Реализовали эту систему при создании первого советского управляемого ракетного снаряда, на этапе разработки называвшегося К-5 (комплекс вооружения). Работа по системе ракетного вооружения истребителей-перехватчиков К-5 начались в «Бериевском» КБ-1, где были сосредоточены проектные изыскания по ракетной технике разнообразных направлений - от противокорабельных самолетов-снарядов до зенитных ракет. После отстранения от дел, следом за отцом, руководившего работами Серго Берия и передела организации разработку К-5 (уже вышедшей на испытания) передали в ОКБ-2 П.Д. Грушина. С его принятием на вооружение наименование системы вооружения изменилось на C-l-У, а самого управляемого реактивного снаряда - на РС-1У. Конструкция ракеты выполнялась из хорошо освоенных алюминиевых и магниевых сплавов, только двигатель изготавливался из стали. Компоновка ракеты полностью была подчинена избранному принципу наведения. Аппаратура управления с приемной антенной общим весом 14,67 кг была установлена в хвостовой части корпуса для устойчивого приема сигналов самолетной РАС, управляющего радиоприцела РП-1-У «Изумруд-2». Среднюю часть корпуса занимал реактивный твердотопливный двигатель (РДТТ) с максимальной тягой 1340 кгс с двумя выведенными по бокам корпуса соплами, а в головном отсеке находилась боевая часть весом 11,35 кг осколочно-фугасного действия с неконтактным радиовзрывателем РВ-1-У.
Радиовзрыватель срабатывал при сближении с целью до 10 м, а осколки разлетались в виде кольца с углом раствора 16°. Рули ракеты приводились в движение пневматическими рулевыми машинками, питавшимися сжатым воздухом из баллона. РС-1У были приняты на вооружение истребителей- перехватчиков МиГ-17ПФУ и Як-25К. Небольшой вес РС-1У (74,25 кг) позволял истребителям нести до четырех таких ракет на пусковых устройствах АПУ-3 (АПУ - авиационное пусковое устройство, оснащенное узлами подвески ракеты, электроразъемами и арматурой). Запуск ракеты был возможен с расстояния 2 - 3 км, а дальность автосопровождения цели РАС РП-1-У составляла 3,5 - 4 км. Цели могли атаковаться в диапазоне высот 5 - 10 км (ниже мешали отраженные от земли радиосигналы, выше не хватало энергетики ракеты и управляемости рулей).
Недостатки ракет («первый - не всегда лучший»), больше сковывавшие вооруженный ими истребитель, чем повышавшие его эффективности и сообщения о появлении у американцев мощных управляемых ракет AIM-4 «Фалкон» привели к ускоренной разработке модифицированного варианта К-5М. Новая ракета, сохраняя принцип наведения по лучу, отличалась повышенной энергетикой, маневренностью, высотностью и усиленной в 1,5 раза мощностью БЧ. На вооружение система С-2-У на базе истребителя МиГ-19ПМ была принята Постановлением Совмина СССР № 134-54 в ноябре 1957 года.
По сравнению с предыдущей системой МиГ-19ПМ с комплексом К-5М был немногим эффективнее, его радиоприцел РП-2-У (также именовавшийся «Изумруд-2») имел похожие характеристики. Хотя ракеты РС-2У могли запускаться с рубежа до 6 км, «зеленая лампа», разрешавшая пуск, загоралась на дистанции 3,5 км, а «красная» при выходе на минимальное разрешенное расстояние - в 1,5 км от цели.
РС-2У была массивнее (83,2 кг), отличалась двигателем, увеличенным крылом и рулями, БЧ массой 13,5 кг и конструкцией радиовзрывателя РВ-2-У, работавшего по принципу Доплера и подрывавшего БЧ в момент пролета на минимальном расстоянии от самолета противника. Пуск ракеты был возможен по целям с превышением до 2000 м - насколько позволял угол отклонения зеркала РАС. Для подвески ракет служили устройства АПУ-4.
Такие характеристики ракет обеспечили им значительные преимущества по сравнению с пушечным вооружением. Вместе с тем, практическое применение ракет выявило несовершенство конструкции. Наведение на цель производилось по методу «трех точек» - радиолокатор, ракета и цель должны были находиться на одной прямой, и летчику требовалось постоянно удерживать в прицеле ракету и самолет противника. В противном случае ракета выходила из довольно узкого радиолуча, управление ею терялось, а атака срываюсь. При уходе ракеты из-под контроля срабатывал временной самоликвидатор, подрывавший боевую часть. Для визуального контроля полета ракет (а скорость РС-1У достигала 750 м/с) на концах крыльев ракеты были установлены трассеры (они должны были облегчать наведение, однако летчики жаловались, что яркие трассеры слепят и закрывают цель). Резкие маневры истребителя в процессе наведения исключались - они грозили срывом управления, что сводило область возможных атак к классическому заходу в хвост противника. В инструкции по применению РС-2У особо оговаривалось: «… предназначена для поражения бомбардировщиков (типа Ту-4) из задней полусферы».
Модернизированный вариант ракеты РС-2УС (К-5МС) был предназначен для истребителей, оснащенных РАС «Сапфир» (ЦД-ЗОТ или РП-9-У). РС-2УС отличалась от предшественницы переключателем коэффициента усиления радиоаппаратуры, обеспечивавшего совместную работу ракеты как со станцией РП-9-У на Су-9, так и с РП-2-У на МиГ-19ПМ. На этапе разработки и испытаний система именовалась К-51, а на вооружение ракеты были приняты в комплексе перехвата Су-9-51. И в новой модификации ракета предназначалась для «поражения одиночных бомбардировщиков в любых метеоусловиях днем и ночью, а также отдельных бомбардировщиков, летящих в группе при визуальной видимости», что удовлетворяло требованиям ПВО.
Перспективные перехватчики предполагалось оснастить новыми мощными ракетами, но создание аппаратуры для них столкнулось с рядом проблем, и выходом стал паллиатив с модернизацией уже существующих систем, обладавших должной эффективностью. Работы по К-5М велись под руководством Д.Л. Томашевича в КБ-1, где создавались и РАС. На вооружение авиаракетный комплекс перехвата РС-2УС был принят в октябре 1960 года. Он позволял перехватывать цели со скоростями 800 - 1600 км/ч на высотах в диапазоне 5 - 20 км с дальности 2 - 6 км. Вероятность пораженияцели залпом из четырех ракет составляло 0,8 - 0,9.
На вооружение комплекс был принят в октябре 1960 года ПСМ № 1108-460. На Су-9 ракеты подвешивались на пусковых устройствах АПУ-19 (внутренние) и АПУ-20 (внешние). Помимо Су-9, ракеты РС-2УС нашли применение на ряде модификаций МиГ-21, где они дополняли «тепловые» самонаводящиеся ракеты Р-ЗС.
На вооружении истребителей МиГ-21 и Су-9 РС-2УС находилась до конца 70-х годов, однако несовершенство ракеты к этому времени было настолько явным, что рекомендовано было использовать ее в качестве НАР, застопорив рули и отключив бортовую аппаратуру наведения. Сам процесс наведения был довольно сложен, ненадежен и отвлекал летчика от пилотирования. Требовалось усовершенствовать ракету, сделав ее выход на цель более автономным. Образцы таких ракет к 1956 году были созданы в ОКБ-2 (К-6) и ОКБ-134 (К-7). Последняя, помимо отработанных систем управления, по лучу имела два варианта - К-7СТ с тепловой ГСН и К-7С-3 с полуактивной радиолокационной ГСН. К-7 прошла испытания, но перевод обоих КБ на новую срочную тематику не позволил завершить работы: ОКБ-2 получило задачу создания ЗУР, а ОКБ-134 поручили наладить копирование американской ракеты «Сайдвиндер». Постановлением от апреля 1958 года разработка К-6 и К-7 была свернута.
Сформировались два основных способа самонаведения, основанных на возможности обнаружения самолета противника по его радиолокационному отражению и тепловому излучению горячего двигателя. Инфракрасная (тепловая) головка самонаведения (ИК ГСН или ТГСН) могла быть полностью автономной, и такой способ получил название пассивного. Радиолокационная же (РГСН), ориентирующаяся на отраженный
