Дальнейшая модернизация ЗСУ "Шилка" (1970–1971 гг.) осуществлялась в направлении усовершенствования счётно-решающего прибора и повышения надёжности работы радиоэлектронной аппаратуры. Был также увеличен ресурс газотурбинного агрегата с 450 до 600 часов. ЗСУ с этими усовершенствованиями получила наименование ЗСУ-2Э-4В1. Следующая модернизация установки, проведенная в 1971–1972 гг., обеспечила повышение живучести пушечных стволов (с 3000 до 4500 выстрелов), был также увеличен ресурс газотурбинного агрегата (с 600 до 900 часов). Установка получила название ЗСУ- 23-4М1. В 1977–1978 гг. ЗСУ "Шилка" была оснащена наземным радиозапросчиком "Лук" системы радиолокационного опознавания воздушных целей по признаку "свой-чужой". Эта модификация получила наименование ЗСУ — 23-4M3.
Учёт опыта боевых действий в горной местности (Афганистан) был реализован при очередной модернизации в 1978–1979 гг. Эта модернизация была направлена на расширение боевых возможностей зенитной установки по борьбе с наземными целями в любых условиях ведения боевых действий.
С этой целью из корпуса установки был удалён радиоприборный комплекс и связанная с ним аппаратура. За счёт этого был увеличен возимый боекомплект (с 2000 до 3000 выстрелов), а также введена аппаратура ночного видения, обеспечивающая возможность ведения стрельбы по наземным целям в ночных условиях. Эта модификация получила наименование ЭСУ-23-4М2.
Многолетний опыт эксплуатации и боевого применения ЗСУ "Шилка" показал, что у неё имеются определённые недостатки:
— малая зона эффективного обстрела воздушных целей;
— недостаточное могущество снаряда для поражения новых типов целей;
— пропуски воздушных целей необстрелянными из-за невозможности их своевременного обнаружения собственными средствами.
30У-23-4М1 армии Ирака, 1991 г.
ЗСУ-2Э-4В1 сирийской армии
На основе обобщения опыта эксплуатации и боевого применения ЗСУ "Шилка" были сделаны выводы, что новый зенитный комплекс этого класса должен быть максимально автономным, обеспечивать самостоятельное обнаружение низколетящих целей с помощью собственных средств обнаружения, иметь более дальнобойные средства поражения самолётов и вертолётов. С целью расширения зоны обстрела воздушных целей (обеспечения поражения до рубежа применения ими бортового оружия по прикрываемым объектам) было признано целесообразным поставить на ЗСУ дополнительное ракетное вооружение с системой оптического визирования и радиоуправления ЗУР. В результате анализа этих выводов были сформированы требования к новому комплексу этого типа. Им стал зенитный пушечно-ракетный комплекс "Тунгуска".
В то же время жизнь показала, что модернизационный потенциал ЗСУ "Шилка", принятой на вооружение около сорока лет тому назад, ещё не исчерпан. Так, на международном аэрокосмическом салоне (МАКС-99), состоявшемся в подмосковном городе Жуковском в августе 1999 г., была представлена новая модификация зенитной самоходной установки "Шилка" (ЗСУ-2Э-4М5). "Шилка" превратилась в пушечно-ракетный комплекс, т. к. в дополнение к штатному пушечному вооружению на боевой машине установлены зенитные управляемые ракеты переносных ЗРК типа "Стрела-2", "Игла". Эта модификация ещё раз подтвердила, что ЗСУ "Шилка" является образцом — долгожителем.
Интересно отметить, что волны политических преобразований, которые потрясли нашу страну в конце XX века (распад СССР, образование на его месте независимых государств с национальными армиями) докатились и до комплекса — долгожителя ЗСУ-23-4. На Украине в конце 90-ых годов на основе ЗСУ "Шилка" на Харьковском заводе им. Малышева разработан ракетно-артиллерийский комплекс "Донец". В этом комплексе используются основные элементы следующих образцов советской военной техники:
• артиллерийская башня ЗСУ 23-4 "Шилка";
• ЗУР зенитного ракетного комплекса "Стрела- 1 °CВ";
• гусеничное шасси дизельного танка Т-80УД.
Отличительной особенностью этого комплекса "Донец" является то, что по бокам артиллерийской башни с четырьмя 23-мм пушками установлены два спаренных пусковых устройства с зенитными управляемыми ракетами ЗРК "Стрела- 1 °CВ". Артиллерийское вооружение обеспечивает поражение воздушных целей на дальности до 2,5 км, по высоте — до 2 км. Ракеты обеспечивают поражение воздушных целей на дальности до 4,5 км, по высоте до 3,5 км. Боекомплект артиллерийских выстрелов увеличен до 4000 шт.
В комплексе установлена аппаратура, обеспечивающая приём целеуказания от внешних источников. В шасси комплекса также внесены изменения — добавлен вспомогательный двигатель, обеспечивающий работу основной аппаратуры боевой машины на стоянке при выключенном маршевом двигателе. Экипаж — три человека, масса — 35 тонн. Организационно в состав зенитной ракетной батареи входят шесть боевых машин "Донец" и одна машина управления (также на шасси танка Т-80). На машине управления размещена трёхкоординатная РЛС обнаружения. При создании комплекса "Донец" предполагалось, что он будет поставляться на экспорт в страны, которые ранее приобрели танки, изготовленные на Харьковском заводе. В частности, Пакистан, закупивший уУкраины партию из 320 танков Т-80УД.