C-17 采用大型运输机常规布局。机翼为悬臂式上单翼，前缘后掠角 25°，NASA 翼梢小翼高 2.90 米。悬臂式 T 形尾翼。垂直安定面与机身连接处向前伸有小背鳍，嵌入式方向舵分为上、下两段，升降舵分为两段。垂直尾翼有个特殊的设计，内部有一隧道式的空间，可让一位维修人员攀爬通过，以进行上方水平尾翼的维修。液压可收放前三点式起落架，可靠重力应急自由放下。前起落架为双轮，主起落架为 6 轮。前起落架向前收入机身，主起落架旋转 90° 向里收入机身两侧整流罩内。可在铺设与未铺设的跑道上使用。起落架装有碳刹车装置。机身长 53 米，机高 16.8 米，翼展 50.3 米，外形尺寸与 C-141 相当。最大起飞重量 263 吨。

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