距离指示可以投放****的信号产生器；故障检测系统，用于检测主导航系统的故障并在发生故障时提供备用导航信号。
主导航系统主要由本迪克斯公司和摩托罗拉公司提供，其主要器件为多普勒雷达和惯性导航系统。同时，B…58还装备了语音提示警告功能，从发动机着火到液压系统失灵，语音提示警告都能在第一时间向飞行员发出警告。
◇ 荚舱
B…58的荚舱为MB…1C，流线型舱体，采用两截副油箱焊接而成，内装有爆炸当量可调的自由落体式核弹，荚舱全长22。86米，直径最大处为1。5米，空重1134公斤，在满载燃油和一枚标准的W39Y1…1核弹时，全重达到11000公斤，整个荚舱由3枚螺栓和机体相连。荚舱内分多层，其中前半部分和后半部分为燃油舱，中间部分的上层为****舱，下层为设备舱。荚舱舱尾上有四片小翼面，用于在荚舱自由下落中保持横滚稳定。舱内的核弹由位于舱内的压力引信引爆，投放前任务指挥官将会根据任务命令设定核弹的爆炸高度，随即机上的大气数据计算机立即将高度转换成目标区的气压，在荚舱投下时，荚舱内的燃油将被自动倾泻。
B…58机上装有AN/ASH…15****损伤评估系统，在荚舱投放后，系统会连续不断的向飞机提供荚舱的坐标数据，机上的存储系统则会将这些数据存储起来。当核弹爆炸时，机上的光敏元件会纪录爆炸产生的瞬时光强度，然后根据荚舱最后的坐标位置解算出爆炸的强度、杀伤力等数据。
不过，MB…1C在美军中的服役时间并不长，后来开发的新的荚舱即TCP，外形和原来的MB…1C相同，不过采用了上下两个荚舱的结构，上层为BLU 2/B…1****吊舱，全长10。5米，最大直径为1米，尾部有3片小型翼面，其中一片在和下层相连使呈折叠状态，****舱全重5430公斤，下层为BLU 2/B…2燃油舱，分为前后两个油箱，空重860公斤，满载燃油时重为11800公斤，上层荚舱半墁于下层燃油舱中，上下两层独立和机身相连，燃油舱和机身分离后，****舱仍能独立和机身相连。TCP虽然比MB…1C先进，不过由于后者的****舱更大，为此，在执行特殊任务时还是会用到MB…1C。
当然，B…58在位于机身和主起落架之间的挂点上还能够挂载4枚MK。43核弹，MK。43核弹重大1吨，长超过3。6米，爆炸当量100万吨。
美军后期还发展了MA…1C荚舱，MA…1C是MB…1C的改进型号，加装了贝尔航空公司的LR81…BA…1液体火箭发动机，火箭发动机采用JP…4和雾化硝酸的混合物，荚舱最大射程250公里。荚舱最大飞行高度30000米，最大飞行速度4马赫，不过后来由于技术原因MA…1C被取消。
试飞
1956年7月，第一架B…58A开始在康维尔公司的厂房内组装，此时该机的绰号“盗贼”开始流传，不过“盗贼”的绰号早在1952年就已经开始在空军内部和康维尔公司流传，以至于后来美国空军将其变成了该机的官方代号。康维尔公司还规定，在和平时期，B…58的每月飞行时间不能超过40小时，而战时则可以达到105小时。
首架正在组装的YB/RB…58编号为55…0660；该机一直到8月末才下线，同年9月4日在拖车的牵引下缓缓的驾出了康维尔厂房的大门，此时该机还有很多设备没有装，机内装的大多都是实验器材。望着这架外型前卫的轰炸机，许多在场的人不禁感慨到：末代轰炸机诞生了。
10月1日，这架B…58进行了首次发动机点火试验，28天后即29号，第一次地面滑行试验顺利进行。
1956年11月11日，激动人心的时刻到来了，在得克萨斯州的卡斯维尔空军基地外场人声鼎沸，基地跑道上，这架编号为55…0660的B…58拖着长长的尾焰，在上千双眼睛的注视之下，轰鸣着离开跑道飞上了蓝天，随即人们涌进机场，欢呼声犹如雷鸣。请记住这三位功臣飞行员，飞行员B。A。艾里克森，系统专家约翰&；#183；D&；#183；麦克臣，试飞工程师查里斯&；#183；P&；#183；哈里森。为了安全起见，该机并没有携带荚舱。这次试飞很轻松就达到了0。9马赫，而在12月30的试飞中，该机的最大飞行速度达到了1。17马赫，成功实现超音速。
随后就开始了一类试飞，试飞总时间持续了将近3000飞行小时。1957年2月16日，编号为55…0661的YB…58首次携带MB…1荚舱飞行。6月29日，第一架原型机携带空载的MB…1进行了超越2马赫的试飞，该机在13213米的高度，最大飞行速度达到了2。03马赫。接着，B…58家族又一次次的刷新空投荚舱的速度和高度纪录，1957年12月20日，一架YB…58从18000米高空，在2。0马赫的飞行速度下成功的空投了一具荚舱，达到了设计要求。
虽然B…58一次次的刷新世界纪录，但问题也如火山爆发般涌现，首先是油箱内的燃油在飞机加速或者减速时晃动、飞溅造成飞机空中飞行的不稳定；加力燃烧室工作不稳定造成该机在超音速飞行情况下的偏航；发动机震动造成飞机疲劳裂纹和飞行员在飞行过程中极易疲劳…，所有这些都影响了后续的试飞。虽然新型飞机在试飞中出现问题是正常的，但B…58的问题似乎无穷无尽，使得该机“有幸”成为人类航空史上最令人失望的飞机。
为了测试机身的疲劳裂纹，1957年3月，一架没有加装发动机的B…58机身由一架B…36F吊装在机腹送至怀特…帕特森空军基地的怀特发展中心结构试验实验室，康维尔公司的工程师绞尽脑汁才想出这个办法，为了能够挂载B…58，B…36F不得不牺牲了其内侧的螺旋桨。前苏联的克格勃还向总部发回报告称，美国正在进行一种超级轰炸机方案，将由B…36空中发射。除了克格勃被骗外，一些在机场拍摄的照片被公布后，许多美军的基层官员也以为是空军用B…36发射B…58的新项目。
1957年后期，第一台YJ79…GE…5发动机被送至康维尔公司，从1959年3月开始，二类试飞开试，两架YB…58A飞别在加州的爱德华兹空军基地和康维尔的福特沃斯试验场进行了256架次，1216飞行小时的试验，J79…GE…5发动机的试验也在二类试飞中进行。从1958年至1960年的3年时间里，康维尔共损失了7架B…58。
在第二阶段试飞结束后，空军于1959年6月11日宣布，美国空军将购买290架B…58，包括其中的30架为生