2013年12月16日，中国第二架运20成功首飞，机身细节与首架差别显著。（凤凰军事）
据英国《简氏防务周刊》网站12月23日报道，2013年年底，中国在两个重大军用飞机项目上取得了里程碑式的成就：成都飞机工业公司开始批量生产歼-10B战斗机，西安飞机工业集团的第二架运-20重型运输机原型机进行了首次试飞。
与此同时，西安飞机工业公司制造的运-20运输机的第二架原型机于12月16日首飞，而第一架原型机首飞是在2013年1月26日。中国一家军事网站上的一段试飞视频显示，两架原型机没有明显区别。
第二架原型机也是由俄罗斯生产的D-30KP-2涡轮风扇发动机提供动力。中国在研制至少三种大涵道比涡轮风扇发动机，而据报道推力达13吨的涡扇-20可能将是首种为运-20提供动力的国产发动机。在安装涡扇-20后，运-20的最大有效载重量预计将达到60吨。
报道援引中国国内媒体的报道指出，中国人民解放军可能于2017年接收首批量产型运-20。报道还说，中国已开始与一个未透露身份的外国买家商谈出售运-20一事。
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