自99年閱兵轟油-6加油機首次現身，至今20多年裡，中國的空中加油重任一直是轟油-6加油機獨自承擔。轟油-6加油機的起飛重量為75噸，最大載油量只有37噸，能夠輸送給其它戰機噸燃油只有18噸，勉強夠給4-6架殲10或殲8進行燃油補給。
並且，由於轟油-6加油機配備RDC-1空中加油吊艙，加油軟管錐套標準比較獨特，目前只有殲-10戰機和殲-8D型戰機能夠和轟油-6加油機進行對接。
轟油-6加油機
而中國裝備的蘇-30和殲-11系列都無法得到轟油-6加油機的空中加油服務。直到近幾年，中國先後從烏克蘭得到了三架伊爾-78加油機，才初步解決了中國戰機空中加油的問題。伊爾-78加油機的最大起飛重量達190噸，飛行1000公里後，仍然可為其它戰機輸送65噸燃油，空中加油能力遠遠超過了轟油-6加油機。
伊爾-78加油機
隨著中國日益壯大的重型戰鬥機機隊來說，3架伊爾-78顯得有些力不從心，數量問題制約著空軍戰機的遠端打擊能力。而運油-20的出現，可以說是恰逢其時。自運-20服役以來，廣大軍迷就一直期待中國在運-20基礎上研發各種特種飛機，其中就包括了意義非常重大的運油-20。
運輸型的運-20，可以兼做加油機，專用的運20加油機平臺還在試飛中
運油-20的出現，標誌著中國空軍的戰機終於不會因為缺少大型加油機而遠端航行受限了。運油-20最大起飛重量220噸，最大載重量為66噸，最大航程7600千米，最大升限13000米，飛行速度可達800公里/小時。機翼兩側掛載與伊爾-78一樣的軟管加油吊艙，當然，運油-20也配備了更具優勢的硬管加油口，使操作更標準化、簡單化、迅速化。
殲-20硬管加油想象圖
空中加油是空中作戰的倍增器，一次本土空中加油，遠端轟炸機航程可增加30%-50%，戰鬥機航程可增加40%-100%，運輸機航程可增加80%-100%，如果進行多次空中加油，則航程可以增加到受油機保障資源和飛行員體力不能忍受的最大值。
運油-20與轟油-6同框
1架運油-20的載油量可頂4架轟油-6，有3個軟管加油裝置，可以同時給3架戰機空中加油。同時，為了保持運油-20對空中加油過程的監控，運油-20加油機在駕駛艙增加空勤人員，通過設定在機身後部的多個攝像頭來保持對加油過程的監控。
早在2018年4月份的中航工業宣傳片中，運油-20就已經曝光。運-20的總師唐長紅曾說過運-20會實現一型兩機。外界普遍把一型兩機理解成安裝ws-18的初版和安裝ws-20的加長版。
這裡說的“一型兩機”指的是運輸型、預警機和加油機的專用型，運油-20就是預警機和加油機的專用型，那麼，為什麼運-20為什麼要設計一個專用的版本呢？
比起直接用運輸機版的機體改裝，專用版一定會帶來特有的好處。運-20當初的設計目標就是安裝ws-20，只是在ws-20的進度未能滿足運-20的試飛，以及軍方要求交付的時間節點的情況下，先採用ws-18進行定型試飛和初期生產。正如殲-11B的第一個團是採用AL-31發動機，但後續採用ws-10A生產機體是不會變的。現在，運-20已經安裝了ws-20。
裝備設計不是越大越好，而應該是既要滿足效能要求，又要講究技術可行性，還要考慮使用成本。運-20的主機輪艙的整流罩體積較大，會增加飛行的阻力，影響航程和留空時間。對於運油-20來說，這些都是不利的因素，直接採用運輸版的運-20座平臺會限制兩機的效能。
另外，運-20需要滿足簡易機場的起降，設計了六個主輪。運油-20是在更高等級的跑道起降，沒有這個需求。運-20也被要求裝在99A2重型主戰坦克，中部機身要承載55噸。後部的主艙門還要作為跳板，以及吊物質的天車，甚至地板還有可以幫助貨物移動的裝載。
而運油-20是均勻裝載，以上這些對運油-20來說這些都是無效的死重。主輪及起落架、中段機身結構、尾段結構三者的減重足有數噸，可增加的載油量非常可觀。
設計專用平臺，可以減少很多不必要的空重，這部分空重可以轉為機翼前後各加長一截機身，增加更大的機身容積。同時，運油-20的地板比運-20高，這樣既可以增加地板油箱的容積，又增加地板面積，能提高機艙利用率和更長的巡航時間，提高空間利用率。
判斷新舊平臺的一個明顯特徵主要是看尾椎形狀，尾椎是尖銳還是圓弧形，以及發動機吊架前緣的不同，運油-20的尾椎呈加粗的圓弧形，加粗的尾椎既可以作為加油機操作員的工位，還可以作為預警機後向的電子裝置艙。
運油-20全面投入使用時，將可以為我軍多種作戰和支援飛機加油，幾乎是空軍所有作戰力量的倍增器，可以形成致命的遠端海陸空的攻擊能力，將徹底改變目前中國空軍加油機的規模。在運油-20噸協助下，中國空軍一躍稱為真正意義上的戰略空軍。
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