运10飞机的设计主要分3个阶段进行。1971年4月～1972年底为总体方案设计，主要是制订飞机设计方案和技术、经济指标，确定飞机的气动布局和各系统的原理方案，提出全机成品目录，制定强度计算原则，进行首轮强度外载荷计算，提出材料标准选用目录，并提出飞机总体设计方案报告等。1973年初至第三季度为草图设计，主要是开展结构打样，进行必要的设计试验，完善系统原理设计，进行结构、系统的大量技术协调，估算飞机重量、重心等工作。1973年6月～1974年底为工作图设计，全机结构图纸于1974年底完成，各系统图纸于1975年完成。

在设计过程中，工程技术人员克服技术上、工作上、生活上的各种困难，夜以继日地努力工作，共编发图纸14.3万标准图幅、技术条件211份，提供各种计算、论证报告789份，开展各种研究课题318项，编制较大的电子计算机程序138项，编写各种技术手册约200万字。

一、总体方案

开始，航空工业领导小组和三机部均设想在轰6飞机的基础上设计一架旅客机。1970年7月29日，在三机部召开的研制大型运输机预备会议上，归纳了8条设计原则：载客100人左右；在轰6飞机基础上改，是小改、局部改，不是重新设计；安装3台或4台发动机；航程5000公里；高度1万米；速度每小时1000公里；全天候；外表美观。7月31日，三机部召开方案讨论会，对提出的3个方案讨论后，初步确定采用轰6飞机机翼，机身参考三叉戟，3台发动机尾吊的方案。会后向航空工业领导小组汇报，原则上同意这一方案，并指出飞机要达到迅速、安全、美观大方，将来要作总理出国专机；选型要选好，一定要比伊尔18、图104、三叉戟好。9月12日和14日，旅客机方案组分别向上海市革委会领导和市革委会碰头会议作了汇报，均原则同意。会后，设计组用40天时间赶制了高速和低速吹风模型，去北京进行选型吹风试验；设计和制造了1:1的木质协调样机等。1971年初，设计工作面临巨大困难。上面有人提出要在当年国庆节前出飞机，实际是连图纸都出不了；工作中受的牵制太多，成品不落实，材料、新工艺定不下来，试验无安排，特别是空军有关部门又对大客机设计提出8条更高的要求，原来以轰6为基础的方案大都难以满足，面临着必须更改方案的局面，使设计工作难以继续进行。为此，设计组负责人熊焰、马凤山、汪克庆专程赴京，于1971年3月5日、10日分别向空军、三机部领导作了汇报，但未能取得一致意见。

4月21日，空军副司令员曹里怀来沪听取设计方案汇报，同时确定新的设计技术要求：实用航程不能少于7000公里，巡航速度要在每小时900公里以上，飞机升限要达到1.2万米以上，起飞滑跑距离不得大于1300米。会后，设计组经过讨论，初步确定翼吊4台涡扇8发动机的方案，并绘制了三面图和机身内部平面布置图。5月11日，由熊焰带队，马凤山、王金大参加，赴京向空军党委汇报。5月14日，空军领导听取设计组的汇报，通过了上述设计方案。5月20日，又征得民航总局同意。此后，设计组重新按新方案开展设计工作。

1972年1月12日，设计组在北京向国家计委汇报设计方案。l月15日，中央军委副主席叶剑英主持召开中央军委办公会议，听取设计方案汇报。会议原则同意汇报的方案，并决定组织专家进行技术会审。

根据航空工业领导小组等领导部门的历次指示，设计组于1972年6月11日向上级告，确定如下主要设计原则：运10飞机是一架自行设计、自行制造的飞机，采用机翼下吊装4台国产涡扇8发动机的布局。飞机技术性能指标是：实用航程不小于7000公里，巡航速度850～900公里/小时，起飞滑跑距离不大于1300米，飞行升限1.2万米，载人100～120名，飞机最大起飞重量为110吨，最大商载为17吨，远航程商载为5吨；开始研制时，按国际航线班机的要求进行设计，待飞机研制出来后，再根据上级要求，改为首长专机或其他型别飞机。

1972年8月5～22日，三机部和上海市联合在上海召开大型客机总体设计方案会审会议（代号728会议），全国航空专家及有关领导共228人与会。到会代表对总体设计方案和总体、气动、强度、结构、特设、系统6个部分，进行了专题审查。代表们认为飞机设计的指导思想基本正确，总体设计方案基本可行，结构布置、系统设计和设备的采用基本合理，性能接近世界同类飞机水平，具有一定先进性，经过努力是可以实现的。但在设计方案中，还存在一些问题，需要作进一步计算、分析和试验校准，加以改进，使设计方案逐步达到完善。会后，设计组根据会审会议的意见，于年内完善了设计方案。

二、主要设计技术

1.设计规范

解放后，国内设计飞机一直采用苏联设计规范。运10飞机设计开始也采用苏联1953年规范，计算结果结构超重。1972年7月改按英国民航适航性要求，算出第二轮载荷，基本满足重量要求。“728会议”后，设计组决定以美国运输类飞机适航性标准FAR－25部为设计依据，同时也参考相应的英国、苏联民航规范。这是国内飞机设计首次采用美、英规范。运10飞机通过试验、试飞，证明采用美、英民航规范不仅使飞机能够达到规定的重量指标，保证飞行安全，具有一定的先进性，而且为后来研究和制订中国民用飞机适航性标准打下了基础。

2.机翼翼型

1971年5月，设计组根据运10飞机应有良好的速度特性和远航程的要求，在机翼选型时提出4种翼型，配置36副机翼模型进行风洞对比试验。最后，选定性能较波音707机翼翼型为优的尖峰翼型。大量风洞试验和飞行试验表明，在国内首次采用尖峰式高亚音速机翼翼型是成功的。

3.结构疲劳

1972年6月，设计组提出运10飞机结构按“破损安全”概念进行设计。1973年8月，在三机部、航空研究院和上海市召开的708工程飞机结构疲劳设计专题讨论会上，同意上述意见，并提出需要协作的10项研究课题和16项试验项目。在三机部的领导下，组织各厂、所、院校协同攻关，为国内全面开展疲劳、断裂研究打下重要基础。同时，设计组按10年使用3万小时寿命的要求，贯彻抗疲劳设计细则，广泛采用多路传力，控制应力水平；敏感部位设置止裂带，避免元件的刚度突变；采用抗疲劳紧固件以及喷丸、冷作孔等措施，还针对关键部位进行大量疲劳试验和寿命计算，在国内尚属首次。

4.全翼展整体油箱

由于运10飞机航程要求达到7000公里，必须装载大量燃油。为此，设计组采用全翼展整体大油箱，其密封采用干涉配合的油密铆钉、以缝外密封为主的表面密封以及隔离密封等先进技术，于1974年完成整体油箱的设计。运10飞机翼展42.24米，从翼根到翼尖分置6个整体油箱，装油量达27.8吨，为国内最大的全翼展整体油箱。1983年12月，运10大型运输机整体油箱设计获航空部科技成果三等奖。

5.大型气密客舱

运10飞机需在高空飞行，高空空气稀薄、气压较低，机舱内需要进行压力、温度和空气调节，客舱必须密封。运10飞机机身1～74框是一个大气密舱，长33.55米，总容积为320立方米。由于是国内首次采用密封胶密封高余压大容积客舱，通过论证分析，采用以高紧度气密铆钉及缝外密封为主的密封形式，并适当选用缝内密封和特种密封相结合的方法，使结构重量轻，施工方便。1980年，第二架运10飞机气密试验时，压降时间达到17分钟，满足气密设计的要求。1983年7月，大型增压密封舱设计获航空部科技成果三等奖。1986年，根据航空部的决定，飞机研究所将这一成果用于运8飞机改气密舱的设计，并获得成功。

6.发动机布局

1971年4月，设计组在广泛讨论的基础上，决定采用机翼下吊装4台涡扇8发动机，这是国内首次采用机翼下吊装发动机的布局。运10飞机的试飞成功，证明这种发动机布局具有易于维修和更换，减轻机翼载荷和重量，客舱噪声小及提高颤振临界速度等优点。

7.操纵形式

设计组在“728会议”上，提出国内首次采用由调整片带动舵面的气动助力操纵形式，不仅操纵轻便，而且还可以省掉助力器装置。会议认为，对调整片操纵的气动规律还需进一步摸透，并作计算分析和试验。

1973～1979年，通过大量铰链力矩风洞试验和相应的计算分析，并在计算机上使用调整片气动助力操纵系统运动方程进行模拟计算。结果表明，升降舵、副翼和方向舵由各自的调整片都能带动到设计偏度要求，且无明显滞后现象；调整片气动力操纵系统的动态特性满足有关设计规范的要求。1980年，经运10飞机试飞验证，驾驶员对飞行操纵系统反应良好，达到了预期效果。

8.系统模拟试验

在运10飞机的设计中，决定对飞行操纵系统、液压系统、燃油系统和电网路系统采用地面全尺寸模拟试验，这是确保飞行安全的一项关键性措施。1980年，在国内首次进行规模最大的全机、全尺寸模拟试验。在试验技术上探索了模拟加载方法，既进行静态试验，又进行动态试验，接近于国际上同类飞机试验的水平。试验结果符合设计计算数据和技术规范的要求。

9.新材料、新标准、新成品

为了使运10飞机达到先进水平，在国内首次对一架新机较多地采用新材料、新标准和新成品。据1980年统计，全机选用材料415项，其中新材料76项，占18％；选用标准955项，其中新标准164项，占17％；选用成品435项，其中新成品305项，占70％。

10.电子计算机用于飞机型号设计

在国内首次大规模采用电子计算机进行运10飞机设计中的总体、气动、强度、结构和系统的计算。1970年底，在上海市计算技术研究所的X－2电子计算机上用手工编程进行计算。1971年，运用复旦大学和上海计算所的最新科研成果“X－2机ALGOL编译系统”，开始用ALGOL语言编程进行计算。运10飞机设计全面铺开后，为了满足计算的需要，708设计院于1974年配置了1台TQ－16计算机。同时还应用华东计算技术研究所每秒80万次的655型电子计算机进行大型课题的计算。不仅节省人力、物力，加快了工作进度，而且使原来一些无法用手工计算的课题算出了结果，提高了设计的准确性与可靠性。将计算机技术用于飞机型号设计，对型号设计方法的改进产生重大影响。在运10飞机研制中，共编制较大的计算程序138项。

三、改型方案

为扩大运10飞机的使用范围，打开销路，占有市场，飞机研究所从1977年8月起，组织部分设计人员开始探索运10飞机加长型的设计工作；1978年8月起开展运10飞机改为预警机的方案可行性论证；1983年开展运10飞机改为空中加油机的方案研究，均取得阶段性成果。后由于运10飞机的研制停止，改型工作未能进一步深入下去。