Воздушный баллон, питавший рулевые машинки рулей и элеронов, находился в задней части корпуса. Для удобства хранения и эксплуатации он еще на заводе-изготовителе закачивался сжатым до 400 атм осушенным воздухом, и ракета поставлялась в части уже в снаряженном виде. Запаса воздуха хватало на 20 с питания рулевых приводов. Так же решен был и вопрос электропитания систем Х-66; она была снабжена ам-пульной батареей, в которой электролит поступал на электроды лишь с началом работы в момент пуска. Для обеспечения возможности поражения различных целей (бронетехники, укрытий, сооружений, живой силы противника) боевая часть весом 103 кг, содержащая 51 кг ВВ, имела комбинированную конструкцию: кумулятивную головку и основной фугасный заряд, заключенный в осколочную рубашку. БЧ оснащалась контактным взрывателем.
При пуске ракеты двигатель сначала разгонял ее до 440 м/с, а затем переходил на маршевый режим. Это обеспечивалось соответствующей геометрией шашки РДТТ, в которой по мере выработки топлива уменьшалась площадь горения. Гироскопы системы управления вначале стабилизировали ракету лишь по крену движениями элеронов, выставляя ее в Х-об-разное полетное положение, наиболее эффективное для работы рулей. Затем система управления переходила в режим наведения, парируя рулями отклонения от оси радиолуча по сигналам измерительных потенциометров.
Учебно-действующая Х-66 на АПУ-68УМ истребителя МиГ-21МФ ВВС Польши
Первые пуски ракет Х-66 (изделие 66) с МиГ-21 были выполнены уже в сентябре 1966 года. Последовала доработка и устранение конструктивных дефектов, в частности, системы управления для лучшей стабилизации по крену и отказывавших взрывателей. Тем не менее, создание первой отечественной ракеты этого класса прошло довольно гладко, и в 1968 году Х-66 поступила на вооружение фронтовой авиации, где под нее дорабатывались истребители МиГ-21ПФМ (соответствующий приказ МАП «о расширении тактико-технических характеристик самолета» вышел 12 марта 1966 года). На показе Х-66 членам правительства летчик В.Г. Плюшкин эффектно продемонстрировал качества нового оружия - с первого захода попал ракетой в кабину радиолокатора - мишени.
Применяться Х-66 могла только с пикирования. Траектория ее полета была почти прямой - ракета «соскальзывала» на цель по направленному лучу РАС. Возможен был пуск двух ракет залпом. С направляющих они сходили с интервалом 0,4 - 0,6 с во избежание столкновения и влияния спутной струи и газов двигателя.
Х-66 обладала невысокой точностью и могла применяться только при хорошей видимости цели. Пуск ее и наведение ограничивали режимы полета носителя, усложняли пилотирование и сковывали маневр (резкие эволюции самолета могли привести к уходу ракеты из довольно узкого радиолуча и потере управления ею). При стрельбе по малоразмерным объектам с больших дистанций центральная метка прицела и сам факел трассера перекрывали цель, мешая наведению. К тому же использоваться она могла лишь с МиГ-21, оснащенных РП-21М «Сапфир», который был сопряжен с аппаратурой наведения Х-66 (Су-7 и первые Су-17 фронтовой авиации РАС не имели вовсе, оставаясь без высокоточного вооружения). Требовалась унифицированная для разных типов ударных самолетов система наведения АУР, компактная и пригодная для использования как во встроенном, так и в подвесном варианте (первый позволял всегда иметь ее «под рукой», второй - дооснащать другие типы самолетов и экономить вес и компоновочные объемы, причем по требованиям ВВС, предпочтение отдавалось первому варианту).
Х-23М в железобетонном укрытии