На ранней стадии проектирования К-8 прорабатывалась варианты ракеты, выполненные по схеме "утка" ("изделие 21") и по нормальной аэродинамической схеме ("изделие 22"). Принятый для дальнейшей разработки вариант ракеты ("изделие 24"), как и СНАРС-250, был выполнен по схеме "утка", но при этом рули были расположены по "X" – образной, а не "+" – образной схеме. Раскладка сигналов управления по осям, повернутым на 45 , уже не представлялась сложной задачей. Диаметр ракеты уменьшился до 275 мм, стартовый вес практически соответствовал СНАРС-250.
С учетом печальных результатов отработки СНАРС-250, на К-8 с самого начала предусматривалось применение гиростабилизированной, а не связанной с корпусом головки самонаведения.
Умудренный горьким опытом, Бисноват добился развертывания широкого фронта работ по ключевому элементу разработки – головке самонаведения, предусмотрев, соответственно, и изготовление нескольких вариантов ракеты.
Тепловая ГСН разрабатывалась на конкурсных началах Д.М. Хоролом и его сотрудниками в ЦКБ-589 под индексом С-1 для изделия 24Н (К-81) и коллективом Н.В. Смирнова под наименованием ТГС-57 "Сокол" в НИИ-10 для ракеты в варианте К-84. Полуактивную радиолокационную ГСН ПАРГ- 1 для "изделия 24В" (К-82) разрабатывал коллектив во главе с Н.А. Викторовым в НИИ-648. Кроме того, другой вариант радиолокационной головки самонаведения под наименованием РГС-1 создавался под руководством B.C. Дегтярева в ленинградском ОКБ-287 для "изделия 24Д".
Автопилот АПС-8 проектировался конструкторами завода № 118, радиовзыватель "Снегирь" – в НИИ-504, боевая часть – в СКБ-147. Как и двигатели для других авиационных ракет, твердотопливный ПРД-25 разрабатывался в КБ-2 завода № 81 (ныне НПО "Искра" под руководством И.И. Картукова.
По проектным материалам дальность пуска ракеты составила 2…8 км, при этом поражались цели, летящие со скоростями 600… 1100 км/час на высотах 5…18 км.
В сентябре 1956 г. начались испытания экспериментальных ракет на специально подготовленном Як-25М № ОНО с действующим макетным образцом РЛС "Сокол-2К" – станцией "Сокол-2", доработанной под применение управляемых ракет, – и с размещенными между гондолами двигателей и фюзеляжем пусковыми устройствами с направляющими, сдвинутыми назад относительно передней кромки крыла. К концу года на испытания поступил отработочный вариант ракеты с автономной системой управления – "изделие 24А". Эти ракеты, как и "изделия 24Н" с тепловой ГСН, в следующем году испытывались и с другого Як-25М – N9 0119. На этом самолете направляющие пусковые устройства были выдвинуты вперед относительно передней кромки крыла, то есть размещены по схеме, получившей в дальнейшем широкое распространение. Самолет N9 0110 был доработан в части РЛС, прошел соответствующие испытания и 12 июля был отправлен во Владимировку для проведения пусков боевых "изделий 24Н", в том числе и по реальным целям.
Як-25 с ракетой К-8
Ракеты К-8М по микояновском Е-75Ф
Всего было выполнено 111 полетов, в том числе 72 с управляемыми ракетами, осуществлено 42 пуска ракет, включая два, выполненных по мишени. Было выявлено немало недостатков как по самой ракете, так и по самолетной аппаратуре. К концу этого этапа испытаний основные недостатки системы управляемого вооружения были устранены, но серийное производство Як-25 уже завершилось, а трудоемкое переоборудование только что выпущенных самолетов признали нецелесообразным. К этому времени уже летали сверхзвуковые варианты яковлевского двухмоторного самолета Як-27. Для этого перехватчика система К-8 могла быть применена практически без доработок. Кроме того, к концу 1957 г. К-8 рассматривалась как вооружение скоростных тяжелых перехватчиков И-75 и Е-150 ОКБ Микояна, а также суховского Т-3.
Отработка ракет плавно переплыла на Як-27, оснащенный той же РЛС и обозначенный Як-27К. Уже 19 июля 1957 г. во Владимировку был направлен второй опытный Як-27 N9 58, доработанный под применение К-8 по приказу МАП от 16 мая 1957 г. К началу следующего года на полигон прибыл еще один носитель – переоборудованный серийный Як-27 N9 0201. На этих самолетах, а также на других переоборудованных серийных Як-27 с заводскими номерами 0503, 0104, 0204 установили пусковые устройства ПУ-1-8, в дальнейшем нашедшие применение на других самолетах – носителях К-8 и ее последующих модификаций. На Як-25 и Як-27 летали летчики-испытатели М.Л. Петушков и В.А. Шевченко и др.
Вначале испытывались ракеты с ночной ГСН "С-1-200" , которые комплектовались автопилотом АПС-8-24М и радиовзрывателем "Снегирь". По результатам двух пусков была осуществлена доработка радиовзрывателя, усилено крепление боевой части. Доработанные ракеты испытывались в марте 1958 г. по мишеням САБ-100-25-М на высотах до 13 км. Затем, перейдя к пускам по Ил-28, 23 и 27 мая сбили два беспилотных бомбардировщика на дальностях 5…6км при высоте полета 9…10 км.
С июля начались облеты ракет с усовершенствованными "дневными" ГСН С-1-У и автопилотами АПС-8-24М2Д. Испытания "изделий 24Н" с круглосуточными головками самонаведения С-1-Д-58 начались с 10 октября 1958 г. Пять первых пусков прошли неудачно, в основном из-за отказов системы питания ГСН сжатым воздухом.