研製背景
C-5的研製背景為美國“全球戰略”確立，加強“靈活性反應能力”和“戰略空中機動”的需求非常緊迫。1960年初，美國空軍提出“特種作戰要求”(SOR-214)，按照這種作戰要求，各大飛機製造公司開始設計，參加投標的公司有洛克希德、波音和道格拉斯等。1965年9月，空軍選中洛克希德GL-500-13-7設計方案，即C-5A。
機身結構
C-5的基本設計採用了懸臂式上單翼，由破損安全盒形結構由多梁和機加擠壓蒙皮壁板組成。後來C-5A機翼大梁出現裂紋，所以C-5B採用新的7175-T73511高強度耐腐蝕鋁合金。20％翼展處翼型為NACA0012(修形)，43.7％和70％處則為NACA0011(修形)。1/4弦線後掠角25°，下反角5°30′，翼根安裝角3°30′。靜平衡鋁合金副翼。經過改進的富勒式鋁合金後緣襟翼。襟翼前面有簡單鉸接的鋁合金擾流片。無配平調整片。
機翼前緣內段為密封式襟翼，外段為有縫襟翼。副翼和後緣襟翼由液壓伺服作動器驅動。富勒後緣襟翼和前緣縫翼由球式螺鏇制動器和扭矩管驅動。懸臂式全金屬結構的T型尾翼，由整塊金屬蒙皮壁板組成單室盒形構件。平尾稍有下反角，水平安定面的安裝角由液壓螺鏇作動器驅動。方向舵和升降舵由液壓伺服作動器驅動。升降舵共分4段，方向舵分為兩段。無調整片。
機身是由蒙皮、長桁和隔框組成的半硬殼式破損安全結構，截面呈“8”字形。貨艙為頭尾直通式，其地板高度與運貨卡車斗高度相適應。既可空投貨物，也可空降傘兵。地面靜態機尾上翹角10°，採用的高強度鋁合金包括7049-T73，7050-T736，7050-T73，7475等。採用液壓收放五支柱式起落架。前起落架靠液壓傳動的滾珠絲槓向後收起，主起落架由液壓操縱轉動90°後向內側收起。前、主起落架支柱都有雙腔油－氣減震器。起落架共有28個機輪：前起落架有4個機輪，4個主起落架每一側兩個並列在機身底部，每個主起落架有6個機輪，兩兩排列呈三角形。全部輪胎尺寸均為49×17-20，前輪胎壓9.45×105帕(9.64千克/厘米2)，主輪胎壓7.65×105帕(7.80千克/厘米2)。有防滑裝置。飛機地面轉彎是靠主起落架後面腳輪轉動進行協助。
運載能力
駕駛艙下面的機頭罩可向上打開，能從前後貨艙門同時裝卸貨物。尾部貨橋兩側機身壁板可向外打開，以加大地面裝卸貨物時尾艙口尺寸。機上有貨物空投和傘兵空降設備。機身前左側下部有一機務人員艙門，機身尾部左右兩側下部各有一客艙門。駕駛艙和全部貨艙、客艙均為空調和增壓。地板裝有可拆卸的滾輪導軌及貨物固定部件。由於美軍最近10年戰略戰術上的改變，越來越注重高機動的火力投送，C-5的快速戰略運輸能力也越發顯得重要了。其中一次運送兩輛M1坦克的能力在美軍中是絕無僅有的。
C-5的動力採用4台通用動力公司(GE)的TF39-GE-1C渦扇發動機。單台推力為191.2千牛。駕駛艙內有正、副駕駛員、隨機工程師和2名貨物裝卸員共5名機組人員。上層艙前部有可供15個工作人員休息的艙間，從中央翼之後到機尾的上層艙可載運75名士兵，下層主貨艙可載運270名士兵，美國現役陸軍師所配備各類武器中97%都可運輸。
C-5可以運載6架此型號直升機；右圖是運送M-2步兵戰車或M-3騎兵戰車的方案，可運載6架。典型裝運布置包括：2輛M1型坦克；16輛3/4噸載重卡車：一輛M1型坦克和兩輛M-2步兵戰車；6架AH-64武裝直升機；10枚“潘興”飛彈及其發射車輛；36個463L標準集裝貨盤。貨艙通常被劃分為兩條並列的貨物區使用，恰好能並排擺放兩個標準空運貨架。
性能
C-5每一個飛行小時大約需要進行16小時的地面維護工作。C-5A在使用中曾發現機翼後梁出現裂紋，1978年美國空軍決定為所有在服役的77架C-5A更換新機翼，新機翼使用壽命增加到30000飛行小時，相當於服役20年，此項工作於1987年中全部完成。1982年夏天，美國國會批准了洛克希德·馬丁公司研製新型C-5B的計畫，C-5B的氣動外形和內部布局與C-5A相同，採用推力更大的發動機，載荷能力增加，1985年9月10日首飛，1986年1月8日開始交付。此外，目前還有一種C-5D，它應美國空軍的要求，換裝了新動力裝置和數字式電子設備。
C-5裝有美軍標準通信和導航設備，本迪克斯公司的彩色顯示氣象雷達，3台德爾科公司的慣性導航設備，以及特種設備包括最新多功能電子探測及其分析和記錄子系統，它可同時掃描和分析800多個測試點，以及飛行中故障分析、檢修和記錄系統。
C-5空中加油，對比大型的KC-135加油機，可見C-5是如何巨大。C-5在較短的跑道以大載重量狀態起飛時，往往少裝燃油，因此起飛後不久就需要進行空中加油，有時需要花十幾分鐘才能完成對接，輸油時間長達15分鐘，飛行員必須具備極高的駕駛技巧。
改進
洛克希德·馬丁公司於同年5月29日發布C-5運輸機首套Block1.1版本的綜合操作型飛行軟體(OFP)的工程試驗版本。該軟體是C-5航空電子現代化計畫(AMP)的一部分，是形成C-5AMP的全軟體系統綜合和試驗的基礎。Block1.1隻是整套軟體系統四部分的第一部分，其它一部分由霍尼韋爾公司的航空電子防禦分部研製，用於自動飛行控制系統和飛行管理系統。另一部分由洛克希德·馬丁公司的系統綜合分部完成，用於通信、導航和監視。作為美國空軍C-5現代化改進的第一步，價值4.54億美元的AMP契約將綜合先進的飛行控制、通信/導航系統，以及新的儀表顯示系統。
C-5現代化改進的第二步，將對發動機、電子設備、液壓裝置和起落裝置進行改造，增加機隊作戰性能，降低使用成本。2001年12月美國空軍授予洛克希德·馬丁公司對C-5進行升級的契約，預計2008年6月完成契約。升級計畫完成以後C-5的可靠性預計將從目前的60%提高到80%，服役年限將擴展到2040年。
C-5B運輸機在2002年將升級電子設備，美空軍稱之為一個相對低風險、低成本的現代化項目。項目始於1999財年，將保持C-5B與全球航空運輸管理要求的一致性。C-5B將裝備新的數字式自動飛行控制系統、新的液晶平板顯示器以及新的導航/通信系統,還將安裝交通告警與防撞系統以及地形感知與預警系統。目前計畫中將有124架C-5進行升級，估計耗資3.7億美元。預計該項目將於2005年完成。
2002年11月，洛克希德·馬丁航空公司完成了為所有美國空軍機隊的C-5安裝了交通防撞和告警系統(TCAS)的工作。安裝TCAS是C-5航空電子現代化改進計畫的一個組成部分。TCAS能識別鄰近的飛機，並向駕駛員顯示避免碰撞的方案，從而大大降低了發生空中交通事故的可能性。最近，一架裝有TCAS的C-5在多佛空軍基地上空時，當地的空中交通管制系統突然失靈。這時TCAS警告機組人員有一架輕型機接近C-5的飛行路線，於是C-5改變方向，保證了飛機和機組人員的安全。
該機裝備全球空中交通管理（GATM）航空電子設備，將可在不斷變化的空中交通管制環境中遊刃有餘。這些關鍵的全球空中交通管理航空電子設備包括： 未來空中導航系統（FANS）數據鏈；·
航空使用通信（AOC）數據鏈；·
甚高頻通信，8.33-KHz間隔；·
多工作狀態接收機（MMR），有受保護的儀表著陸系統、伏爾導航系統、微波著陸系統和指點信標；·
雙嵌入慣性導航系統/全球定位系統；·
敵我識別/S模式應答機；·
交通告警防撞系統Ⅱ（TCASⅡ）7型（加更早的）；·
增強型近地警告系統（EGPWS）；·
備用空中交通管制數據鏈印表機；·
通用綜合航空電子（VIA）系統，具有6種主要“分區”或套用，例如飛行管理、通信/導航/監視/識別（CNSI）、通信管理、顯示服務和全天候飛行控制。
營運飛行
2004年10月，美國空軍C-5飛機換髮項目的主契約商已經交付了首架飛機。10月3日，洛克希德·馬丁公司瑪麗埃塔工廠接收了該C-5B運輸機。2001年，洛克希德·馬丁公司授命負責該機可靠性增強及換髮項目(RERP)的系統發展和驗證階段(SDD)工作。實施RERP項目的目的是使C-5飛機的使用壽命延長到2040年。預計，該RERP飛機的首飛將在2005年10月進行，RERP的試驗將持續到2007年結束。GE公司的CF6-80C2發動機將用於該項目。9月16日，GE公司宣布，該發動機已經獲得FAA合格證。該RERP項目還包括改進C-5飛機的電子、燃油、液壓、飛行控制和環境控制系統，以及改進飛機的結構和起落架。目前，美國空軍沒有透露其112架C-5飛機中有多少架將實施RERP項目。一個空軍調查小組最近得出結論，如果改進得當，C-5系列飛機中最老的C-5A飛機可再安全飛行25年。但是，空軍也表示，空軍能否承受這些改進費用還是一個問題。C-5A飛機實施RERP項目加上C-5航空電子現代化項目(AMP)的總費用估計將達到30億美元。該C-5B飛機交付給洛克希德·馬丁公司瑪麗埃塔工廠在Dover空軍基地進行AMP。AMP項目的主承包商洛克希德·馬丁公司將用數字顯示設備取代模擬座艙設備，並改進通信和導航電子設備。洛克希德·馬丁公司預測，所有112架C-5飛機都將實施AMP項目。而空軍說，進行AMP的C-5飛機數量還沒有確定。
2005年9月，首台CF6-80C2發動機安裝在可靠性增強和換髮計畫（RERP）的試驗飛機上，標誌著洛克希德·馬丁公司的C-5"銀河"飛機現代化項目達到一個關鍵里程碑。該RERP是兩階段C-5飛機現代化計畫的第二階段，對飛機的改進超過70%，包括採用新的發動機。C-5A和C-5B試驗飛機都是該現代化試驗工作的一部分，C-5飛機現代化計畫將改進該飛機的可靠性，並以最高的成本效益增加其長期的任務能力。目前，美國空軍採辦計畫要求對使用中的112架C-5飛機實施現代化。洛克希德·馬丁公司C-5現代化項目副總裁喬治·舒爾茨說："C-5確實是不可替代的國家資產。美國現在還沒有另一種飛機能完成C-5飛機的任務，C-5飛機的現代化是至關重要的事情。採用新電子設備和發動機的新型C-5M飛機將在全球軍力部署和供給方面為美國帶來無以倫比的能力。C-5經現代化後將可服役到2040年。"C-5飛機安裝了由古德里奇公司設計和生產的新發動機吊架，今年年底將安裝新的發動機。C-5RERP安裝了經實踐驗證的、目前在民用飛機上（包括著名的空軍1號飛機）得到廣泛套用的CF6-80C2發動機。CF6-80C2發動機的推力超過22250daN，可使C-5飛機攜帶122.58噸的負載，起飛距離1520米。新C-5飛機的發動機推力提高了22%，起飛距離進一步縮短30%，爬升速度提高58%，可使目前採用TF39發動機的飛機的可靠性和維護性提高10倍。CF6發動機的離港可靠性為99.98%。C-5現代化的第一階段是航空電子現代化計畫（AMP）。AMP採用電子全天候飛行控制系統、自動駕駛儀、導航和安全特性更好的設備取代了模擬座艙設備和系統。全面改進的C-5飛機將在2006年春季首飛，屆時將更名為C-5M。
2006年4月，美國空軍正在調查4月3日在德拉瓦州多佛空軍基地墜毀解體的C-5B運輸機的事故原因。當時飛機上有13名現役和預備役乘員和4名洛克希德·馬丁公司員工。幸運的是，機上17名乘員全部倖存。4月3日，當這架滿載貨物和燃料、準備飛往歐洲的C-5B運輸機起飛後不久，一台發動機出現問題。機組試圖掉頭返回多佛，大約10分鐘後，飛機墜毀在距跑道有半英里的一片開闊的草地上，當時是美國東部時區早上6：40，當時的天氣多雲、微風，能見度為5英里(8千米)。飛機的機尾、機頭與機身相分離，左機翼上的1號發動機脫落，航空油料被泄漏，但沒有引發火災，原因是C-5飛機具有一個氮氣系統，使油箱中的燃料上方空間充滿惰性氣體。儘管空軍沒有透露該C-5飛機當時載重，但據一位C-5飛行員稱，一架從多佛飛往西班牙rota的C-5運輸機一般攜帶24萬磅(108960千克)航空燃料和15~24萬磅(68100~108960千克)貨物，飛機的淨重約為33萬磅(149820千克)。這架飛機機體最近剛由洛·馬公司實施了改進改型和航空電子升級，改進了駕駛艙顯示器，並引入了新的自動駕駛儀。
一般情況下，C-5飛機可以靠3個發動機飛行，甚至在一定高度限制內能靠2台發動機飛行，而且可以迅速排空燃料。空軍沒有透露這架飛機墜毀時有幾台發動機在工作，也沒有說是否有其他系統應急措施介入。空軍的一安全調查委員會要用45天對該事故進行評價，然後組建一個事故委員會。至今，已有其他5架C-5飛機在一系列事故中損壞，其中包括2架飛機在飛行試驗項目中被燒傷；在1975年的越南戰爭期間，一架來自前南越首都西貢載有兒童的C-5飛機墜毀，造成138人罹難；1990年來自德國拉姆斯泰因航空基地(RamsteinAB)載有13名機組人員的C-5飛機發生災難性墜機事故；1974年，一架C-5在美國俄克拉荷馬州柯林頓市機場緊急著陸時一個輪艙起火，導致飛機衝出跑道後解體，所有乘員倖免遇難。引人注目的是，多佛空軍基地臨近一個鳥類保護區。1983年，一架C-5在起飛前往歐洲時碰到一群雌鵝。一個發動機失效，另一個被損壞，儘管機翼前緣因無法控制的發動機失效造成大面積受損，最終飛機仍得以安全降落。美國空軍沒有透露上周發生的墜機事件是否與鳥撞有關。
2006年6月，C-5“銀河”處女飛行後大約38年了，“銀河”機隊在本月的早些時候又達到了另一個里程碑，當時第一架裝有新發動機和現代化航電系統的C-5M飛機（下圖）進行了它的典禮試驗飛行。空軍稱，這種升級飛機命名為C-5M，於6月19日在美國喬治亞州多賓斯空軍後備隊基地升空飛行。美國空軍目前運行著111架C-5，其中49架C-5B，其餘是較老型的C-5A。空軍正在考慮將其全部現代化為M型配置。空軍C-5集團司令官KevinKeck上校稱，“C-5M將提供無與倫比的能力，它將是一種戰略空運飛機，具有運載2倍於其他系統貨物的能力。”他說，這些升級是非常有效的投資，C-5M項目將能節省200多億美元。
2006年11月，第2架經過完全現代化改裝的洛克希德·馬丁C-5M"超級銀河"試驗飛機，11月17日在Dobbins空軍後備隊基地完成了首次飛行。該機是3架將進行C-5M飛機試驗項目的飛機之一，主要用於通用系統和子系統試驗、機場性能試驗和診斷測試。頭2架C-5M飛機均由早期C-5B型改裝而來。第3架試驗機為C-5A，該機目前正處在達到C-5M標準的現代化改裝的最後階段，計畫今年底首飛。第1架C-5M試驗飛機今年6月19日首次飛行，迄今完成飛行已超過51小時。8月份該機在愛德華茲空軍基地的空軍飛行試驗中心完成了動態滑行試驗。
2007年5月，美國政府最近授予洛克希徳?馬丁公司一份價值2300萬美元的初始契約。根據該契約，洛?馬公司將按照“增強可靠性和更換髮動機計畫(REEP)”對首批C-5M“超級銀河”運輸機進行改進。“C-5M對保持戰略空運能力至關重要”。洛?馬公司負責C-5現代化改進項目的副總裁GeorgeShultz表示，“與其它機型相比，C-5M可以安全可靠地攜帶更多的貨物飛行更遠的距離。改進後的C-5M將換裝通用電氣公司的CF-6發動機，該發動機在可靠性、兼容性和耗油率等方面均得到改善，從而使該機的日常使用費用大大減少。這不但足以彌補本次現代化改進的耗資，在今後的服役期內還將為美國空軍節省數十億美元的使用及維護費用。在改進中每投資一美元，飛機的全壽命周期費用將會節省4美元。”
C-5飛機的改進包括兩個階段：第一階段通過實施“航空電子設備現代化計畫（AMP）”為該機提供一套數字式骨幹網路，第二階段通過實施“增強可靠性和更換髮動機計畫(REEP)”大幅提升該機的可靠性、可維護性和實用性。目前C-5飛機已經完成了AMP階段的改進，裝備新型航電系統的飛機累計飛行時間已超過10000小時，其中很大一部分用於支持美軍在伊拉克的作戰行動。本次簽署的初始契約啟動了C-5改進的第二階段。此階段（RERP）改進的核心是為該機換裝通用電氣公司研製的CF6-80C2商用發動機，該發動機目前已經擁有用戶（包括商用和軍用）230家，總飛行時間超過3億小時。與C-5原有發動機相比，CF6-80C2發動機的推力增加22%，可使飛機的起飛滑跑距離縮短30%，爬升速度提高58%。目前有3架C-5M“超級銀河”（分別由2架C-5B和1架C-5A改進而來）參加試飛，累計試飛時間達到260小時。
前景
自服役以來，C-5機隊一直是美國軍方戰略空運的核心。通過對該機的改進可以確保美國空軍能達到2006年《四年一度防務評審》（QDR）和2005年機動能力研究（MCS）決議所要求保持的空運能力水平。由於該機尚剩餘超過70%的機體結構壽命，預計C-5M“超級銀河”可服役到2040年。C-5還是唯一一種可無限制地運送所有空運物資的運輸機，由於該機配備有專門的人員客艙，因此可方便地將作戰部隊連同其武器裝備一同運往戰區。其空運能力達到其它戰略運輸機的2倍。
2007年9月，美國空軍採辦執行官Payton本月27日對美國參議院一個監督小組說，C-5可靠性增強和發動機更換項目（RERP）將突破Nunn-McCurdy修正案要求的監管門檻，因為該項目目前的成本估算額比2001年最初的估算超出50%多。該監督小組是參議院聯邦財政管理、政府信息、聯邦機構和國際安全分委會。Payton說，我是在與空軍部長Wynne商量後決定通知國會的。美空軍目前共有111架C-5運輸機，包括59架A型機，還有B型和C型機。他說，空軍目前估算整個C-5機隊改進的總成本將達到132億美元，但是項目主契約商洛·馬公司的估算值卻是88億美元，這讓空軍感到困惑。美空軍可能因為超支而不會改進所有的C-5飛機。
資料數據
機長75.54米
機高19.85米
翼展67.88米
機翼面積576.0平方米
後掠角 25度(1/4弦線處)
前上艙長度 11.99米
後上艙長度 18.20米
下艙36.91米×5.79米×4.09米（長×寬×高）
容積985.29立方米
空重169643千克
最大商載118387千克
最大燃油重量150815千克
最大起飛重量379657千克
最大著陸重量288415千克
最大平飛速度919千米/小時
最大巡航速度908千米/小時
經濟巡航速度833千米/小時
海平面最大爬升率8.75米/秒
實用升限10895米
起飛滑跑距離2530米
著陸滑跑距離725米
最大載重航程5526千米(5%余油)
