МиГ-27К обладал превосходными возможностями, однако его доводка, производство и эксплуатация сопровождались множеством трудностей. За все достоинства пришлось платить, как в прямом, так и переносном смысле. Прежде всего, большая стоимость нового оборудования не позволяла сделать МиГ-27К массовым. Многочисленные неполадки с системой «Кайра» долгое время были причиной того, что военные не спешили принимать самолёт на вооружение. Сдача каждой построенной машины требовала существенных усилий. В то время на иркутском авиазаводе вновь можно было увидеть десятки не принятых самолётов, стоявших в очереди на доработку.

Долгие испытания и доводка «Кайры» не были исключительным явлением. Совместные испытания Су-24, оснащённого ПНС «Пума» с большим количеством новой аппаратуры, начатые в январе 1970 г., завершились только в июне 1974 г. Су-24М с аналогичной системой «Кайра-24» и ПНС «Тигр» также потребовал более четырёх лет на заводские и совместные госиспытания, в ходе которых потребовалось выполнить почти 1000 полётов. ЛТПС для него, представленная на испытания в декабре 1976 г., была принята на снабжение только в июне 1983 г.

Посадка МиГ-27 К 559-го апиб, аэродром Финстервальде, май 1992 г.

Задача разработчиков МиГ-27К осложнялась ещё тем, что работать с ЛТПС приходилось одному лётчику, в то время как на Су-24М нагрузка распределялась между лётчиком и штурманом-оператором. Это обусловило более высокий уровень автоматизации «Кайры-23» с неизбежным усложнением системы. Однако «игра стоила свеч». Боевая эффективность МиГ-27К по сравнению с предшествующими модификациями увеличилась многократно. Так, для выполнения задания, для которого требовалось семь обычных МиГ-27, достаточно было всего четырёх «Кайр».

Использование МиГ-27К с управляемыми средствами поражения давало отличные результаты, позволяя экономить самолёто-вылеты и выделять для поражения цели существенно меньший наряд сил. К примеру, если для уничтожения типового укреплённого сооружения требовалась шестёрка истребителей-бомбардировщиков с дюжиной ФАБ-500, то применение «Кайр» позволяло сделать это атакой одного самолёта с парой ракет Х-29 или бомб КАБ-500. Возможности МиГ-27К выглядели весьма серьёзно даже на фоне более мощного бомбардировщика Су-24. Уступая последнему по боевой нагрузке, МиГ-27К (да и обычные МиГ-27) существенно превосходили по точности удара. Круговое вероятное отклонение при маловысотном бомбометании с горизонтального полёта для МиГ-27К оказывалось почти вдвое меньшим, чем у «сушки». До конца 1970-х гг. МиГ-27К не было равных во фронтовой авиации СССР, да и после начала выпуска модернизированного Су-24М в 1979 г. он практически не отставал от него по номенклатуре применяемых средств и точности поражения целей.

Повышая боевую эффективность МиГ-27, состав его вооружения постепенно расширяли. Универсальные контейнеры мелких грузов КМГ-У, снаряжались каждый восьмью блоками с небольшими осколочными и противотанковыми бомбами или минами для поражения площадных и протяженных целей, а также минирования местности. Два таких контейнера подвешивались на крыльевые балочные держатели. НАР типа С-5 постепенно заменялись более мощными ракетами С-8 в блоках Б-8М (или Б-8М1). Вместе с тем, новые тяжёлые НАР С-13 «пушечного» калибра 122 мм оказались неподходящими для МиГ-27 — факел пороховых газов при их пуске приводил к повреждению стабилизатора самолёта, а блоки Б-13Л, в которых они размещались, толком невозможно было подвесить на держателях — им мешали выпускающийся закрылок и стойки шасси. Те же проблемы воспрепятствовали использованию НАР типа С-25, наиболее мощных представителей арсенала неуправляемых авиационных ракет. Из-за особенностей компоновки машины четырёхметровые ракеты в объёмистых пусковых трубах не умещались ни на подкрыльевых, ни на фюзеляжных держателях. Правда, даже если бы их удалось подвесить, их применение было бы невозможным из-за мощного факела работающего двигателя, способного вмиг заглушить двигатель самолёта и повредить конструкцию. По этой же причине не использовались и управляемые ракеты С-25Л.

Контейнер пушечной установки СППУ-22-01 на балочном держателе БД3-УМК2 под крылом «Кайры».

К началу 1970-х гг. оснащённость разных родов войск зенитными средствами достигла такого уровня, что сам прорыв к объекту становился проблематичным, и специальное вооружение для противодействия системам ПВО стало необходимым условием для успеха атаки с воздуха. Использование активных и пассивных средств РЭБ (постановка ложных целей, ответных, маскирующих и мерцающих помех, сброс отражателей) полностью проблемы не решало, а попытки подавить средства ПВО обычными бомбами, НАР и пушечным огнём превращали ситуацию в дуэльную, причём преимуществом обладали ЗРК с большей дальностью стрельбы. Не решало вопроса и применение «обычных» управляемых ракет. Огневое поражение систем ПВО всё же виделось наиболее эффективным, а уязвимым местом в их комплексах оставались радиолокаторы обнаружения и наведения, излучением выдававшие месторасположение зенитных средств. Запеленговав и выявив источник излучения, его можно было использовать в качестве цели самонаводящимся ракетам, после чего «охотник» и «добыча» менялись ролями.

Недостатки Х-28 и необходимость вооружения фронтовых самолётов современным, эффективным и надёжным противорадиолокационным оружием ускорили работу над такой ракетой. Инициативу микояновцев поддержали в ОКБ «Звезда»: авиаторы нуждались в новой ракете, а ракетчики рассчитывали на поддержку мощной самолётной фирмы. Проектирование новой ракеты было задано решением ВПК от 15 августа 1972 г., главным конструктором по теме был назначен И. И. Картуков. Требованиями оговаривалась возможность поражения РЛС ЗРК типа «Хок» и «Найк-Геркулес» с тем, чтобы после подавления и дезорганизации средств ПВО обеспечивалась возможность нанесения удара Х-23, Х-25 и обычными средствами. Новую ракету Х-27ПС (пассивная самонаводящаяся, изделие 72) проектировали на базе Х-25, но в задании оговорили дальность захвата и пуска, с учётом зоны поражения ЗРК, не менее 40 км. Это потребовало установки на ракете нового двигателя, а также аккумуляторной батареи и воздушного баллона большей ёмкости.

При неоднократных запретах на использование встроенной пушки тренировки по ведению артиллерийского огня выполнялись с помощью СППУ-22-01.

Наведение ракеты на излучающую цель осуществлялось одной из сменных пеленгационных головок самонаведения ПРГС-1ВП или ПРГС-2ВП, применявшихся в зависимости от типа и рабочих частот предполагаемой к поражению РЛС противника. Аппаратура управления «Вьюга» (изделие Л066) в подвесном контейнере (изделие 32–06) обеспечивала автоматическое включение ПРГС ракеты и управление поиском и захватом цели. Данные передавались на съёмное индикаторное табло «Луч», устанавливаемое перед лётчиком на блоке прицельно-пилотажного индикатора. «Луч» работал в режимах контроля, обзора и наведения. Разработка ПРГС и аппаратуры управления велась в Омском ЦКБ автоматики под руководством Б. Зайцева и В. Славина. «Вьюга» строилась по прогрессивному блочно-кассетному методу с применением двухсторонних печатных плат и микросхем. Контейнер с аппаратурой имел массу 130 кг и монтировался на пилоне под правый подфюзеляжный узел вместо штатного балочного держателя.