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1961年10月军事空运勤务司令部(MilitaryAirTransportService,MATS)提出取代C-133运输机的需求,由空军规划CX-4的设计案,但是1962年8月陆军副参谋长对空军参谋长表示这个设计方案并未与C-141的运输能力有很大的差距,陆军方面希望最大载重量为82.5吨,机舱宽度至少4.5米,能够执行空投任务和起降于较为简单的机场。根据这项提案,空军将起飞跑道长度要求放宽到2,424米,但是降落缩短为1,212米。
1964年4月27日,美国军方开始就重型运输机提案(HeavyLogisticsSystem,即CX-HLS)确定机身和推进系统承包商,在该方案中确定使用4台发动机。1964年5月18日,波音公司、道格拉斯公司、通用动力公司、洛克希德-乔治亚公司和马丁·玛丽埃塔公司参与机身的竞标,通用电气公司、柯蒂斯-赖特公司和普雷特·惠特尼公司参与发动机的竞标。1965年底,波音、道格拉斯与洛克希德公司提交了各自的设计方案,通用电气公司(GE)与普雷特·惠特尼(PW)两家公司也提交了各自的高涵道比涡轮发动机设计方案。空军表示将会从这三家机体设计当中选出他们最满意的一款,进行原型机的生产和测试,最终的订购量在200架左右。
1968年6月30日,C-5运输机在乔治亚州多宾斯空军基地首次试飞。它很快在各种试飞和评估中展示出强大飞行运输能力。1969年6月,1架C-5运输机以300吨重量降落,创下20世纪70年代的纪录,降落后滑行距离不过450多米。在一次试飞中,它以380吨重量起飞,成为有史以来起飞最重的飞机。C-5运输机很快证明能够以0.8马赫的速度在一万米的高度飞行,后来又上升至一万两千米高度。C-5运输机成为最重的空中受油机,可从1架KC-135加油机接受了50吨油料。它还具有装载154吨油料,100吨模拟货物的能力,降落后的滑行仅为360米。
机长:75.54米
机高:19.85米
翼展:67.88米
机翼面积:576.0平方米
后掠角:25度(1/4弦线处)
前上舱长度:11.99米
后上舱长度:18.20米
下舱:36.91米×5.79米×4.09米
容积:985.29立方米
空重:169吨
最大商载:118吨
最大燃油重量:150吨
最大起飞重量:379吨
最大着陆重量:288吨
最大平飞速度:919千米/小时
最大巡航速度:908千米/小时
经济巡航速度:833千米/小时
海平面最大爬升率:8.75米/秒
实用升限:10895米
起飞滑跑距离:2530米
着陆滑跑距离:725米
最大载重航程:5526千米(5%余油)
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