卫国战争胜利后，苏联空军总结战争中各种反坦克强击机，尤其是立下汗马功劳的伊尔2强击机的经验教训，认为使用强击机从空中打击敌军坦克装甲部队仍然是效率最高的战术。遂提出发展一种火力更加强大、打击效率更加高效、防护力更好的强击机。任务书要求在广阔的欧洲平原上打击美欧帝国主义侵略军的集群坦克，设计任务交给了曾经设计伊尔-2和伊尔-10强击机，拥有丰富攻击机设计经验的伊柳辛设计局，并把该机命名为“伊尔-20”强击机。
1948年，伊柳辛设计局完成了总体研制，本机的最大特征是飞行员驾驶舱“骑”在发动机上面，目的是为了得到更佳的射击视界，后机身斜置埋入航炮，具有对集群目标的扫射能力，能够在一次超低空进入时打击多个装甲目标，理想状态下一次低空俯冲进入到拉起的几秒钟时间，可以连续打击一个连的坦克纵队，当然，这是苏联空军的一厢情愿，这种能力到美国人装备A-10“疣猪”强击机的时候也没实现。
该机驾驶舱和武器操作手座舱的正面投影面积极小，可有效降低中弹几率。座舱风挡的防弹玻璃厚达100毫米，机身重要部位采用类似A-10攻击机那种浴缸式的全包围装甲，可以抵御20毫米高炮的直接命中。
伊尔-20强击机搭载一台MF-47活塞式发动机，功率高达3000马力。驾驶舱后面是一个巨大的由装甲保护的漏斗状燃油舱，再后面是无线电员兼炮手，他通过遥控装置操纵机身背部活动炮塔上的23毫米机炮，用于后半球射击。对地攻击武器的配备是两门23毫米努德曼-苏拉诺夫NS-23型航炮，该炮广泛装备于苏联米格-15等四、五十年代军用喷气飞机上。与机身轴线成30角，斜置埋入后机身，这样伊尔-20就能够在俯冲攻击改入平飞后，也能使用机炮攻击地面装甲目标，打击效率大为提高。
有人提出伊尔-20强击机的三门23毫米机炮的火力弱于晚期型号伊尔-2/伊尔-10的5门23毫米航炮，其实不是这样，由于伊尔-20的独特设计，使用火炮的对地攻击效率更高，打击效果更好，素以减少了火炮数量。
另外，下面爬升率 375米/秒的数据，苏联手册原文如此，窝估计是17.5米/秒或37.5米/秒的印刷错误。因为这个爬升率甚至超过了F-15或苏-27这样的制空喷气战斗机。
伊尔-20主要技战术性能：
翼展 15.43米
机长 13.58米
机翼面积 44平方米
空重 7535公斤
正常起飞重量 9500公斤
最大起飞 9780公斤
发动机型号 1PD M-47
起飞功率 3000马力
巡航功率 2400马力
海平面最大速度 450公里/小时
高空最大速度 515公里/小时
最大航程 2700公里
作战半径 1045公里
爬升率 375米/秒
实用升限 7750米
乘员 2人
正常载弹量 1190公斤（可悬挂最大炸弹为500公斤）
可挂载8枚РС-82毫米和4枚РС-132毫米航空火箭弹。
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