СК-586 (нынешнее КБЮ) под руководством М.К.Янгеля попыталось составить конкуренцию макеевскому СКБ-385 и разработало проект ракеты Р-15 для комплекса Д-3.
Ракета Р-15 должна была иметь дальность почти в два раза больше, чем Р-13. Старт же ее должен был производиться непосредственно из ракетной шахты без выдвижения над крышей ограждения рубки, как это делалось комплексах Д-1 и Д-3.
17.08.1956 г. было принято Постановление СМ № 1149- 592 о проектировании атомной ПЛ пр.639 с ракетным комплексом Д-3.
28.08.1956 г. ЦКБ-34 получили приказ Министерства оборонной промышленности о начале разработки пусковой установки СМ-73 для ракет Р-15. Лодки пр.639 должны были иметь три пусковых СМ-73, шахты которых имели весьма внушительные габариты: диаметр – 3 м и высоту – 17 м.
Эскизный проект ПЛ пр.639 был закончен в ноябре 1957 года. Однако на стадии технического проектирования работы были остановлены в связи с принятием в декабре 1958 года решения о прекращении разработки комплекса Д-3.
Ракеты подводного старта
17.03.1959 г. вышло Постановление СМ № 315-145 о развертывании работ по созданию комплекса Д-4 с баллистической ракетой Р-21, стартующей из под воды, для вооружения дизельных ПЛ пр.629А и атомных – 658М. Головной организацией было определено СКБ-385.
Проработкой вопросов, связанных с подводным стартом баллистических ракет, занималось ОКБ-Ю НИИ-88 под руководством главного конструктора Е.В.Чарнко. Чарнко создал экспериментальную ракету на базе Р-11ФМ для определения возможности запуска двигателя в заполненной водой шахте. Вначале проходили бросковые испытания с неподвижного погруженного стенда в Балаклаве. 23 декабря 1956 г. на Черном море состоялся первый старт макета ракеты из под воды. Второй этап бросковых испытаний проходил на специально оборудованной дизельной ПЛ пр.В-613. В конце марта – середине апреля 1958 года с нее было произведено три пуска макета ракеты. Третий этап наметили на конец лета 1959 года. К этому времени Р-11ФМ была уже доработана для подводного старта и ей присвоили индекс С-4.7, а уже знакомая нам ПЛ Б-67 прошла модернизацию по проекту 611 -ПВ под ракету С-4.7.
Однако первый подводный старт с Б-67 в августе 1959 года оказался неудачным. Лодка погрузилась на стартовую глубину. Находившиеся на опытном судне “Аэронавт” представители флота и промышленности ждали пуск. Время 'Ч' прошло, по УКВ с 'Аэронавта' запросили лодку, почему не выполнен старт и получили в ответ: 'Старт состоялся'. После всплытия Б-67 была открыта шахта, где стояла нестартовавшая ракета, через несколько секунд произошел самопроизвольный запуск двигателя ракеты. Ракета сорвала крепления по-походному и ушла в небо. Причину аварийного старта установить не удалось. И следующая попытка подводного пуска с Б-67 состоялась почти через гол 14 августа 1960 г. В ходе заполнения шахты водой последовал удар, и лодку встряхнуло. Оказалось – ракету сбросило со стартового стола, головная часть ракеты была смята. Причиной аварии оказался заводской дефект в системе заполнения шахты водой.
Только 10 сентября 1960 г. впервые в СССР состоялся пуск экспериментальной баллистической ракеты С-4.7 из подводного положения ПЛ Б-67 с глубины 30 метров при скорости лодки 3,2 узла. При этом ракета пролетела 125 км. В США первый пуск баллистической ракеты 'Поларис' с погруженной атомной ПЛ 'Джордж Вашингтон' состоялся 20 июля 1960 г., т.е. на 40 дней раньше. Пуск произведен с глубины 30 м, ракета пролетела 1800 км.
Параллельно с испытаниями С-4.7 шли испытания другой экспериментальной ракеты К-1.1, которая представляла собой прототип ракеты Р-21 с уменьшенным временем работы двигателя за счет уменьшения объемов баков окислителя и горючего.
Бросковые пуски ракет К-1.1 проводились на Черном море в районе Балаклавы с неподвижного плавающего стенда с глубины 40-50 метров. Кроме того, дизельная подводная лодка С-229 пр.613 была оборудована одной шахтой по проекту 613Д-4.
При старте Р-21 маршевый двигатель включался в затопленной водой шахте, так называемый 'мокрый' старт. Газы из сопла двигателя попадали в 'колокол'- воздушный объем, образуемый герметизированными объемами хвостового отсека ракеты и пусковым столом. Уменьшение пика давления в шахте до допускаемых прочностью стенок шахты значений и снижения влияния внешних нагрузок на ракету при старте и движении ракеты под водой обеспечивались специальной программой, ступенчатого выхода двигателя на режим, предстартовым наддувом баков ракеты, созданием прочных и герметичных головного и приборного отсеков.
В период с мая 1960 г. по октябрь 1961 года было проведено 6 пусков ракеты К-1.1 с плавстенда и 3 пуска с ПЛ С- 229. Глубина лодки в ходе пусков была 40- 50 метров, а скорость лодки – 2,6-3,5 узла.
Успешные бросковые испытания ракет К-1.1 и успешная отработка других систем комплекса Д-4 позволили перейти к летно-конструкторским испытаниям ракет. В начале 1962 года в Комиссии по военно- промышленным вопросам при СМ СССР был рассмотрен вопрос 'О ходе отработки комплекса Д-4 с ракетой Д-21'. Было решено объединить этапы летноконструкторских испытаний комплекса Д-4 с ПЛ пр.629Б с этапом пристрелочных и зачетных испытаний в один этап совместных испытаний промышленности и ВМФ с выделением 5-7 ракет для конструкторской отработки.
Совместные испытания комплекса Д-4 были начаты в феврале 1962 года на Северном флоте.
Первый пуск ракеты Р-21 из подводного положения был произведен 24 февраля 1962 г. с ПЛ К-102 проекта 629Б. Всего в ходе испытаний было произведено 27 пусков ракет. Испытания позволили отработать надежный и безопасный подводный старт ракет.
Комплекс Д-4 с ракетой Р-21 был принят на вооружение Постановлением СМ № 539-191 от 15.05.1063 года. В создании комплекса участвовали СКБ-385, ОКБ-2, ЦКБ-34, НИИ-137, ПО 'Арсенал' и другие. В состав комплекса входили: ракеты Р-21, пусковые установки СМ-87-1, система корабельных счетно- решающих приборов управления стрельбой, аппаратура и системы подводной лодки, обеспечивающие подготовку и проведение пуска и т.п.
Навигационный комплекс 'Сигма' применялся для выработки курса и определения скорости подводной лодки, автоматического и непрерывного определения текущего значения географических координат и выработки текущих значений углов бортовой и килевой качки ПЛ.
Корабельные счетно-решающие приборы 'Ставрополь-1' и 'Изумруд-1' обеспечивали: выработку углов наведения бортовых гироприборов относительно плоскости стрельбы и плоскости горизонта, и выдачу их на борт ракеты, – выработку преобразование текущей дистанции до цели во временную установку интегратора продольных ускорений с учетом поправок на вращение Земли и ее несферичности, и др., выработку боевого курса ПЛ.
Р-21 представляла собой одноступенчатую баллистическую ракету с отделяющейся головной частью. Баки окислителя и горючего являлись силовым корпусом ракеты, они были разделены межбаковым пространством и совместно с приборным и хвостовым отсеком представляли собой цельносварную конструкцию из листовой нержавеющей стали.
