苏联海军在年提出要求，想要获得一种新型的舰载反潜直升机用来装备到舰队中，卡莫夫设计局为此设计卡-20舰载直升机，该直升机采用设计局擅长的共轴对转旋翼，原型机在年首飞。
卡-20本身就是卡-25舰载直升机的前身，首次公开亮相是在年7月的图西诺航展，北约将其称为“竖琴”，不过卡-20并没有服役，而是经过适当修改后发展成著名的卡-25。
卡-20采用两台GTD-3涡轮轴发动机提供动力，涡轮轴发动机在50年代后期还是很新颖的直升机动力，但是它已经表现出体积小、动力强的优点，卡-20的两台发动机可以提供马力动力，在当时来说是很不错的动力源，直升机能达到千米/小时的最大时速，最大航程千米。
直升机表面采用铝合金蒙皮，用铆钉固定，发动机被铝合金和钢组成的结构包括，表面的铝合金盖可以展开并作为发动机的维修平台使用。因为并没有改动太多直升机的基本结构，所以卡-20与卡-25前期型号的旋翼结构、材料应该是一样的，直升机的尾梁都比较短，末端有3具垂尾，中间一具是固定的，两边的垂尾带有方向舵，水平尾翼带有升降舵。
直升机前部是驾驶舱，正、副驾驶员并排在这里操控飞机，机首下方鼓起的球状结构内安装的是雷达，这是直升机的重要设备；不过因为卡-20只是原型机，机身内部并没有安装其他任何设备。
卡-20只生产了2架原型机，在航展中亮相的卡-20机身两侧各有一枚小型的空地导弹，暗示着卡-20可能将具备一定的打击能力，实际上这两枚导弹其实只是模型，至少当时的卡-20还不具备发射导弹的能力。卡-20有固定的武器装备，它在机头左右各安装了一挺机枪。
苏联在卡-20的基础上换装了更大功率的发动机，以及安装作战设备，这就有了卡-25系列舰载直升机，从技术上来讲两者其实是一个系列，卡-25就是最终版的卡-20，它们两者之间最明显的外表区别就在垂尾，卡-25的垂尾更方正，卡-20的垂尾更接近椭圆状，另外两者都采用4点起落架，它们的主起落架支撑结构略有不同，这个一般不容易注意。
有文章称卡-20是从卡-15/18发展而来，卡-15是世界上第一种量产的共轴对转直升机，是一种双座轻型直升机，卡-18则是一种改进的四座直升机，要说它们3个型号之间有某种传承关系，应该就是共轴对转的旋翼、四点式起落架、尾翼等部分了，卡-20在动力系统、整体布局上都有较大的改动，拥有很多创新，这才能成就卡-25一代经典机型。
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