在2014年的珠海航展上，中国、美国和俄罗斯各自展示了一款大型运输机，分别是中国的运-20、美国的C-17和俄罗斯的伊尔-76。其中，运-20是中国自主研制的大型运输机，由中航集团多家企业协力研制，西安飞机工业集团承担总装生产任务。该计划于2000年之后开始预研，2006年左右启动项目，2007年正式立项后加快了研制进度，2013年1月26日首架原型机首飞成功，并进行了精彩的飞行表演。预计运-20将于2017年左右投入使用。
C-17是美国波音公司旗下的麦道公司于上世纪80年代研制的一款四发大型战略运输机。该机于1987年11月2日开始制造第一架原型机，1990年12月21日完成装配，1991年9月15日首飞。生产型C-17A于1992年5月18日首飞，并从1992年开始交付美军使用，同时还出口至加拿大、澳大利亚、英国和印度等8个国家。
而伊尔-76则是苏联伊留申设计局设计制造的一种四发大型军用运输机，该机于1967年开始研发，1971年首飞，1975年开始装备部队。伊尔-76在发展的过程中拥有多种改型，如伊尔-76D、T、K、TD、MD、MFTF等军民用型号，并衍生出了伊尔-78加油机和A-50预警机等特殊用途机型。除了装备俄罗斯空军外，伊尔-76还大量出口到中国、印度、伊朗等30多个国家。近年来，俄罗斯还在伊尔-76的基础上，发展出了全面现代化改进的伊尔-476大型运输机。
运-20、伊尔-76和C-17三款大型运输机均采用了主流的气动布局，即悬臂式上单翼、T形尾翼和大展弦比梯形后掠机翼的结构。这种常规布局可以使机翼的中央翼盒避开货舱，从而不占用货舱内部高度。C-17的机翼从机身上部穿过，因此中央翼盒占用了一部分机内空间，但其优势在于修型不需考虑机翼和机身之间的衔接。而运-20和C-17则是整个机身吊挂在机翼之下，这一设计使飞机的适应能力更为优秀，可在野战机场等不同类型的机场起降。
此外，机尾高耸的T形尾翼设计不仅可使水平尾翼尽量远离机翼，避开机翼的气流波动范围，提高水平尾翼的气动效率，还能让飞机的机尾保持干净，方便布置大型货舱门，减少装卸大型货物时被刮蹭的危险，并能避免在简易机场起降时发动机尾喷气流吹起的杂物打到平尾。因此，运-20、伊尔-76和C-17三款大型运输机都具有很高的适应能力，能够在不同类型的机场使用，甚至在紧急情况下在前线简陋机场起降。
在方向舵的设计上，运-20和C-17比伊尔-76更加优秀。它们采用了连续铰接两段式方向舵，即将方向舵分为前后两段，其中后段是一个可偏转的铰接段。当方向舵偏转时，舵面后缘铰接段还可以相对于舵面偏转一个角度，从而增加舵面的弯度，提高操纵效率。此外，这两款飞机还将两段式方向舵分为上下两部分，使方向操纵和配平更加精细。在飞机重心移动、气动力、推力的不对称变化以及空中不规则气流导致的气动不平衡时，这种设计可以更方便地恢复平衡，稳定飞机姿态。相较于伊尔-76采用的舵体加调整片的传统结构，运-20和C-17的方向舵操纵效率更高，更有利于消除左右机翼气动力的不平衡。
运-20和C-17在机翼方面采用了超临界梯形后掠翼型，这种翼型适合亚音速和跨音速飞行，可以提高飞机的临界马赫数和阻力发散马赫数。对于运输机来说，超临界机翼可以在不增加重量的情况下，提高机翼的强度和刚度，并增加展弦比，从而具有较高的气动效率。它可以减小高速飞行时的阻力，从而提高巡航速度。
与伊尔-76运输机采用的传统层流翼型相比，运-20和C-17的超临界机翼可以提升飞机约10%的升阻比和巡航速度。这种翼型特别适用于飞行速度在临界马赫数范围内的高亚音速飞行。C-17能够达到0.8马赫左右的巡航速度，这在很大程度上得益于其超临界机翼。此外，超临界机翼的厚度较大，因此可以设置更大的机翼油箱，这有利于增加飞机的航程。同时，较厚的机翼结构也有利于增加强度和寿命，单位容积消耗的结构材料也较少。虽然机翼更厚，但实际上结构重量反而比其他翼型更轻。
在机翼设计方面，运-20和C-17比伊尔-76更加优越。然而，C-17运输机安装了常见的翼端小翼，可以显著改善飞行巡航性能，降低2%的油耗和3%的阻力。目前，运-20还没有安装这个装置。从机翼的角度来看，C-17的技术最为先进，这使得其飞行品质更加出色。
为了提高短距起降能力，三款飞机都竭尽全力在辅助增升方面。C-17运输机在主翼上安装了一系列增升装置，包括全翼展前缘襟翼和2/3翼展长的外吹式襟翼系统。由于发动机安装在机翼前下方，尾喷口紧靠机翼前缘下侧，当后缘双缝襟翼放下时，发动机喷流将沿着机翼前缘下表面吹向双缝襟翼，再由襟翼的引流作用将喷流引向较大的下偏角度，从而大幅增加起降时的升力。
运-20和伊尔-76采用的是三开缝后退式襟翼，它由多块附着在机翼后缘的可动翼片组成，平时收拢在机翼后缘处与机翼合为一体，只有在飞机处于起飞、着陆阶段或某些需要低速飞行的情况下，它们才转为滑退、偏转状态。这种襟翼放下伸展后，可以改变机翼的剖面形状，加大翼型弯度，提高上下翼面间的速度差和压力差，还能利用依次滑退的活动翼片扩展机翼的面积，增升效果非常显著。三开缝襟翼完全展开后，会在其翼面上形成三条横向的缝隙，通过这些缝隙把一部分压力较高的气流从机翼/襟翼的下表面引导至襟翼的上表面，将可大大增加上表面的流速，并改善襟翼背风区的流场。
由于三开缝襟翼有多个相互独立的活动翼面和滑退、偏转机构，展开后的襟翼面积和下弯角度很大，增升时所负担的举力和力矩也比较高，因此需要一套复杂的由控制系统、作动装置、承力结构、导向滑轨、传感器等组成的机构来运转，所以在结构上要比C-17的外吹式襟翼更为复杂。在辅助升力设计方面，C-17的外吹式襟翼最为先进，结构也更为简洁有效，运-20次之，虽然和伊尔-76的设计相同，但运-20每侧的襟翼作动机构比伊尔-76少一套，因而简化飞机的液压/电气系统、减轻内部结构重量和减小机翼外形阻力方面都优于伊尔-76。因此，运-20次优，伊尔-76最次。
起落架方面，为适应条件复杂的野战机场或临时机场，三款运输机都采用了承载能力极强的多轮式前三点起落架，但在具体结构设计上却互不相同。运-20的前起落架为并列双轮结构，起飞后向前收入驾驶舱下方的机体内。主起落架采用单侧双轮三排纵列式结构，六个机轮两两一组通过一个横轴串列起来，每组机轮通过一个大行程独立摇臂减震支柱与机体连接。主起落架系统左右共12个机轮上均装有碳一碳刹车盘，不仅可以提高飞机的刹车性能，与发动机反推装置合作减小着陆滑跑距离，还能差动控制，协助飞机进行地面转弯。起飞后，摇臂减震支柱收缩，主起落架整体向后向上收入起落架舱。
C-17的起落架结构和收放方式与运-20类似，但主起落架结构设计却大为不同。C-17采用双支柱6轮结构，每侧主起落架各有两根减震支柱（前后排列)，每根支柱上有3个机轮。起飞后，主起落架每侧的两组机轮分别转动90度，然后向内收起到起落架舱。
相比前两者，伊尔-76的起落架系统设计称得上简单粗暴。整套系统由5组互相独立的起落架组成，前起落架一组，主起落架每侧两组，每组起落架支柱上都装有4个机轮。起飞后，前起落架向前收起，4个主起落架转动90度后，向内收起到机腹起落架舱内。
C-17和伊尔-76的主起落架机轮都是横向布置，导致它们的部分机轮位于整流罩之外或处在舱门的边缘，从地面照片中就能看到这一点。因此，在飞机离地升空后，起落架不能直接向前、向后、向上或向内侧收入起落架舱内，缓冲支柱必须先带着机轮旋转一定的角度后才能将其整体纳入舱内。相比之下，运-20飞机的主起落架收放过程就简单多了。因此，在起落架系统设计方面，运-20最为先进。
C-17的动力系统采用了四台F117-PW-100大涵道比涡扇发动机。这款发动机的单级轴流式风扇由36个钛合金宽弦叶片组成，四级轴流式低压压气机、十二级高压压气机、镍合金环形燃烧室、两级轴流式空心单晶高压涡轮、五级轴流式非冷却主动控制间隙的低压涡轮和全权数字控制系统都是其重要组成部分。该发动机的最大推力为180千牛，同时还装有格栅导流式反推力装置。启动后，涡扇和中心排气通过外露式排气孔向前上方排出，可降低飞机的着陆速度并能实现地面倒车。在地面启动反推力装置时，处于满载状态的C-17可在25米范围内进行180°三点转弯。
伊尔-76采用了索洛维也夫设计局研制的D-30KP-2涡扇发动机，该发动机拥有三级轴流式风扇和11级压气机，总增压比为20.5，涡轮分为2级高压涡轮和4级低压涡轮。最大推力可达120千牛，控制系统采用了传统的机械-液压式涡轮转速和燃油综合控制，翻修寿命可达3000小时。该发动机还安装了反推力系统，不过与C-17A的导流式反推力装置不同，伊尔-76采用的是折流板式反推力装置。在速度不小于50千米/小时的情况下，折流板转动，直至两边的尾缘互相接触，将发动机气流折射出去，产生反推力。
珠海航展上展出的运-20，其动力系统目前暂时使用的是从俄罗斯引进的D-30KP-2涡扇发动机，与伊尔-76上使用的同型发动机。由于研制时间较早，该发动机在性能上落后于目前的主流发动机，并且存在噪音大、油耗高以及排放物超标等诸多缺点。然而，该发动机无法安装C-17上的那种格栅式反推装置，只能使用折流板式反推力装置。因此，在降落时可以用于飞机减速，但无法辅助飞机倒车。不过，运-20使用该发动机只是权宜之计，未来将使用我国自行研制的涡扇-18大涵道比发动机。
C-17的发动机比运-20和伊尔-76的发动机更粗，这说明它的涵道比更大。涵道比是指风扇直径与尾喷口直径之间的比例，涵道比越大，发动机的推力也越大。因此，C-17的发动机具有更多的压缩气流和更高的热效率，同时也更省油。
C-17是美国空军的一种采用电传飞行控制系统的运输机，它采用一套4通道数字式飞行操纵系统，具有稳定增强、失速预防、自动导航、飞行引导和地面接近告警等功能。与传统的运输机不同，C-17采用类似于战斗机的控制杆来控制飞行。这种控制系统大大减轻了飞行员的工作负荷，因为机上仅配备少量的常规仪表盘，而以霍尼韦尔公司研制的152毫米×152毫米的彩色有源矩阵液晶显示器为基础的多功能显示器来综合显示各种飞行参数、导航参数和发动机参数等。此外，C-17还为其驾驶员配备了平视显示器，使飞行员在紧急时刻不用低头看仪表就可以了解飞机的飞行状态。这种系统只需要3个人就能胜任所有飞行任务，包括两名飞行员和一名装卸师。
观察三款飞机的机头设计，只有伊尔-76在机头处布置有带玻璃观察窗的领航舱，而运-20和C-17都没有这个设计，这说明了运-20和C-17的航电系统水平优于伊尔-76。这是因为只有使用自动化程度很高的综合航电系统，才能降低飞行员的工作负荷，不再需要专职的领航员。实际上，伊尔-76的驾驶舱内仪表仍以机械模拟式仪表为主。飞行员需要通过读取各个仪表的参数来掌握飞机状态，而操纵系统则采用了随动式液压助力操纵系统和一套模拟式两余度自动飞行控制系统。这些系统可以实现转弯、爬高下降、稳定高度飞行、指引俯仰自动配平等功能。在巡航时，伊尔-76的机组共有6名成员，包括驾驶舱内的正、副驾驶员、空中机械师、通讯员和机头玻璃罩位置的领航员，以及货舱内的空投机械师(卸货员)。
运-20的座舱采用了“玻璃化”设计，这一点在大型机领域中并不鲜见。随着我国航空技术的快速发展，数字式电传操作系统和综合航电系统已经广泛应用于国产战斗机上。在大型机方面，运-9空警-200等飞机也早已实现了全机的综合航电设计，这些技术的应用和发展为运-20的座舱设计提供了良好的基础。
操纵系统方面，运-20很可能与C-17一样，采用了多余度数字电传操纵系统。这种操纵系统不仅可以简化结构，还能减轻驾驶员的工作负担。
至于运-20和C-17的座舱技术水平、自动化程度以及人机功效方面的差异，还需要更多的信息和数据来进行比较和评判。
对于货物的装卸，C-17上安装有一套自动化装卸和货舱载荷管理系统，可以精确测量出飞机在装卸载荷时所引发的重心变化。而在我国目前装备的伊尔-76和运-8运输机上，还没有这种自动化战术运输管理系统。因此，在自动化战术运输管理方面，我们还需要积累更多经验，估计运-20在这方面目前也尚未配备。
C-17运输机在运载能力方面表现出色，其最大起飞重量达到265吨，最大载荷为78吨，而货舱长度为20.78米，加上货桥增加的6.04米长度，整个货舱的长度可达26.82米，货舱的可装载宽度为5.49米，高4.11米。C-17可以同时装载两架AH-64直升机，或并排装18个2.7×2.2米的货盘（货仓地板14个，尾舱门上4个)，可以运载美军现役的所有轮式及履带车辆，包括M1A2主战坦克。当运载人员时，除了机舱两壁安装的可折叠座椅外，舱内在保留足够的通行空间的同时还可安装5列座椅，运载伞兵时则只在机舱中心线布置两列座椅。相比之下，运-20运输机的表现居中，而伊尔-76则最为逊色。
相比之下，伊尔-76的最大起飞重量为190吨，最大载荷约50吨。其货舱长度为20米，若加上装卸台长度时为24.5米，货舱宽度为3.45米，高3.4米。伊尔-76能够运载重型装备，如装甲车和武装直升机等，也能空投伞兵战车。在运载人员时，单层舱板可运载145名全副武装士兵，而采用双层舱板可运载225名全副武装士兵（上层80人，下层145人)。然而，由于该机设计年代较早，受材料和设计等各种因素限制，该机的货舱宽度没有C-17那么宽敞，在运载T-72坦克时需要拆除坦克两侧的裙板。
运-20的最大起飞重量约为220吨，最大载荷约60吨。虽然具体的货舱尺寸不详，但从外观来看，运-20与我们所熟悉的伊尔-76运输机有很大的不同。它的机身外形与C-17有几分相像，采用了近似方型的横截面设计，顶部圆型，两侧微弧。这种设计虽然比伊尔-76的圆筒形机身复杂，但却可以实现更大的货舱宽度。估计运-20的货舱宽度和高度都在4米左右，仅次于C-17运输机，可以让货舱的空间利用率得到较大发挥。这使得运-20除了能够轻松装载标准军用集装箱、卡车和装甲车等大型武器装备外，还能装运直升机和重型工程机械等超限设备。
此外，由于运-20的主起落架支柱采用倾斜式结构，与伊尔-76垂直的主起落架支柱将机身高高撑起不同，这种设计可以让机身与地面的距离更近。从地面停机时运-20的机轮几乎半埋入起落架舱就能看出，与C-17的离地间隙接近。而C-17的货桥放下后，与水平线夹角为9度，伊尔-76是15度，运-20应该也是9度左右。货桥的坡度越小，越有利于货物的装卸，尤其是集装箱，直升机和大型机械设备之类的大尺寸货物。同时，在装卸数量多的小件散货时，还可以将飞机尾门货桥放平后与卡车车斗相衔接，可大大提高装卸作业的速度。
综上对比可知，C-17的综合能力最高，伊尔-76因为设计年代较高，因而在很多方面都落于下风。运-20虽然一些设计已经于C-17不相上下，但动力系统短板明显。不过，由于运-20是最新设计，应用的新技术更多，因而发展潜力也更大。
