За время разработки УР К-80 изменилась тактика действий авиации вероятного
противника, которая перешла к прорыву к цели на малых высотах. Исходя
из этого Постановлением от 26 декабря 1968 г 1044-381 была задана разработка
модернизированного варианта комплекса Ту-128-80, которая и была осуществлена
к началу семидесятых годов. Испытания во Владимировке проходили с 10 марта
1973 г. по 24 июля 1974 г. Приказом Министра обороны 00104 от 10 июня
1979 г модернизированный комплекс Ту-128-80М с ракетой К-80М был
принят на вооружение.
С учетом уточненных требований "изделия 36М" - ракеты Р-4МР
и Р-4МТ комплектовалась новой "радийной" ГСН
ПАРГ-15ВВ, усовершенствованной тепловой Т-80НМД, неконтактным оптическим
взрывателем "Сокол", доработанным двигателем ПРД-84М. Была повышена
помехоустойчивость, уменьшена нижняя граница диапазона высот применения.
Цели поражались на высотах от 50 м при пусках вдогон цели и от 2 км при
атаке в переднюю полусферу, которая по-прежнему могла осуществляться с
использованием только "радийных" ракет.
В зарубежной прессе приводится также информация о разработке варианта
ракеты с пассивной радиолокационной ГСН, предназначенной для поражения
самолетов типа АВАКС и постановщиков помех на дальностях до 40 км.
Помимо прямой линии непосредственной модернизации самолета Ту-128 и ракет
Р-4 в шестидесятые годы активно велись проектные работы по более радикальному
совершенствованию тяжелого перехватчика и его вооружения.