爆原子弹实验，1967年6月17年执行了中国首次空爆氢弹试验。1968年将苏联提供散件组装的另一架轰6改装为空中发动机实验平台，机腹弹仓处外挂发动机实验吊舱，用于发动机空中测试。1966年10月，西飞完成第一架轰6原型机，用于静力试验。1968年12月24日，国产化的轰6首飞，1969年2月量产的轰六甲（也称轰6A）进入中国人民解放军空军服役，1969年7月定型并投入小批量生产，1972年后转入大批量生产，最高年产数量30架，截止1986
f年产量达到140余架。轰6在中国空军中一直改良并服役至21世纪初，预计将至少服役至2020年。轰6为中国人民解放军空军的战略轰炸主力，同时身为解放军最大型的国产飞机，轰六也被改装为空中加油机肩负后勤支援任务。现今轰6除了可以载运炸弹之外，也可以载运解放军各型反舰导弹（如海鹰、鹰击系列）与巡航导弹（如长剑10）。轰6H与轰6K即两种型号的巡航导弹载机，分别携带精确制导空地导弹及战略巡航导弹。在战术方面提高了中国空军的对地火力支援能力，战略方面可有效威慑和打击第一岛链内的战略、战术目标甚至打击目标可延伸至第二岛链内。而解放军轰6机队主要针对因台湾问题与钓鱼岛领土争议造成中美日兵戎相见时，有效对抗来敌。为改善轰6的航程、发动机寿命等性能，西飞于1970年提出了深入改进的轰6I方案。这一方案非常大胆，采用四台英国“斯贝”5125W涡扇发动机FBC1也采用了当时引进的“斯贝”涡扇发动机代替原有的两台涡喷8发动机。其中两台布置在原涡喷8的位置，另外两台在机翼下吊挂。轰6I航程从原型的5760千米猛增至8060千米，海平面爬升率从原型的186米秒提高到297米秒，效果显著。但由于大量改进现有的轰6成本太高，而且“斯贝”发动机的数量和后勤维护很成问题，轰6I方案被放弃。
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