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在此阶段，形成AIM120C-3、AIM-120C-4、AIM-120C-5、AIM-120C-6和AIM-120C-7共5个型号。
AIM-120C-3是P3I第一阶段的产品，1991年开始研制，1996年交付使用。
为适应F-22隐形战斗机的内挂和增强抗电子干扰能力，它采用截梢的弹翼和舵面、新型WGU-44/B制导舱，并配装改进的自动驾驶仪。
AIM-120C-4/5/6是P3I第二阶段的产品。
AIM-120C-4于1994年开始研制，1999年8月交付使用。主要改进是采用性能更强的WDU-41/B战斗部，毁伤能力提高10%。
AIM-120C-5于2000年7月交付使用。
主要改进是将发动机舱段加长127mm，增加推进剂的装药，总冲增加10%，射程增加15%。
在AIM-120C4战斗部方面所发现的扩爆管问题也在AIM-120C5中得到了纠正。
除此之外，它还进行了大量的软件改进。
AIM-120C-6通过采用象限目标探测器的新型引信系统，提高了杀伤能力。
AIM-120C-7是P3I第三阶段的产品，1998年10月开始研制，2003年进行首次发射试验，2004年3月完成工程研制，2007年8月完成作战试验与鉴定。
2008年初在空军服役。
AIM-120C-7保留了AIM-120C-6的引信、战斗部、火箭发动机和舵机舱，但对雷达导引头进行了重大改进，包括导引头天线、接收机、信号处理器以及软件算法等，使导弹即使处于恶劣的电子干扰作战环境下，也能够探测、截获和跟踪各种目标。
在2003年进行的演示试验中，该型号导弹击落了由电子干扰保护的两个目标，从而证明了它的抗干扰性能。
AIM-120C-7导弹是F-22隐身战斗机2005年投入使用后的主要武器。
AIM-120D是P3I第四阶段的产品，2003年12月开始工程研制，2006年雷神公司获得首份系留训练弹的生产合同。
2007年，AIM-120D开展研制试验，2011年8月完成。
2012年5月，军方进行了作战试验准备情况的评审。
2013年5月，AIM-120D开始作战试验，截至到2014年3月，已经完成7次作战试验中的6次，计划2014年年底部署使用。
AIM-120D的主要改进包括GPS辅助惯导、双向数据链、增大离轴发射角、改进制导软件以改善运动学性能、扩大不可逃逸区、射程提高50%，以及提高抗电子干扰能力，以进一步提高导弹的精度、射程、杀伤力和生存能力。
但其火箭推进系统和AIM-120C-7相同。AIM-120D首先装备海军的F/A-18E/F，随后装备空军的F-15、F16、F-22和F-35战斗机。
1992年12月27日，F-16D发射一枚AIM-120A导弹，击落一架闯入南部禁飞区的空军米格-25。
1993年1月17日，一架F-16C用一枚 AIM-120 导弹击落了一架米格-29。
1993年1月18日，一架F-15在50km的距离上使用 AIM-120导弹迎头攻击米格-25，但是未能击毁或重创这架米格飞机。
1994年2月28日，一架F-16发射AIM-120A导弹，在波黑地区上空击落了空军的一架“海鸥”飞机。
1994年4月14日，在北部禁飞区，一架陆军的UH-60“黑鹰”直升机被F-15C战斗机发射的AIM-120导弹误伤击落。
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第081章预告托尼、周文文之辩
