При всех достоинствах первая в мире ракета ближнего воздушного боя обладала некоторыми недостатками, возможность устранения которых определялась заложенными в ней резервами дальнейшего совершенствования.
Еще за пару лет до принятия Р-60 на вооружение начались работы по модернизированному варианту К-60М. На «изделии 75» предусматривалось установить более мощную боевую часть, новую ГСН киевского завода «Арсенал», новую систему управления на микросхемах разработки 3-го МПЗ взамен СУР-69. В дальнейшем эта ракета получила обозначение «изделие 62М». На ней установили доработанную ГСН «Комар-М» (ОГС-75). Угол целеуказания был увеличен с 12 до 20°. Для обеспечения возможности пуска в переднюю полусферу цели была повышена чувствительность ГСН.
При использовании более совершенных поражающих элементов масса боевой части АБ-62 возросла на 17% по сравнению с ББ-62.Соответственно возрос вес ракеты в целом, а длина увеличилась на 43 мм. Удалось повысить помехозащищенность неконтактного взрывателя. В дальнейшем ракеты Р-60М комплектовались оптическим взрывателем, а экспортные Р-60МК — радиолокационным. Минимальную дальность удалось сократить на треть, а максимальную — увеличить на 500 м.
Уже в 1973 г. начались облеты новой ГСН на Су-17 и Су-15ТМ, при этом последний использовали и для проведения четырех пусков экспериментальных ракет. В соответствии с решениями ВПК от 25 октября 1974 г. и от 7 апреля 1975 г. предусматривалось представление ракеты на государственные испытания в конце 1975 г. В 1974 г. выпустили техническое предложение, учитывающее новые требования по применению К-60М на МиГ-21бис.
Для проведения испытаний в 1975 г. переоборудовали МиГ-21 №1116 и МиГ-23М №2503. В следующем году пусками шести автономных и одной телеметрической ракеты, сбившей Ла-17, завершился первый этап государственных испытаний. Кроме того, прошли испытания по подтверждению возможности применения ракет в переднюю полусферу цели. В дальнейшем к испытаниям подключили самолеты МиГ-21СМТ №5001705, МиГ-21СМ №1500507, МиГ-21 бис №102, МиГ-23МЛ №105, МиГ-23МЛ №5302. К 1977 г. основной объем государственных испытаний был выполнен.
За рубежом всеракурсное применение ракет малой дальности с тепловыми головками самонаведения было впервые обеспечено для УР «Сайдуиндер» AIM-9L, принятой на вооружение в 1976 г. и подтвердившей высокую боевую эффективность в ходе Фолклендской войны 1982 г.
Ракеты Р-60 и Р-60М широко применялись почти на всех истребителях 1970-х гг. и более поздней разработки, в том числе и в качестве «вспомогательного калибра» в сочетании с более мощными «изделиями».
В 1983 г. Р-60М завершила государственные испытания в составе вооружения МиГ-29. Ракеты Р-60 также использовались в качестве оружия самообороны на ударных самолетах семейств Су-17, Су-24, Су-25 и МиГ-27.
Варианты Р-60К и Р-60МК экспортировались за рубеж и применялись в реальной обстановке, начиная с боев над Ливаном в 1982 г.
По неутешительным итогам воздушных боев в небе Вьетнама в конце 1960-х гг. Соединенные Штаты начали создавать первые истребители IV поколения — F-14 и F-15. Как и последующие легкие истребители F-16 и F-18, эти машины предназначались для решения задач завоевания господства в воздухе, в первую очередь для высокоманевренного воздушного боя. В начале 1970-х гг. в Советском Союзе в порядке «симметричного ответа» началась разработка перспективных фронтовых истребителей, впоследствии получивших обозначенияСу-27 и МиГ-29.
Первые проработки на «Вымпеле» по ракете ближнего боя для новых самолетов проводились по приказу Министерства авиационной промышленности от 7 июля 1972 г. В том же году на «Вымпеле» был изготовлен макет твердотопливного двигателя с управлением вектором тяги. Спустя два года по результатам исследований было подготовлено техническое предложение по ракете с управлением вектором тяги твердотопливного двигателя.
Ракеты ближнего боя Р-60 на подвеске под крылом перехватчика МиГ-31 (слева) и штурмовика Су-25 (справа).
Ракеты Р-60 используются в качестве оружия самообороны на ударных самолетах Су-25, Су-17 и МиГ-27.