Р-ЗС весила всего 75,3 кг, что позволяло без проблем снаряжать ею самолет даже вручную. Впрочем, тем же привычным способом подвешивались и другие советские ракеты, вот только рук при этом требовалось побольше.
Р-ЗС вошла в комплекс вооружения истребителя МиГ-21Ф-13 (на АПУ-ЗС), а затем появилась и на других самолетах на подвесках АПУ-13, -13М1, -13М5, -13БС, -13МТ. Под нее были доработаны также некоторые МиГ-17ПФ и МиГ-19П. С минимальными изменениями в конструкции ракета производилась и применялась беспрецедентно долго, не будучи снятой с вооружения и к концу 80-х годов.
Макет Р-ЗС на МиГ-21Ф-13
Р-ЗС на опытном истребителе Е-6Т
Для надежного функционирования систем ракеты следовало соблюдать установленную схему ее применения, ставшую впоследствии типовой. При вылете на задание включалось электропитание ракеты от самолетной сети для обогрева ее источников питания, раскрутки гироскопов ГСН и работы электроники. Когда обнаруженная цель оказывалась в поле зрения ГСН ракеты по дальности и азимуту, происходил ее захват и сигнализация летчику о возможности пуска, световая (лампочкой) и звуковая (зуммером в наушниках). Если же расстояние до цели становилось опасно малым, высвечивался сигнал «отворот». Нажатием на боевую кнопку воспламенялся пороховой аккумулятор давления для питания рулевых приводов и турбины электрегенератора, расфиксировались рули и начинал работать двигатель. Происходила расстыковка электроцепей ракеты и самолета, причем для сокращения времени схода ракеты с направляющей, рассоединялись не разъемы, а специальными резаками перерубались кабели, радикально и мгновенно освобождая ракету. После отхода на безопасное расстояние взводился взрыватель. Пилот после пуска был свободен в маневрировании и мог продолжать воздушный бой или проследить за результатами атаки. Ракеты можно было применять и по «тепловым» наземным целям - самолетам, машинам и кораблям с работающими двигателями, при этом неконтактный взрыватель отключался в расчете на прямое попадание. При промахе через 21 - 28 с ракета уничтожалась срабатыванием самоликвидатора. Была также отработана документация на упрощенный вариант по технологии военного времени К-13ВВ и высотную К-13В.
Ракета Р-ЗС
Р-ЗС прошла боевое крещение в боях во Вьетнаме, а затем и на Ближнем Востоке. Она оказалась неплохим оружием, неприхотливым и надежным. Однако тепловая ГСН Р-ЗС была чувствительна к погодным условиям (дождь и облачность поглощали ИК-излучение), атака была возможна только из задней полусферы, а для уклонения от нее противник использовал уход в сторону солнца - мощного естественного источника тепла (ночью такой ложной целью могла стать и «холодная» луна). На результативности пусков сказывались и ограниченные маневренные возможности ракеты при полете к цели, невозможность ее схода с направляющей при больших перегрузках в бою и недостаточно мощная боевая часть. Область возможных атак сокращалась также минимальной разрешенной дальностью (она определялась неспособностью ТГСН отслеживать быстро перемещающуюся по азимуту цель и собственной безопасностью при подрыве БЧ).
За 1966, первый год использования ракет Р-ЗС во Вьетнаме, ими были поражены 16 из 57 американских самолетов, сбитых истребительной авиацией. Их эффективность составила 35% при 46 пусках. Навыки и более тщательное соблюдение тактических рекомендаций позволили в следующем году повысить результативность ракетных атак: в 53 боях МиГ-21 сбили 50 самолетов. Подавляющее большинство пусков Р-ЗС осуществлялось сзади с малых дальностей (1200 - 2500 м), лишь 5% атак выполнялось с дистанций более 2500 м.
Ракеты Р-ЗС на польском МиГ-21 ПФМ
Ракеты Р-ЗС на МиГ-23М
Недостатки выучки и тактики сказывались и на применении ракет в ближневосточных боях: резкие маневры импульсивных арабских летчиков, не соблюдавших предписанные режимы пуска, приводили к безрезультатным пускам и напрасному расходу ракет. Так, в групповом бою 3 ноября 1968 года ценой победы над двумя израильскими «Миражами» было 13 израсходованных египтянами R-3C. В индо-пакистанском конфликте в декабре 1971 года из 10 побед, одержанных индийскими МиГ-21, 8 были достигнуты с использованием пушек и только 2 - пусками Р-ЗС. Успехи, таким образом, были относительными и ограничивались возможностями оружия, к этому времени уже далеко не нового. Вместе с тем, прошедшее десятилетие было отмечено не только прогрессом ракетной техники, но и эволюцией взглядов на ее использование.