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KC-135「同溫層加油機」(KC-135 "Stratotanker")是一款由波音替美國空軍開發製造的空中加油機,以波音367-80作為開發基礎,是美國空軍第一款以噴射發動機為動力的空中加油機。KC-135是在1957年時開始服役,曾歷經越戰、冷戰、波灣戰爭等諸多軍事事件,服役經歷超過半世紀。美國空軍除了持續在進行KC-135的版本改良以延續其服役年限外,也在2011年時選定以波音767為基礎所開發的KC-46「飛馬式」(Pegasus)作為KC-135的後繼機種。
機體設計發展自波音367-80原型機,與波音707客機可稱為姐妹機種,並命名為波音717-100(因此,正式名為「波音717」的波音客機產品,其基本型號改用717-200)。
可在機翼和機身的地板槽中容納計88.452噸(115,562公升)的飛行燃料,總有效載荷為38噸(最大)供其他飛機使用。
加油系統原採用飛椼式為主,後續機型已於翼端加裝Mk.32B(飛錨式)以適用各種飛行器,加油操作員的座位是在機身後部,使作業變得容易施行。
KC-135A的現代化計劃從1970年底實施。首先,發動機從PW JT3C J57改為PW JT3D渦扇引擎(TF33-PW-102軍用型號,推力8160公斤)在1982年1月空軍國民警衛隊接收約160架的「KC-135E」。
R型現代化計「KC-135R」,發動機採用CFM國際公司的CFM56渦扇發動機(F108-CF-100軍用型號,推力9980KG),燃料載量添加計算輔助電腦APU,1984年 6月開始交付美國空軍,
之後的改進型「KC-135Q CFM」,後稱為「KC-135T」,其更新了航電設備和加強機翼與發動機根部,一共389架被改進至R或T型的標準。
1990年代後期繼任機計劃KC-X開始,並在2011年2月選定KC-767作為繼任機種的開發藍本,着手發展後繼機型KC-46。
2020年4月起,KC-135將逐步從美軍退役;此外,新加坡及法國的同款機均逐步退役。