В ракете был доработан радиовзрыватель путем введения в него двухканального приемника с автономной схемой анализа высоты в момент взведения, что обеспечило несрабатывание радиовзрывателя от земли на высоте до 27 м. В связи с размещением в контейнере ЗУР была оснащена крылом с механизмом раскрытия после старта. В транспортном положении консоли складывались попарно навстречу друг другу.
Увеличился с 1 года до 5 лет срок гарантийного контроля, повысилась радиационная стойкость ракеты. Боевая эффективность комплекса "Оса-АК" в зависимости от положения точек встречи ЗУР с целью в зоне поражения находилась в пределах от 0,50 до 0,85.
Однако ЗРК "Оса-АК" не мог вести борьбу с вертолетами огневой поддержки — основным современным средством борьбы с танками. Устранение этого существенного недостатка было осуществлено при выполнении ОКР, начатой в ноябре 1975 г. в соответствии с Постановлением ЦК КПСС и СМ СССР. В 1977 г. были проведены заводские испытания модернизированной боевой машины 9А33БМ2 с ЗУР 9М33М2, по результатам которых ракета была доработана в части радиовзрывателя и электросхемы, получив наименование 9М33М3. Государственные испытания модернизированного варианта комплекса 9К33М3 ("Оса-АКМ") проводились на Эмбенском полигоне с сентября по декабрь 1979 г. (начальник полигона В.В. Зубарев) под руководством комиссии во главе с А.П. Зубенко. В 1980 г. модернизированный комплекс приняли на вооружение.
В процессе отработки мишень — вертолет Ми-2 — закрепили на деревянной вышке высотой 10 м. Запустив двигатели, пилоты спускались на землю. По результатам пусков были определены оптимальные углы подхода ракеты к цели, уточнены алгоритмы коррекции момента подрыва. При зачетной стрельбе попали в мишень. При этом помимо вертолета-цели сгорела и часть вышки. Также на вышках были поражены и четыре вертолета в ходе учений "Запад-81", что произвело должное впечатление как на генералитет, так и на отечественных пилотов-вертолетчиков, ранее уверенных в практической неуязвимости своих винтокрылых машин от зенитных ракет самоходных комплексов. В дальнейшем в качестве мишеней часто использовались вертолеты, установленные на земле.
При испытаниях также велись стрельбы по малогабаритным мишеням болгарского производства РУМ-2М. Это подтвердило возможность эффективного применения ЗРК "Оса" для борьбы с ДПЛА.
При стрельбе по вертолетам на высотах менее 25 м в комплексе использовался специальный метод наведения ЗУР с полуавтоматическим сопровождением цели по угловым координатам с помощью телевизионно-оптического визира.
В боевой машине 9А33БМЗ были реализованы следующие мероприятия:
— улучшена разрешающая способность индикатора кругового обзора станции обнаружения целей по дальности и азимуту за счет введения дополнительного масштаба;
— путем доработки счетно-решающего прибора реализован метод наведения ЗУР со значительным угловым упреждением ракетой линии визирования цели в вертикальной плоскости, что снизило вероятность срабатывания радиовзрывателя от земли и уменьшило влияние на точность наведения флюктуаций сигналов по ракетному каналу;
— увеличена плотность потока осколков в направлении цели за счет выдачи принудительной команды на подрыв БЧ при подлете ЗУР к цели;
— обеспечена выдача на ракету команды для коррекции области срабатывания радиовзрывателя в соответствии с областью разлета осколков БЧ при стрельбе вдогон.
Ракета 9М33М3 отличалась от серийной ЗУР доработанным радиовзрывателем.
Доработанный ЗРК по сравнению с серийным обладал способностью поражать на практически нулевой высоте зависающие (и летящие со скоростями до 80 м/с) вертолеты на дальностях от 2 до 6,5 км при курсовом параметре до 6 км. Находящиеся на земле вертолеты типа "Хью-Кобра" поражались с вероятностью 0,07-0,12, летящие на высоте 10 м — 0,12-0,55, зависающие -0,12-0,38.
Уже в процессе серийного производства режим стрельбы по вертолетам был изменен. Уточнения, введенные в систему управления боевым снаряжением, позволили поднять вероятность поражения одной ракетой вертолета типа "Хью-Кобра" до 0,24-0.76, при этом зона поражения вертолета по высоте была определена диапазоном от 0,01 до 2,5 км и по дальности от 2 до 6,5 км. Эти улучшенные показатели были зафиксированы в "Технических условиях…", по которым сдается ЗРК.
Комплекс "Оса" и все его модификации находились на вооружении зенитного ракетного полка мотострелковых дивизий, который, как правило, состоял из пяти зенитных ракетных батарей и командного пункта полка с батареей управления. Зенитная ракетная батарея состояла из четырех комплексов (боевых машин) "Оса" и батарейного командирского пункта. Таким образом, полк ЗРК "Оса" насчитывал всего 20 боевых машин с 80 боеготовными ЗУР, а при оснащении комплексами "Оса-АК" — 120 ракетами. В составе батареи управления полка находились пункт управления ПУ-12 (ПУ-12М) и РЛС обнаружения П-15 (П-19).
Функционирование боевых средств комплекса обеспечивалось применением транспортно-заряжающих машин 9Т217, машин технического обслуживания 9В210, машин группового ЗИП 9Ф372, котировочных машин 9В914, автоматизированных контрольно-испытательных проверочных станций 9В242, комплекса наземного оборудования 9Ф16.
