據悉，國內外報道分析認為，運－20的性能要優於俄羅斯的伊爾－76，與其最新改進的伊爾－476性能相當，在承載能力上略低於美國的C－17，而大幅領先於日本的C－2和歐洲的A－400M。
據了解，運－20採用了當今世界上頂尖的激光堆積成形技術(即3D打印技術)，打印生產零部件。它成功應用激光鈦合金成形技術，使我國在航空材料科學領域第一次走在了世界先進水平的前列。研製生產中充分運用了數字化，充分發揮了並行工程的好處。駕駛艙設計還運用了動作捕捉技術，模擬實際操作情況，研製人機功效最優的座艙布局。
這個龐然大物要飛起來，需要輕而有強度的結構，且能在極限、惡劣環境下運行，僅此要突破多重關鍵技術。唐長紅說，“該機採用超零件基因、輕質材料，在空氣動力學、大型結構的設計和製造，機載設備、高可靠性操縱系統的研製等方面，都有重大突破。”航空電子系統的技術水平已達到當今世界先進水平。
運－20將虛擬現實技術應用到駕駛艙人機功效的分析和評估，如，設計人員身上布滿各種動作捕捉裝置，通過頭戴式顯示器，用完全虛擬的方式設計駕駛艙；再如，可以檢驗駕駛艙整體布局的美觀度、飛行員視野與頭部活動空間、操縱手柄(或按鈕)與顯示器等布置合理性、儀表板反光影響、顯示屏亮度舒適性及駕駛員飛行疲勞等。駕駛艙還裝備了4個大型液晶顯示屏，這是我國軍用運輸機首次配備平顯。
運－20使用多輪多柱式起落架，可在條件惡劣的簡易機場起降，就連機場旁的草地經過平整後也能起降，最短時六七百米就能飛起來，在比較粗糙的機場如山區的小機場就可以降落。據悉，中國進口的伊爾－76MD運輸機起飛距離最少需要800米，美國的C－17運輸機簡易機場起飛距離不到427米。
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