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2013年1月26日14时，中国首架运20成功试飞。2013年12月，运-20的第二架原型机成功在西部某试飞中心进行了首飞，2014年建军节前夕，运20第三架原型机着灰色涂装，编号783在完成试飞。此外还可能有一架运20在进行地面强度试验机。
今年1月互联网爆出的照片显示，运-20现身北方某寒区机场，可能在进行寒区性能测试；6月运20又现身云贵高原进行高海拔测试；再到最新1架运20进行试飞。综合大运总师唐长红在今年两会时表示运-20将在“很短时间”内交付以及今年3月中航飞机公司总经理唐军有关“大型运输机今年年内完成所有试飞试验的高难度科目，期待尽快交付客户”等信息，运-20有可能在近期交付部队试用。
新闻延伸：近日，有网友上传照片，称在稻城亚丁机场拍到运20大运。稻城亚丁机场海拔4411米，它取代西藏自治区海拔4334米的邦达机场，成为新的世界最高民用机场。专家认为，运-20目前能进行高原高温试飞，说明一些定型试飞的基础科目已经顺利完成，定型试飞已经处于最后阶段，但海拔2000多米的丽江机场显然并非运-20高原试飞的终极目标。
网络图片显示，一架编号为783的运-20大型运输机停靠在丽江机场停机坪上，据判断该机应该是在当地进行高原高温性能测试。在高原地区，由于海拔较高，空气稀薄，要获取与平原地区相同的升力，飞机的速度就要增大，这对飞机的起飞滑跑距离、降落滑跑距离、飞机接地速度都有很大影响。另外在高温高原机场，同样由于空气稀薄，且进气温度高，发动机推力会有所降低，甚至有一些发动机或许在高温高原情况下较难启动，因此军用运输机在服役前必须经历高温高原机场起降测试。特别是中国这种高原较多的国家，对这一点要求就更为苛刻。
据专家介绍，飞机试飞大致可分为工厂试飞和定型试飞两大阶段。工厂试飞首先是首飞阶段，在这个阶段主要验证飞机能否正常起降。然后逐步拓展飞行包线，其主要目的是确保飞机能够转场飞行到进行定型试飞的基地。在进行定型试飞时，首先要对飞机加装、改装一些必要的测试仪器，然后再逐步增加试飞难度。而比较难的科目通常放到最后进行，例如最小速度、最大速度、最大航程等。包括高原高温性能测试在内的极端外界条件下的测试也会靠后进行。丽江机场海拔2240米，在我国机场中海拔高度排名第七。运-20进行高原性能测试也会按照循序渐进原则，逐步升高，丽江2200余米的海拔高度不会是运-20最终目标。
今年1月互联网爆出的照片显示，运-20现身北方某寒区机场，可能在进行寒区性能测试。再综合去年珠海航展运-20进行飞行表演、大运总师唐长红在今年两会时表示运-20将在“很短时间”内交付以及今年3月中航飞机公司总经理唐军有关“大型运输机今年年内完成所有试飞试验的高难度科目，期待尽快交付客户”等信息，运-20有可能在近期交付部队试用。
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