進入21世紀，美國空中加油機機隊日益老化，出勤率降低，維護費用攀升，狀況不容樂觀，因此美國空軍考慮採購新型加油機以替換KC-135。經歷了一波三折、漫長的10年競標過程，KC-46A（“飛馬”）從2011年2月開始工程研製，2015年9月首飛，屢經拖延後，2019年開始交付。
KC-46A以波音767客機為基礎進行改裝設計，集合了美國空軍多年加油機使用經驗，採用多種技術革新，使空中加油機的作用更加多元化。機長50.5米，機高15.9米，翼展48.1米，裝配兩臺PW4062渦扇發動機，最大起飛重量188.24噸，空重82噸，巡航速度馬赫數0.8，實用升限12000米。
KC-46A採用軟硬相結合的空中加油系統，共安裝了尾部的伸縮套管、後機身中心線加油平臺和翼下加油吊艙4套加油設備，能夠在同一次任務中為本國多種類型的受油機以及外國飛機進行空中加油。KC-46A採用開放式結構的全數字式駕駛艙，具有現代化的先進數字式飛行顯示設備。KC-46A加油機採用“遙控空中加油員工作站”，空中加油員位於駕駛艙內，通過三維視鏡操縱伸縮套管，完成空中加油任務，通過空中加油視頻監控系統和電傳遙控系統可操縱各種加油設備。
KC-46A機頭上方有一個受油口，可進行空中受油。KC-46A還可擔負空中通信中繼任務，具備Link-16數據鏈共享能力，可用來實現網絡中心戰。KC-46A的機翼內載油量為80噸，機身內的輔助油箱內還可以裝載16噸燃油，最大載油量達到96噸。KC-46A的伸縮套管由KC-10上的伸縮套管改進而來，加油速度可達4542升/每分鐘。KC-46A機翼下加油系統能夠同時為兩架受油機加油，加油速度為1514升/分鐘，中心線加油平臺加油速度為2271升/分鐘。
KC-46A的貨艙長33.93米、寬4.72米，通過更換貨艙內的模塊化地板，可以有效變換成貨運構型、客運構型和客貨混供構型。全貨運型可運輸19個標準軍用貨盤，客運型可容納200名士兵。
KC-46A是美國空軍整個加油機機隊替代計劃的第一步，KC-46A加油機能夠實現軟/硬式加油，顯著的空運能力將極大提高美軍部署的靈活性，同時成為美軍網絡中心戰的信息節點和中繼，功能全面性極大提高。KC-46A的多用途性、機動靈活性和遠程任務能力，使美國空軍的加油、運輸、機動能力，甚至指揮和控制等能力融為一體，按照實際需要充分配置，保證可以更靈活、更全面、更低成本的完成任務。
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