中國人民解放軍空軍雖然近年來在隱形戰(zhàn)機和艦載機方面取得了長足的進步，但在軍用運輸機方面與美國和俄羅斯相比，仍然有很大的差距。此前服役中的、運力最大的國產(chǎn)運輸機是運-8，其運載量小，僅與C-130相類，而且航程較短；又因采用渦輪螺旋槳發(fā)動機，故其航速受到相當(dāng)大的限制。運-8的性能相較于中國空軍的整體發(fā)展程度，并不匹配。

運-20之前，中國運輸機的主力機型是從俄羅斯進口的20多架伊留申76，在訓(xùn)練演習(xí)及搶險救災(zāi)中高強度使用。此前在地震等情況下，中國空軍為了彌補空中運輸力量的不足，曾經(jīng)向民航甚至物流公司借用飛機運輸貨物。因此，運-20對提升中國空軍的后勤水平有著重大的意義。

在軍事用途上，運-20最大載重能力達到66噸，可以載運主戰(zhàn)坦克等重裝備，最大飛行距離亦增至7800公里（40噸載重）。新運輸機不僅能承攬中國國內(nèi)急難運輸，還可以進行亞洲地區(qū)的戰(zhàn)略、救援物資投送。另外，運-20的電子設(shè)備相較伊爾-76也有了改進。但在戰(zhàn)術(shù)運用上，例如野戰(zhàn)條件下降落，燃油經(jīng)濟性等，運-20仍與美國等發(fā)達國家的主流運輸機還有差距，未來的進步仰賴配備有更強勁的國產(chǎn)引擎和進一步強化的起落架等的改進型號。

中國空軍在2016年列裝了首批運-20軍用運輸機。運-20的最大起飛重量為220噸，其設(shè)計研發(fā)參考了俄羅斯的伊爾-76。運-20的研發(fā)工作開始于2006年，當(dāng)時中國剛剛?cè)∠?8架俄羅斯伊爾-76運輸機和伊爾-78s加油機的巨額訂單，其訂單總額達到15億美元。取消訂單的原因是俄羅斯試圖將價格提高27%。為了獲得先進的軍用運輸機，中國軍方只能另辟蹊徑，例如讓國內(nèi)飛機制造企業(yè)集思廣益。而這種方法最終促使國產(chǎn)運-20出現(xiàn)在人們眼前。中國軍方一直希望裝備一種類似美國C-17的軍用運輸機，改進版的伊爾-76曾經(jīng)是比較好的選項，但俄羅斯政府出于經(jīng)濟和政治方面的原因放棄了伊爾-76改進版的研發(fā)。

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