Тяжёлые ракеты потребовали использования авиационного катапультного устройства АКУ-58-1, оснащённого пневматическими толкателями, выводившими ракету при пуске на безопасное расстояние от носителя во избежание возникновения помпажа силовой установки и повреждения самолёта факелом мощного ракетного двигателя.

В качестве оружия самообороны на «Кайре» использовались ракеты Р-60 (Р-60М) с тепловой ГСН, подвешиваемые на АПУ-60-I или спаренные АПУ-60-II. Новые ракеты обладали повышенной эффективностью в манёвренном воздушном бою. Р-60 могла запускаться в широком диапазоне скоростей (от 600 км/ч до М=1,7) и высот полёта (от 30 до 10 000 м), имела минимальные ограничения по применению, могла поражать цели, маневрирующие с большими перегрузками, и обладала высокой поражающей способностью, рассекая цель ударом стержневой боевой части.

Первый полёт на опытном образце МиГ-23БК «32–26/1» (бортовой номер 361) был выполнен 30 декабря 1974 г. Ведущий лётчик — А. Г. Фастовец, а позднее В. Е. Меницкий. Со стороны заказчика ведущим лётчиком по «Кайре» выступал Герой Советского Союза А. С. Бежевец, к этому времени занимавший должность начальника 1-го Управления НИИ ВВС, специализировавшегося на истребительной, истребительно-бомбардировочной и бомбардировочной авиации. Генерал-лейтенант Бежевец, известный как прямой и дотошный человек, непримиримый к недостаткам, сделал очень много для доводки перспективной машины с уникальным новейшим оборудованием.

На испытания в 1975 г. вывели первый, а через год и второй опытный образец. Отработку ЛТПС предполагалось вести на подготовленной НПО «Геофизика» и НИИ радиопромышленности летающей лаборатории Ан-26К. На её борту разместили блоки «Кайры», запасные узлы, контрольно-записывающую аппаратуру, рабочие места, пульты и экраны, за которыми работала бригада инженеров-испытателей. Планировалось сначала испытать ЛТПС на летающей лаборатории, отработать функционирование её составляющих, проверить методики и алгоритмы. Однако отладка «Кайры» затянулась до 1976 г., и система сразу начала испытываться на истребителях-бомбардировщиках, причём с обнадёживающими результатами. Как вспоминал ведущий инженер по этой системе М. М. Шарапов, «как-то сразу у нас многое стало получаться». В итоге, большая часть подготовки системы прошла на боевых самолётах, а летающей лаборатории отводилась вспомогательная роль. Полёты на ней выполнял ведущий летчик НИИ РП Л. Тецман, от ОКБ Микояна в них участвовали штурманы-испытатели Л. Попов и В. Зайцев. В 1977 г. к первым двум машинам присоединились ещё две «Кайры» (бортовые номера 363 и 364). Для испытаний опытное производство НПО «Геофизика» подготовило 40 комплектов аппаратуры ЛТПС «Кайра-23».

После продолжительных испытаний, вызванных сложностью и принципиальной новизной прицельно-навигационного комплекса, машина была запущена в серию с конца 1978 г. на иркутском авиационном заводе. На вооружение самолёт приняли под наименованием МиГ-27К (изделие 23БК или 26) постановлением от 26 июля 1980 г. Этим же документом была поставлена на снабжение ЛТПС «Кайра-23». Серийное производство этой аппаратуры наладил оптико-механический завод в подмосковном Загорске. Всего предприятием в Иркутске до января 1983 г. в 24 сериях было выпущено 214 экземпляров МиГ-27К. В 1-й и 2-й сериях было по две машины, в 3-й — пять, с 4-й по 23-ю — по десять, а в последней — вновь пять машин. Стоит отметить, что два МиГ-27К первых серий были собраны на авиазаводе в Улан-Удэ из комплектов, поставленных из Иркутска. После приёмки их вернули в Иркутск, где машины были доработаны и получили новые серийные номера. Всего с учётом опытного образца, пары самолётов, изготовленных в Улан-Удэ и иркутских «Кайр» было изготовлено 217 МиГ-27К.