Опытный самолет №23-01 с комбинированной силовой установкой рассматривался в качестве носителя ракет Р-23.
Первоначально заданные постановлением 1963 г. значения основных характеристик ракеты, в частности, максимальная дальность 16—18 км, допустимое превышение цели до 4 км и вес ракеты 150 кг, определились исходя из возможности размещения на МиГ-23 до четырех новых ракет, с оглядкой на показатели ракет «Сперроу», являвшихся основным вооружением «Фантома».
Однако технический облик нового советского «изделия» существенно отличался от американского аналога — выполненной по схеме с поворотным крылом ракеты с полуактивной радиолокационной ГСН. Разработку К-23 предусматривалось вести применительно к двум типам ГСН — радиолокационной и комбинированной (теплорадиолокационной). Последний вариант должен был обеспечить высокую помехоустойчивость и возможность применения на малых высотах — 200 м против 1000 м у «радийного» варианта, но отличался большой сложностью как в проектировании, так и в отработке. Поэтому для К-23 с комбинированной ГСН допускалось снижение максимальной дальности пуска на 2 км, а ее представление на совместные испытания предусматривалось в более поздние сроки—в середине 1966 г.
Создание радиолокационной ГСН и радиоканала для комбинированной ГСН поручалось НИИ-339, который разрабатывал также и бортовую РЛС «Сапфир-23» для МиГ-23. Главным конструктором РЛС «Сапфир-23» определили Г.М. Кунявского, ГСН «Топаз» (ГСН-23) — Е.Н. Геништу, заместителем главного конструктора ГСН — В.В. Чуброва.
Головным разработчиком комбинированной ГСН и ее теплового канала назначили ЦКБ-589, радиоканала — НИИ-339. В ходе проектирования выявилась чрезмерная сложность комбинированной ГСН. В те же годы аналогичная ГСН разрабатывалась и для ракет семейства К-13. На замедлении работ в этом направлении сказалась и болезнь основного его идеолога М.И. Штейнера, получившего ранний инфаркт. Еще ранее для подстраховки ЦКБ-589 поручили подготовить и традиционную тепловую ГСН.
Боевая часть ракеты создавалась ГСКБ-47, двигатель — КБ-2 завода №81, твердотопливный заряд — НИИ-130.
Вначале ракета рассматривалась как развитие схемы К-13А с применением роллеронов для ограничения угловой скорости проворота по крену. Уже в 1964 г провели продувки этого варианта в аэродинамических трубах. В следующем году изготовили программные ракеты с использованием элементов штатных К-13. Но вскоре первоначальный технический облик ракеты пришлось пересмотреть самым радикальным образом.
Полуактивная радиолокационная ГСН РГС-23 должна была принимать сигнал, отраженный от цели, облученной бортовой РЛС истребителя «Сапфир-23». Технический облик этой РЛС начал формироваться еще до принятия постановления 1963 г. На стадии эскизного проекта изучались как импульсная РЛС «Сапфир-23И», которая по основным решениям соответствовала испытывавшейся на МиГ-21 РЛС«Сапфир-21», так и принципиально новая РЛС «Сапфир-23Н» с квазинепрерывным режимом излучения. С переходом на стадию опытно-конструкторской разработки в 1963 г. предпочтение отдали менее сложной РЛС «Сапфир-23И».
Однако с внедрением в войска СССР зенитных ракетных комплексов истребители-бомбардировщики стран НАТО перешли к действиям на предельно малых высотах. Для фронтового перехватчика особую значимость приобрела задача обнаружения целей на фоне земли. Постановлением 1965 г., уточнявшим облик МиГ-23 и его характеристики, предусматривалось применение в РЛС «Сапфир» дополнительного канала непрерывного излучения для обнаружения маловысотных целей, обзора земной поверхности, решения навигационных задач, а также для работы в дальномерном режиме при пусках неуправляемых ракет по наземным целям.
Применение непрерывного излучения позволяло реализовать узкополосный спектр излучения РЛС, обеспечивающий эффективное использование так называемой доплеровской селекции за счет разности частот сигналов, отраженных от неподвижной подстилающей поверхности и от движущихся летательных аппаратов. Однако при этом возникла возможность так называемого «достартового ослепления» радиолокационной ГСН ракеты излучением близкорасположенной самолетной РЛС по боковым лепесткам диаграммы направленности.
Впервые в нашей стране для бортовой аппаратуры ракеты К-23 создавалась специальная элементная база — плоские микромодули.
Ранее при использовании импульсных РЛС для исключения «ослепления» головки самонаведения приемный тракт ГСН отключался на временной интервал посылки импульса самолетным локатором. Для обеспечения своевременности этой операции на борт ракеты от самолетной РЛС поступал так называемый сигнал синхронизации. Для РЛС «Сапфир-23» в конечном счете приняли иные принципы взаимодействия с ГСН, предусматривающие захват цели на автосопровождение ГСН в полете, после смещения самолетной РЛС в заднюю полусферу ракеты. Однако это техническое решение было принято не сразу и, как говорится, не от хорошей жизни. С учетом поляризации излучения самолетной РЛС НИИ-339 потребовал также обеспечить постоянную ориентацию ракеты по крену. Ракета не могла проворачиваться относительно продольной оси, что привело к отказу от схемы с использованием роллеронов. В результате конструкция ракеты была радикально пересмотрена, при этом для К-23 взамен ранее рассматривавшейся «утки» приняли нормальную аэродинамическую схему. Диаметр возрос до 200 мм. В июле 1966 г. был выпущен аванпроект нового варианта ракеты.
