C-141A
NASA’s NC-141A-variant.
Het eerste model van de Starlifter-familie, aangeduid als C-141A, kon 138 passagiers of tot 28 900 kg vracht vervoeren. De C-141 kon ook speciale vracht vervoeren, zoals de Minuteman intercontinentale raket. De USAF ontdekte al snel dat het volume van het laadruim betrekkelijk klein was in verhouding tot de laadcapaciteit; meestal was de fysieke ruimte op voordat de maximale gewichtslimiet was bereikt. De NASA nam uiteindelijk het demonstratievliegtuig van Lockheed, de L-300, in ontvangst. Het vliegtuig werd aangepast om de Kuiper Airborne Observatory telescoop te herbergen voor gebruik op zeer grote hoogten. Dit NASA-toestel werd NC-141A gedoopt en is momenteel in opslag in NASA’s Ames Research Center in Ames, Californië. C-141B
Een C-141B die bijgetankt wordt door een KC-10 Extender.
Om de tekortkomingen van het oorspronkelijke model te verhelpen en om de C-141 optimaal te kunnen benutten, werden de 270 C-141A’s die in dienst waren, verlengd en werd het nodige laadvolume toegevoegd. Deze aangepaste vliegtuigen werden aangeduid als C-141B. Voor en achter de vleugels werden extra rompsecties toegevoegd, waardoor de romp 7,11 meter langer werd. Ook werd in deze versie de romp gewijzigd om bijtanken tijdens de vlucht mogelijk te maken. De conversie van deze toestellen werd uitgevoerd tussen 1977 en 1982, met de eerste levering in december 1979. Het verlengingsprogramma zou, in termen van grotere capaciteit, naar schatting gelijk staan met de aankoop van 90 nieuwe vliegtuigen. SOLL II In 1994 werden dertien C-141B’s omgebouwd tot Special Operations Low-Level II (SOLL II), waardoor de vliegtuigen ’s nachts op lage hoogte konden vliegen, en verbeterde verdedigingsmaatregelen kregen. Deze vliegtuigen werden geëxploiteerd door het Air Mobility Command, in samenwerking met het Air Force Special Operations Command. C-141C Drieënzestig vliegtuigen werden in de jaren negentig aangepast aan de C-141C-standaard, met verbeterde avionica en navigatiesystemen, om te voorzien in een moderne luchttransportvloot totdat het aantal Boeing C-17 Globemaster III’s voldoende was om ze te vervangen.