大型運輸機更換髮動機的有不少，不過拿伊爾-76MD-90A來做例子還不算直觀，因為它不但換裝了PS-90A-76發動機，還採用了全新的機翼設計（升阻比有變化），最大起飛重量比伊爾-76MD增加了20噸，最大載重量增加了5噸。
和運-20的情況更接近的是KC-135加油機，已經62歲高齡的它最初採用J57渦噴，中間有135架換裝第一代TF33渦扇，目前現役的354架全部使用CFM56渦扇（也用於A320CEO/A340/波音737NG），推力翻番。在只換髮不改動機翼機身結構的情況下，最大起飛重量從134.7噸提高到146.2噸，作戰半徑增加60%。
> 1977年，一架KC-135A正駛上英國米爾登霍爾皇家空軍基地的起飛線，其J57渦噴的推力不足，需要噴水加力才能重載起飛
> 2003年8月19日，隸屬於俄亥俄州空中國民警衛隊第121空中加油聯隊的KC-135R在土耳其英切爾利克空軍基地著陸，準備支持伊拉克的作戰行動
據說渦扇-20的單臺推力達到16噸，比渦扇-18提高了4噸，64噸的總推力足以支持最大起飛重量220噸、最大載重量66噸的最終設計指標。同時油耗將降低20%，航程增加10%，顯著提高了運-20的各項性能。
換髮還有一個巨大的好處，就是運-20將能夠採用先進的推力管理系統。和飛控系統相結合 - 也就是常說的“飛火推一體化”中的“飛”和“推”，可以根據不同的飛行狀態自動調節發動機推力，改善複雜氣流條件下的飛行品質，令飛行員無憂操作，專注於低空空投、野戰機場起降等作業。這是因為渦扇-20配備了全權限數字式發動機控制系統（FADEC），而設計過時的D30-KP2/渦扇18都不具備這樣的能力。
運-20型號的拓展，目前公開的只有運-20F-100民用貨運型，機體加長了7米，採用大涵道比發動機（但不一定就是渦扇-20，民用型可以有更多商業化的選擇），最大載重量65噸。
從模型上看機頭似乎更尖銳一些，雷達罩下傾的程度小，因為民用機在正規機場起降，對前下方的視界要求沒有軍用機這麼高。相對運-20原型機，貨運型顯得更加修長，飛行阻力更小，以提高商業營運的經濟性。
從原理上說運-20軍用型今後也可以採用類似的改進，像波音-737系列那樣 - 參見737的前世今生（中），採用相同的發動機和機翼，保持機身截面積不變，在機翼前後插入加長段拉長機身，提供更長的貨艙長度。但軍用型是否需要拉長和軍方的作戰需求、裝備體系的發展密切相關，目前並不是非常迫切的任務。
中國空軍更急需的是預警機、空中加油機通用的大型運載平臺，甚至比運-20本身更急。大家都說用客機平臺改裝更合適，滯空時間更長，航程更遠，運營效率更高。但國產大型客機目前尚在研發當中，而且廣泛採用國際招標合作，無論是C-919還是更遙遠的C-929，要轉為軍用還需進行國產化二次開發，並不是商飛一家就能很快改造得出來的。因此運-20就是目前唯一可用的大飛機平臺了。
2017年初在咸陽現身的一架黃皮靜力試驗機向我們展現了運-20的另一種構型。
這架“堵街”的靜力機（網友反映是從西飛廠房前往強度所）有下沿弧度更大但長度較短的發動機支架①，尺寸縮小到1/3的主起落架整流罩②，後部側門③遠離整流罩，後機身顯得很粗壯④（有一定視角關係），並一直延申到更加圓鈍的尾椎⑤。
這些變化都預示著這架運-20的機體結構有所不同：①短而拱的發動機掛架用於適配大直徑的渦扇-20發動機；②大大縮小的主起落架整流罩將顯著減少飛行阻力，同時也說明12個主輪將被收入機身內部，貨艙地板的高度將被提高；⑤粗壯的尾錐可以安裝更多電子設備，如後視雷達或者空中加油的對接監視設備 - 新一代的加油機如A400M、A330 MRTT和KC-46都已經不再採用帶觀察窗的尾部加油操作員坐席，而完全依靠光電系統在機艙內部操作；前登機艙門的位置和大小也可能有變化。
> 2017年西班牙空軍完成了A400M的首次空中加油試驗，該機可以在2小時內在貨運與空中加油模式之間進行快速轉換
用於預警機和加油機等特種用途時，運-20的改型無需野戰起降能力，起落架結構可以減輕很多；貨艙不用運載大尺寸、大重量的貨物，地板結構無需特別加強，高度可以抬高，加大寬度以改善機艙空間利用效率，橫向佈置更多工作站，地板下方可以安裝大型油箱。
> 從上圖可以看出運-20的機身橫截面並非正圓，深灰部分是一個正圓，綠色為超出正圓的部分。內部結構根據照片和尺寸推定，僅供參考，未考慮主起落架放下的位置，輪距可以適當縮小。
唯一有些疑惑的是機尾下半部被藍布包覆的部分，依稀分辨得出還是留有尾門的空間，否則就不會出現一個凹坑。按理說預警機或者加油機完全不需要尾門，否則會增加結構重量和複雜性、難以氣密，那這架靜力試驗機為什麼在機尾還留有開口而沒有用框架封閉起來呢？
我的猜測是機尾繼承了貨運型的開口結構以減少重新設計的工作量，但這裡可以是模塊化的，既可用不承重的蒙皮簡單封閉起來，也可以為將來採用硬杆加油系統留下安裝位置（僅僅是猜測，加油杆根部結構肯定是要加強的）。
媒體已經曝光運油-20在2018年底首飛成功，從衛星圖片上看還是使用D30-KP2/渦扇18發動機，尾椎被平尾遮擋，看不清是否加粗，不過從起落架整流罩和後側門的位置看還是基本的運輸型構型，只是在外翼段掛載加油吊艙，採用軟管加油形式。
這個也只能算是運油-20的過渡型號，等特種平臺研製完備還是會升級的。有了上面提到的“飛推一體化”主動控制技術，完整狀態的運油-20將具備陣風抑制能力，飛行姿態更穩定，有利於加油機與受油機的對接，提高空中加油效率。
很多網友對運-20目前沒有安裝機載自衛系統感到不解，甚至有點耿耿於懷。這可能和發動機推力小、電力供應不足有關，也可能是為了趕早日裝備的節點系統集成還未完成，等後續改進時再整合進去。不必過於糾結，這在很多大型飛機的研發過程中都相當常見。最近的例子就是A400M，原型機在2009年底首飛，直到2016年6月法國空軍裝備的第9架在批次升級後才第一次具備空投補給等戰術作戰能力，同時在駕駛艙增加了裝甲防護，安裝了自衛防禦系統，並首次同時具備空中加油和受油的能力。
> 法國空軍共訂購了50架A400M，截至今年4月30日交付了15架，上圖就是第9架 - MSN33號。
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