Другим существенным недостатком, выявленным на ранней стадии испытаний ЗУР, была неудачная конструкция воздухозаборников. Система скачков уплотнения от передней кромки воздухозаборников неблагоприятно воздействовала на поворотные крылья, создавая большие аэродинамические моменты, неодолимые для рулевых машинок — рули заклинивались в крайнем положении. По результатам испытаний полномасштабных моделей в аэродинамических трубах нашли подходящее конструктивное решение — удлинить воздухозаборник, сдвинув передние кромки диффузора вперед на 200 мм.

Первые опытные образцы радиолокационных средств были поставлены на Донгузский полигон через полтора года после начала работ. Результаты испытаний показали недостаточную дальность обнаружения целей когеренто-импульсной РЛС 1С11. В результате была предложена схема антенны с единым облучателем, работающим на два канала различных диапазонов волн при одном зеркале антенны. В результате взамен двух зеркал применили одно большей ширины, обеспечив требуемые показатели дальности обнаружения.

Доработки потребовала станция 1С31, включающая импульсно-доплеровский канал сопровождения цели и канал подсвета цели непрерывного излучения. Основной стала проблема «антипода» — отражения излучения цели от подстилающей поверхности. Основным средством борьбы с этим явлением стало применение навесных траекторий, при которых ЗУР заходила на цель сверху, под большим углом к подстилающей поверхности.

При помощи специальных мероприятий эта проблема была в основном решена, но вновь проявила себя позже, после ряда успешных пусков по реальным целям. В силу редко встречавшихся погодных условий, сопровождавшихся то таянием, то подмерзанием снега, в оренбургской степи к концу зимы образовался мощный слой наста, дающего зеркальную отражающую поверхность. Если в обычных условиях коэффициент отражения составлял 0,3-0,4, то в эти дни он достигал единицы. Антенны станции разведки и наведения то качались между небом и землей, не решаясь выбрать истинную цель, то устойчиво склонялись вниз, наводя ракету на «антипод». Пришлось вносить дополнительные доработки в аппаратуру ракеты и комплекса.

В 1961 г. на испытания был представлен доработанный вариант самохода с РЛС, и в отработке участвовали обе машины.

В начале 1960-х гг. наряду с основным вариантом боевых машин комплекса на гусеничных шасси Мытищинского завода прорабатывалось использование и других самоходов — четырехосного корпусного плавающего колесного шасси «560» разработки той же организации и применявшееся для «Круга» шасси семейства СУ-100П.

В 1960 г. началось производство ГСН для ракеты на тульском заводе «Арсенал». Одновременно на полигоне исследовались два первых опытных образца ГСН, а третий проходил усиленную лабораторную отработку на стенде НИИ-2 (будущего НИИ АС), в ходе которой выяснился ряд неприятных обстоятельств. Так, карданов подвес антенны ГСН не обеспечивал требуемые резонансные характеристики, не достигалась необходимая развязка от корпуса, ненадежно работали впервые в СССР выполненные на транзисторах элементы канала углового сопровождения с очень нестабильными характеристиками и склонный перегреваться СВЧ-гетеродин. По опыту внедрения на заводе в Туле, разработанная ГСН оказалась нетехнологичной.

В результате ОКБ-15 пришлось срочно, к апрелю 1961 г., спроектировать и изготовить новую модификацию ГСН, которая со следующего месяца стала осваиваться на тульском «Арсенале». Ход испытаний выявил и дополнительный ряд проблем с ГСН, связанных с влиянием на приемник головки самонаведения прямого сигнала РЛС (так называемый «проникающий сигнал»), вращения лепестков диаграммы направленности антенны ГСН («шумы сканирования»), проявлением «антипода» и ряда других факторов. Кроме того, принятой схемой стабилизации антенны не обеспечивалась ее развязка от колебаний корпуса ракеты.

При разработке и последующей доводке ГСН пришлось вновь решать проблемы подавления («режекции») прямого сигнала выравниванием электрических длин трактов приема основного и опорного («хвостового») сигналов, устранять влияние фазовых шумов наземной РЛС и СВЧ-гетеродина. Путем применения пеленгационной моноимпульсной антенны ГСН реализовалось внутреннее («скрытное») сканирование, исключающее проявление ранее выявившихся «шумов сканирования». Впервые в нашей стране удалось обеспечить требуемый уровень стабилизации антенны без использования силовых гироприводов.

В 1961 г. испытания также шли с неудовлетворительными результатами. Не удалось добиться надежной работы ГСН, не были проведены пуски по опорной траектории, отсутствовали достоверные данные по величине секундного расхода топлива. Не удалось разработать технологию надежного нанесения теплозащитного покрытия на внутреннюю поверхность титанового корпуса камеры дожигания, которая подвергалась эрозионному воздействию содержащих окислы алюминия и магния продуктов сгорания газогенератора маршевого двигателя. В дальнейшем вместо титана применили сталь.

Последовали так называемые «оргвыводы». В августе 1961 г. И.И. Торопова сменили на А.Л. Ляпина, в январе 1962 г. место трижды лауреата Сталинской премии В.В. Тихомирова занял перешедший из КБ-1 Ю.Н. Фигуровский. Но время дало справедливую оценку труду конструкторов, определивших технический облик комплекса. Спустя десять с небольшим лет советские газеты с восторженным упоением перепечатывали фрагмент статьи из «Пари Матч», характеризующий эффективность спроектированной Тороповым ракеты словами «Когда-нибудь сирийцы поставят памятник изобретателю этих ракет...». Бывшее ОКБ-15 сегодня носит имя В.В. Тихомирова.

Разгон зачинателей разработки не привел к ускорению работ, на какое-то время была поставлена под вопрос вся схема построения ЗРК. К началу 1963 г. из 83 запущенных ракет только 11 были оснащены ГСН. При этом удачно завершилось всего три пуска. Ракеты испытывались только с экспериментальными ГСН — поставка штатных еще не началась. Не до конца довели и испытания маршевого двигателя ЗУР.

Однако сподвижникам Тихомирова удалось отстоять избранный вариант комплекса.

В течение 1961-1963 гг. проводилась автономная наземная отработка усовершенствованной ГСН, испытания на самолетах-лабораториях и летные автономные испытания в составе ракеты. Головку самонаведения установили под кабиной летающей лаборатории Ил-14. Бывший полярный летчик Ф.Б. Фарих выполнял крайне рискованные полеты на высоте 15-20 м. Для отработки наведения средств ЗРК и ГСН ракет использовался установленный на вышке имитатор цели. Все сооружение именовалось «Райские ворота». С сентября 1963 г. начались работы по «Райским воротам», выполнявшиеся по программе заводских испытаний. Вначале все шло успешно, но при выполнении более сложных задач в трех пусках подряд произошли поломки обтекателя. С сентября приостановили испытания. Увеличили толщину стенок обтекателя до половины длины волны, взамен конструкции из нескольких слоев капрона использовали стеклотекстолит, в качестве связующего применили бакелит вместо фурфурола. В ноябре, получив новые обтекатели, всего за один день переоснастили ими ракеты. Но к этому времени надолго испортилась погода — пуски удалось возобновить лишь через два месяца.

Самоходная установка разведки и наведения 1С91 ЗРК «Куб»