研發製造體系
前面三篇簡單介紹了運-20的外觀和內部，眾多先進的設計和技術打造出世界一流的大型軍用運輸機。在此背後，整個運-20的研發製造體系還有很多令人自豪的亮點是公眾不太注意的，下面列舉一二。
運-20是國內第一個設計、製造全面三維數字化的飛機型號，在總設計師唐長紅院士和總製造師何勝強（兩位總師均為西工大畢業）的主導下頂住各方壓力，從成飛和沈飛開始，歷時3年半在遍佈全國的近千家參研單位全面推行全數字化體系流程，上到總師下到質檢員全部都得遵循統一的三維設計生產規範，通過設計手段的創新大大縮短了研製週期，也提高了整個航空工業的技術水平。
具體來說運-20是國內第一、世界第三種採用MBD技術（Model-based definition - 基於模型定義）設計製造的飛機，僅次於A380（2000年）和波音787（2005年）。MBD不僅僅是一個帶有三維標註的數據模型，它系統化地將製造信息和設計信息共同定義到三維數字化模型中，使其成為生產製造過程的唯一依據，實現了CAD（設計）和CAM（加工、裝配、測量、檢驗）的高度集成，令工程人員徹底擺脫對二維圖樣的依賴，提高了效率，減少了誤差。
應用MBD技術後，設計工作量減少40%，生產準備時間縮短75%，製造週期縮短30%。例如過去安裝一副機翼需要花費1到2個月時間，如今縮短到僅僅幾個小時。
運-20也是國內第一、世界第二種採用ADT技術（Associative Design Technology - 聯想設計技術）設計的飛機，僅次於波音787。ADT在國內也稱為“在線關聯設計技術”，它使飛機設計的各個環節始終處於同一平臺，一個設計數據發生更改，與之關聯的節點、管線、控制面數據自動同步更新。這項技術涵蓋總體、氣動、結構和機載系統，疊代設計效率提高了40%，令整機研發時間至少縮短了8個月。過去修改一處機翼設計，加上下游各關聯部位的改動要一個星期，如今只要半天；完成全機強度校核則從幾個月時間縮短到幾天。
我們都知道運-20採用了先進的衍射平顯，但很少有人知道設計駕駛艙時還運用了先進的頭盔顯示器虛擬現實技術，試飛員參與設計全過程，提高人機工效，加快了設計進度。
運-20採用了浙江大學自主研發的數字化裝配技術，從組件到大部件直到主翼和機身的大十字對接，實現數字化自動裝配。過去採用修配式裝配，運-7級中型機的大十字對接要耗時一整天，運-20原型機只用了40分鐘一次成功。
運-20還是世界上的貨運飛機中第一個採用3D激光增材製造技術的型號，安裝了目前國內尺寸最大的3D打印部件。在首飛前的第二次起落架強度試驗中發現，因設計經驗不足、應力曲線數據有誤，主起落架支持接頭出現裂紋。北航王華明院士率領的團隊在7天內完成6種規格10件機身／主起落架接頭大型主承力構件的快速製造，確保瞭如期首飛。
除了運-20本身，研製過程中更大的收穫是鍛煉出一支過硬的設計隊伍。中航一飛院、西飛和整個中國航空工業獨立走完了首次研發製造200噸級軍用大飛機的全過程，放眼整個世界航空界，只有美、俄兩個老牌航空強國具備這樣的實力。
從紀錄片中可以看到運-20的設計團隊相當年輕，被樹立為標兵的飛控系統設計師黑文靜當時只有27歲，沒有任何先例可以參照，她擔綱設計的電傳系統主控制律實現了多項技術創新，在空投數十噸重的單件貨物、重心劇烈變化時保證了飛機的穩定性、操作性和安全性。
機載快速以太網、平顯和視景增強系統、機電液壓系統、一體化座艙設計、高模量碳纖維複合材料等諸多系統都經過了艱苦的攻關，完全實現自主設計。對運-20的設計和性能，軍迷們可能或多或少還有一些遺憾，但假以時日當我們研製運-20改進型、運-30、運-40時，這支年輕而成熟的團隊前途不可限量。
運-20的型號改進和拓展
運-20的改進將分為兩個方面，一是運-20本身的改進，二是今後的型號拓展。本身的改進，主要就是用渦扇-20替換目前的D30-KP2/渦扇18，這是立項伊始就確定的6大技術目標之一，是作為一個整體進行規劃設計的，而不是等到新型發動機研製成功後再臨時抱佛腳打個補丁。
媒體和衛星照片多次拍到試飛院的伊爾-76高空試驗檯和運-20本身搭載一臺或四臺渦扇-20的畫面。
從中航一飛院最近公眾號的文章可以看出渦扇-20已經上機裝配完備，等待首飛。現役運-20飛行大隊長也在媒體上公開說“今年運-20將給大家帶來耳目一新的感覺”。
新鯤鵬正展翅待飛！
很多網友都留言探討換裝渦扇-20後對飛行性能的影響，有的認為最大起飛重量和最大載重量不會增加，因為必須增強機體結構，改善的只是航程和起降性能。
我不是航空專業人士，對推力和起飛重量的相互關係和具體機制並不是太清楚。基於我之前的觀點，運-20本身就是按渦扇-20的規格和推力來設計的，換裝時不需要再增強結構。粗略地看，在機體結構（升阻比）不變、起飛條件（如軍方規定的野戰跑道長度）不變的情況下，更大推力的發動機可以提高飛機的最大起飛重量，或者在最大起飛重量不變的情況下改善起降性能。
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。
閱讀更多 溫哥華的魚 的文章
