年3月16日，陆 航空兵(美国空 的前身)与贝尔公司签订了制造3架研究机的合同。合同中将这种研究机命名为XS-1,其中为研究之意，S代表超音速。

3架超音速研究机的编号，分别为46-、47-和46-由于当时人们对超音速飞行的特点和规律还缺乏认识，几乎找不到现成的理论和实验数据可以利用，因此在选择和确定XS-1研究机的外形和总体方案上颇费了一番周折.

，XS-1之所以选择了类似于炮弹式的外形，主要是因为当时贝尔公司找到了一种12.7毫米子弹的纹影照片，同时也借鉴了赖特菲尔德飞机研究所提出的“马赫0.9°案。至于研究机的强度要求、机翼设计、尾翼安排、发动机选择和起落方式等，也都经过NACA、陆 航空兵和贝尔公司三方面的专家反反复复地研究和论证后才确定的。

对xs-1提出的具体设计要求是这样的：为安全起见，机体结构强度要很高，可经受18G的过载；机翼的形状为直机翼，厚度极薄，以减小激波阻力，实现超音速飞行；对于动力装置的选择曾考虑过航空喷气工程技术研究所研制的推力较大的火箭发动机，但因使用甲 与 为燃料，容易产生爆炸， 还是决定用里阿库逊·莫达茨公司的A型火箭发动机。虽然其推力小一点，但所使用的燃料为液氧和水/乙醇，比较安全。

为了尽可能减小飞行阻力提高飞行速度，机身采用了炮弹形，座舱也要求尽量与机身融为一体。起初有人提出在座舱顶部开舱益，后来改为开侧门，飞行员从机身右侧上下飞机。在危险情况下，飞行员只能右侧舱门弹出救生。由于舱门后有机翼，这种救生脱离方式是极其危险的，但是为探索超音速飞行的秘密，包括飞行员在内谁都没有太在意。

XS-1决定采用轮式起落架后，对于采用何种方式起飞却发生了分歧。NACA和沃茨本人主张从地面滑跑起飞，而贝尔公司的其他设计师们则主张用母机带到空中发射。空中发射一是节省燃料，二是安全可靠，加上当初确定使用的涡轮泵一时研制不出来，而用别的办法加注燃料会使火箭发动机的工作时间从4.1分钟缩短为2-4分钟，这样一来如果从地面起飞的话，完全有可能加速不到音速，燃料就消耗完了，所以，陆 航空兵 还是批准了从空中发射的起飞方案，并决定用波音公司的B-29轰炸机，经改装后作为携带XS-1空中发射的母机到年8月1日，XS-1的工程设计已全部完成，贝尔公司内部对其称为“模型44.年12月27日， 架XS-1超音速研究机(简称1号机)出厂，编号为46。该机全长9.42米，翼展8.53米，机翼面积12.03平方米。

副翼、升降舵、方向舵和襟翼各操纵面面积分别为0.59、0.48、0.48和1.08平方米，可偏转角度分别为上/下12度、向上15度响向下10度、左右15度和向下60度。飞机空重公斤，发射(起飞)重量公斤。 架XS-1全身漆刷成橙 色。

为了满足飞行速度和大过载的要求，整个机体呈光滑流线，主要结构材料采用24ST铝 ，机身为半硬壳结构，座舱和机身保持一体、没有凸出来起落架为前三点式。由4台液体火箭发动机组成的动力组，总推力为26.7千牛(公斤力)。每台发动机可提供推力6.7千牛(.5公斤力)。它们相互独立，各自可点火、停车，因此可将动力组的总输出切换成25%、50%、75%和%。这样做安全性更好，即使有一台发动机出现故障也不会影响其它。燃料系统包括液氧、水/乙醇和加注燃料的氮气液氧罐安装在机翼前的机身内，可装升液体氧，水/乙醇安装在机翼后的机身内而加注燃料用的12个球形高压氮气瓶有7个安装在液氧罐前，其余则分散在前后机身内。

为测量和记录试飞数据，仅机翼上就开了个测压孔，装了12个应变传感器，在尾翼和机身上也有同类装置。机体内安装有飞行速度、高度、空气特性、飞行姿态和操纵等多种测量记录仪器，以及可将测量数据及时传送到地面的5通道遥测设备，另外在飞行员的后上方还有照相枪，以记录研究机从母机脱离和着陆时的情况。