Истребитель-бомбардировщик МиГ-27К, оснащенный ракетами класса «воздух—поверхность» Х-23А. На подфюзеляжном пилоне подвешен контейнер с аппаратурой «Дельта».
Шестой отсек служил для размещения аппаратуры радиоуправления, созданной на базе блока К-5И-1С из состава ракеты К-5.
Длина ракеты Х-66 составляла 3630 мм, а ее диаметр (275 мм) определялся камерой сгорания двигателя, заимствованной от К-8М. Размах крыла составил 811 мм, стартовая масса — 278 кг. Последний показатель практически соответствовал ракете К-8М, несшей в 2,5 раза более легкую боевую часть при почти одинаковом двигателе. Это объяснялось тем, что ракета «воздух—воздух» комплектовалась головкой самонаведения, относительно сложной и более тяжелой в сравнении с установленной на Х-66 аппаратурой системы наведения по лучу. С другой стороны, из-за меньшей средней плотности аппаратуры в сравнении с плотно набитой взрывчаткой боевой частью Х-66 ракета К-8М была на 17% длиннее.
Эти отличия в «начинке» ракет, предназначенных для поражения воздушных и наземных целей, определили нецелесообразность создания Х-66 путем минимальной доработки близкой по размерности К-8М. Калининградскими конструкторами было избрано оптимальное сочетание готовых или требующих минимальных доработок элементов этой ракеты, ракет семейства К-5 и неуправляемой ракеты С-24.
Именно широкой преемственностью Х-66 по отношению к ранее разработанной технике — из основных элементов ракеты вновь создавалась только боевая часть и корпуса отсеков — определялась исключительная успешность и сжатость сроков разработки и испытаний этой ракеты. Уже в 1966 г. было выпущено восемь боевых и две телеметрические ракеты, а в следующем году МиГ-21ПФ №9400415 переоборудовали для летных испытаний, которые и начались после проведения трех пусков с наземной пусковой установки. На завершенном до середины года этапе А испытаний с самолета выполнили семь автономных пусков в горизонт и с пикирования. В том же году в рамках совместных летных испытаний начиная с сентября провели 25 пусков по наземным целям. В ходе отработки устранили ненадежность работы взрывателя, плохую стабилизацию по крену. Летали М.М. Комаров, Г.А. Горовой, Г.Ф. Фастовец и др.
Положительные результаты стрельб позволили рекомендовать ракету для принятия на вооружение, что и было осуществлено по правительственному Постановлению от 14 мая и в соответствии с приказом министра обороны от 20 июня 1968 г. По этим официальным документам максимальная дальность ракеты достигала 8 км при предельном отклонении (4В), равном 2,5—5 м. Вероятность поражения типовой цели залпом двух ракет оценивалась в 0,36—0,7. На МиГ-21 устанавливалось до четырех Х-66, пуск которых осуществлялся с интервалом в залпе 0,4—0,6 с.
При применении ракет Х-66 опытные летчики уверенно поражали цели. В частности, при показе новой техники членам Правительства В.Г. Плюшкин первой же ракетой разнес цель — списанную кабину РЛС.
В 1968 г. было изготовлено несколько десятков ракет, а в последующие годы выпуск «изделий 66» на заводе в Калининграде увеличился на порядок. И в дальнейшем ракеты, разрабатывавшиеся КБ « Звезда», осваивались в серийном производстве практически тут же, на КМЗ «Стрела», что способствовало оперативному устранению неизбежно возникавших нестыковок между проектной и технологической документацией и активной «обратной связью» от производства к конструкторскому коллективу, способствующей дальнейшему совершенствованию изделия после официального принятия на вооружение.
В 1969— 1972 гг. для варианта Х-66С взамен блока питания БП-66 был разработан усовершенствованный вариант МБП-66 «Молния-1» с новым ампульным источником тока, который внедрили в серию наряду с вновь созданным прессованным воздушным аккумулятором давления. В дальнейшем на Х-66 применили более совершенный двигатель ПРД-228М, заимствованный от ракеты Х-23.
Как уже отмечалось, наведение ракеты Х-66 обеспечивалось довольно длительным (до 20 с) удержанием прицела и, соответственно, фюзеляжа МиГ-21 в направлении цели. Возмущения, которым подвергается самолет при маловысотном полете, ощущал на себе каждый, хотя бы в кресле пассажира при посадке при неспокойной атмосфере. Естественно, что эти возмущения существенно снижали реальную точность применения Х-66. Поэтому в 1972— 1976 гг. была разработана модификация РП-21МИ радиолокатора самолета МиГ-21ПФМ с системой демпфирования луча РЛС. По результатам испытаний, подтвердивших повышение точности пусков в 1,8—2 раза, она была рекомендована в серию, но ракеты Х-66 уже снимались с производства, а затем и с вооружения.
Запоздала с реализацией и другая разработка, признанная расширить область применения Х-66. Эта ракета могла применяться только с самолетов семейства МиГ-21, в то время как в качестве основы ударных самолетов фронтовой авиации рассматривались Су-7, а в перспективе — Су-17 и МиГ-23. Поэтому в 1973 г. была разработана контейнерная система «Луч», обеспечившая применение Х-66 с любого носителя. В следующем году она прошла испытания на МиГ-23М №608. Но к этому времени завершилась разработка более совершенной радиокомандной ракеты Х-23, отрабатывалась наводимая по лазерному лучу Х-25, а Х-66 рассматривалась как неперспективная.
Тем не менее именно Х-66 стала первой отечественной тактической авиационной ракетой и послужила непосредственной родоначальницей целого семейства изделий, совершенствование которых успешно продолжается до настоящего времени.
В целом создание Х-66 можно было рассматривать лишь как «затыкание дыры» в системе вооружения фронтовой авиации. Во-первых, фактически применение ракет допускалось только с носителей РЛС семейства РП-21 — ряда модификаций МиГ-21 и, в принципе, очень малочисленных МиГ-23С и экспортных МиГ-23МФ.
Во-вторых, в процессе применения Х-66 практически исключались какие-либо маневры носителя: он должен был полого пикировать на цель под утлом до 30°, не меняя ни курса, ни утла тангажа, что увеличивало его уязвимость к огню ствольных зенитных средств. Кроме того, на больших дальностях метка прицела прикрывала цель от наблюдения летчиком.
