大运也是预警机、雷达监视飞机、电子战飞机、加油机等大型军用飞机的理想平台。诚然，美国用波音 707、737、767 等作为预警机、雷达监视机、电子战飞机、加油机等的平台，油耗低，机体技术成熟，在实战中取得了良好的效果，但这是在对手没有能力破坏美国空军基地的情况下取得的。大型民航客机要求跑道长、平整，要求有相当的地面支援设施。全面大战时，这些设施是否能够保证是很成问题的。大运对简易机场和简陋的地面保障设施比较适应，对中国这样不能保证战时大型机场使用率的情况比较适合。同时，大型军用飞机也日益要求配备电子对抗天线、导弹来袭告警、箔条、闪光弹等对抗敌对地空导弹和空空导弹的设施，大运本来就有这样的要求，在机体设计时预留了安装这些东西的地方，要加强这方面的能力也比较容易、自然，更不用说兼做业余运输机。民航飞机要增加这方面的能力，就没有那么简单。美国正在研制的 KC-46A 加油机从波音 767 改装而来，但貌似简单的改装正在遇到巨大的困难，波音已经被迫吃下研发的超支部分，有危险成为一个蚀本生意。加油机已经不再是单纯的加油机了。2008 年版 KC-X 计划流产时，入选的空客 KC-45 方案提供了更好的空运能力是获胜的因素之一，波音抗议这不是原竞标要求之一，迫使 KC-X 流产。再次竞标后，波音 KC-46 获胜，但波音并不能忽略加油机的空运能力要求。从民航客机改装而来的加油机通常只使用机舱地板以下的空间装载燃油，地板上的空间可以在少装燃油的时候搭载人员或者物资。波音 KC-135 在这方面没有多少考虑，但麦道 KC-10 已经有考虑。空客 KC-45 大大加强了这方面的能力，可以有效地补充永远紧缺的美国空军战略空运力量，用加油机运输人员和一般物资，把运输机的运力腾出来用于体积和重量更大的装备。波音 KC-46 的运输能力低一点，但还是很可观，为此需要配备地板系留点、滚轮、导轨、舱内牵引行车等设备，使得本来低风险的研发节外生枝。另外，加油机的岗位处在战区边缘，不可避免地要受到敌对战斗机的威胁。在某种意义上，打掉加油机是事半功倍的好事，将迫使大批油量不足的战斗机提前返航，甚至迫使战斗机油尽坠落。所以，KC-46 要求加装座舱装甲、防弹油箱、雷达和红外预警、箔条和红外曳光弹等自卫系统，还要装备战场态势分析和威胁规避系统，根据敌情和需要加油的友机的情况实时规划最优待机位置，并回避可能的空中和防空威胁。如果威胁程度进一步提高，加装自卫电子战系统甚至自卫空空导弹也是可以想象的。另一方面，加油机的位置使其成为网络中心战的理想节点，加油机上加装数据链、保密通信和中继通信系统，可以作为战区战斗机的通信总机，加速信息的收集和分发。对于预警机、电子战飞机、雷达监视飞机，同样的问题也存在，甚至更大。这些特殊要求使得从大客改装的优越性大大降低，何况中国在近期并没有合适的大客可供改装，C-919 并不比运-20 更成熟。
各国运输机同比例侧视图（转飞扬）
在战术飞机和洲际导弹之间，中国还需要一个中远程的半战略打击能力，这就是战略轰炸机。专业的战略轰炸机的设计和制造都很复杂，代价昂贵。除了 B-2 那样的隐身轰炸机，从 到 都只能以远程空射对地攻击导弹（主要是空射巡航导弹）为主要打击手段，临空轰炸已经过时。既然轰炸机已经主要是巡航导弹载机，那没有理由不能用大运完成同样的任务。空射巡航导弹可以安放在特制的托盘上，像空投物资一样由机尾空投，在空中用阻力伞稳定后，导弹和托盘分离，点火，开始自己的飞行。理论上，这样投放的发射精度要受一点损失，但在大运尾安装一个简单的雷达或激光装置，实时测定导弹-托盘的三维位置，实时更新导弹的导航数据，发射精度是可以解决的。何况巡航导弹的命中精度不取决于发射精度，而是取决于中途和末端制导的精度。
脱离军用，大运在民用方面也大有可为。汶川地震救灾中，中国空军暴露了紧急救灾空运能力不足。在未来的抢险救灾中，地面运输可能受到灾害影响而放慢甚至受阻，水运更是受到航道的限制，只有可以在简易跑道上起飞、降落的新型大运才能提供及时、大量的救援。这不光对国内抢险救灾如此，对国际人道援助也如此。另一方面，随着经济建设的发展，大型设备的运输成为新的挑战。边缘地区新建设施需要超大型设备的话，现有铁路或者公路受到桥梁、涵道的限制常常无法整体运输，拆解运输对于有些紧密设备并非合理选项，大运就可以用来整体运输。另外，现有工厂设备发生无法修复的故障的话，需要抢运替换设备，公路和铁路动辄十几天，海运更是旷日持久，对于停产一天就是几百万元产值损失的工厂是不可接受的，动用大运整体运输是最经济的办法。
高山绘制的大运、IL-76、A400M 对比图
中国大运应该具有 5,000 公里以上的航程，足够在中国国土上任意部署，也可以通过空中加油或者在友好国家机场三级跳向更远的国外部属。载重量应该达到 50 吨以上，最好 60 吨左右，这个载重量足够运载中国的主战坦克。中国大运有三个起点可以考虑。1、伊尔-76 路线，2、安-70 路线，3、C-17 路线。应该指出的是，这不是指伊尔-76、安-70 或者 C-17 的直接改型，而是以相应的技术概念作为全新设计的起点。如果走伊尔-76 或者安-70 路线，还有可能获得伊柳辛或者安东诺夫的技术合作。
大运外形与安东诺夫发布的中国新型运输机图片高度吻合
伊尔-76 基本型的载重量为 40 吨（后期增加到 48 吨），满载航程 5,000 公里，最大起飞重量 195 吨，机舱宽度 3.4 米，高度 3.45 米；安-70 的载重量为 47 吨，载重 35 吨时航程 5,000 公里，最大起飞重量 145 吨，机舱宽度 4 米，高度 4.1 米；C-17的载重量为 77.5 吨，载重 72 吨时航程 4,400 公里，最大起飞重量 265 吨，机舱宽度 5.49 米，高度 4.5/3.76 米（后机身/机翼下）。
伊尔-76 路线采用窄机身，技术难度较低，飞行阻力较小，但不适合运输宽大物件，已经不适合现代大运的潮流了。中国空军继续使用甚至继续引进伊尔-76，这是因为这是唯一现实的选择。C-17 路线最豪华，但技术难度大，也大大超过中国空军的需要。安-70 比较适中，但应该适当放大，增加载重量和航程，可能的话，也应该适当增大机舱尺度。另外，安-70 的桨扇发动机具有省油、推力大、适合短距起落的优点，但技术上尚不成熟，中国也没有相应的国产化产品路线，应该换用高涵道比涡扇发动机，而这正是可以和大客共用的关键技术之一。喷气化的安-70 路线比较适合中国国情需要，运-20 也正是这样的基本格局。从网络图片目测，运-20 采用类似安-70 的机体，或许还有所放大，采用 4 台乌克兰 D30 涡扇发动机，预计在国产高涵道比涡扇可供使用的时候，会相应换发。运-20 翼下有足够空间，翼下发动机换发在技术上是比较简单的事情。