La construcció de dos submarins de plom, el projecte 629 (el segon component del sistema d'armes), s'estava desenvolupant simultàniament a Severodvinsk i Komsomolsk-on-Amur. Es van encarregar el 1957 i dos anys més tard es va alçar la bandera naval en cinc més dels mateixos vaixells. Tots ells estaven equipats amb el sistema de míssils D-1. El seu posterior reequipament per al complex D-2 va ser dut a terme per drassanes. En total, excloent el submarí del projecte 629B, la flota va rebre 22 submarins del projecte 629, els dos últims que van entrar en servei a l'Oceà Pacífic el 1962.
El desenvolupament del sistema d’armes va consistir en el desenvolupament experimental terrestre (NEO) d’elements, sistemes de control automàtic integrat (KAFU) a bord i conjunts de míssils balístics i altres components del complex de míssils: proves de disseny del vol del coet a la gamma utilitzant estands fixos i basculants amb les mateixes tasques que durant proves similars del RK D-1 (de 19 llançaments de míssils, 15 van tenir èxit); proves conjuntes amb el vehicle de llançament submarí Project 629 (11 de cada 13 llançaments de míssils van tenir èxit).
Durant l'agost-setembre de 1960, a la badia de Kola, en un estand especial que reprodueix el compartiment de míssils del submarí del projecte 629, es van dur a terme 6 proves de resistència a l'explosió, que van permetre comprovar la seguretat del sistema de míssils en explotar càrregues de profunditat a diversos llocs. distàncies del casc del vaixell portador. En funció dels seus resultats, es va decidir proveir de combustible amb un oxidant a la costa. El submarí encara es realitzava combustible des dels seus tancs. El sistema "Project 629 Submarine - RKD-2" va ser adoptat per la flota soviètica el 1960 i va estar en servei fins al 1972.
Aquest sistema preveia la possibilitat de llançar SLBM des d'una posició submergida a una distància d'almenys 1100 km. La creació inicial del complex de míssils estava prevista per a ser confiada a l’oficina de disseny M. K. Yangel, el futur acadèmic i creador de tota una gamma de míssils balístics intercontinentals (ICBM), inclòs el pesat ICBM RS-20 que va causar la major preocupació entre els nord-americans (segons la classificació dels EUA SS-18, OTAN - "Satanàs") No obstant això, de mutu acord entre MK Yangel i V. P. Makeev, que estaven units per la unitat de punts de vista i enfocaments, van decidir confiar l'equip de disseny de V. P. Makeeva (en endavant - KBM).
A la primavera de 1960, es va completar, revisar i aprovar el disseny preliminar del sistema de míssils. V. L. va ser nomenat dissenyador principal de D-4 a KBM. Kleiman, els seus adjunts O. E. Lukyanov i N. A. Karganyan, la supervisió del desenvolupament de l’Institut d’Investigació de la Marina va ser dirigida pel capità 2nd Rank B. A. Khachaturov i el tinent comandant S. Z. Eremeev. Aquest principi de funcionament es va mantenir en totes les etapes posteriors de la creació del sistema de míssils: els oficials de la flota eren, de fet, membres de ple dret de l’equip de disseny, que participaven en la recerca, desenvolupament i implementació de les decisions preses.
Es va prestar una atenció especial al desenvolupament experimental terrestre (NEO) d’elements, sistemes i conjunts de SLBM R-21 i altres parts del complex. Cada solució de disseny i circuit es va verificar mitjançant proves a gran escala en condicions de banc. Així doncs, es van dur a terme dotzenes de proves del banc de tir (OSI) del motor coet, incloent la simulació de l’acció de contrapressió durant el llançament d’un motor de combustible líquid a la mina d’un submarí, mitjançant taps creats especialment que es van muntar als brocs. de les cambres de combustió.
Per provar el sistema de propulsió (DU) del coet en el seu conjunt, es va dur a terme l'OSI DU i, al començament dels darrers tres OSI, ja hi havia resultats de proves de "llançament" (sobre elles - a sota) de R-21 Maquetes SLBM del suport submergible flotant (SS) a la serralada sud de la Marina … Això va permetre comparar els resultats de les proves de camp i de banc, avaluar la correcció del mètode de càlcul i fer els ajustos necessaris. El resultat d’aquest treball va ser provar el tir del banc R-21 SLBM mitjançant el sistema de control de míssils de bord.
Estructuralment, el míssil balístic submarí R-21 era un míssil balístic d’una sola etapa que utilitzava propelents líquids (12,4 tones d’oxidant, 3,8 tones de combustible). El cos del coet, totalment soldat, fabricat en acer EI-811, combinava el compartiment de l’instrument situat de manera seqüencial (OBO), el tanc d’oxidador, el dipòsit de combustible i el compartiment de la cua del coet en un sol conjunt.
El motor coet, creat a l’oficina de disseny A. M. Isaeva, era una de quatre cambres, també feta segons un esquema obert. Tenia un control automàtic de l’empenta i la proporció d’oxidant i consum de combustible. Les cambres de combustió LRE també eren els òrgans de govern dels SLBM. Els dissenyadors van desplaçar els seus eixos basculants en un angle de 60 ° respecte als plans d'estabilització, la qual cosa va proporcionar la relació més racional entre els valors dels parells de control del pas, el desviament i el rotllo.
El motor tenia una empenta a la superfície de la terra igual a 40 tf, l’empenta específica era de 241,4 tf. Es preveia una aturada d'emergència del motor de combustible líquid (DEA), tot garantint un aïllament hermètic fiable de les línies de combustible. Les característiques específiques del llançament subaquàtic requereixen l’estanquitat dels compartiments SLBM, accessoris pneumàtics, connectors elèctrics, cables, etc. Això va ser proporcionat per una estructura de cos únic totalment soldada, cables segellats que sortien dels compartiments a través de conductes hermètics especials, les cavitats dels quals estaven inflats amb aire i juntes segellades de la ogiva amb el cos del coet, mitjançant un pneumàtic de goma inflat.
El sistema de control de míssils a bord és inercial. Es basava en dispositius giroscòpics, situats al compartiment d’instruments del coet: giroverticant, girhoritzó i girintegrador d’acceleracions longitudinals. Tots els altres dispositius i elements del sistema de control a bord es van crear principalment a l’institut de recerca, que estava dirigit per N. A. Semikhatov, futur acadèmic i desenvolupador principal de sistemes de control de tots els sistemes de míssils navals estratègics. El control militar sobre la creació del SU en aquest institut de recerca el va portar a terme el capità de segon rang V. V. Sinitsyn).
La comunicació del sistema de control a bord amb la prova del vaixell, així com dels equips de llançament, es va dur a terme mitjançant dos connectors especials segellats mitjançant cables reemplaçables subministrats pel fabricant juntament amb el coet. Durant la preparació prèvia al llançament, per garantir l'estanquitat, els cables es van inflar amb aire amb una pressió nominal de 6 kg / m². cm.
Es va llançar un SLBM des d’un eix de mina submergit. Durant la preparació prèvia al llançament, es van guiar els dispositius giroscòpics, es va configurar el camp de tir, es van pressuritzar els cables i els pneumàtics i, en dues etapes, es van pressuritzar els tancs. Després d'assolir la pressió requerida als tancs, l'eix submarí es va omplir automàticament, després es va igualar la pressió de l'aigua a l'interior de l'eix amb la pressió exterior i es va obrir la tapa de l'eix.
Immediatament abans del llançament, el coet es va transferir a l'alimentació a bord (des de la bateria de l'ampolla), en un espai determinat del coet, subministrant aire comprimit, es va crear una "campana". La "campana" es va inflar en un mode automàtic, que es controlava mitjançant sensors adequats. Calia amortir els processos gasodinàmics que acompanyaven el llançament, cosa que va permetre reduir a límits acceptables la potència i les càrregues tèrmiques del coet que sorgeixen en llançar-se des d'una mina "cega" que no està equipada amb reixetes de ventilació especials.
La sortida àtona dels SLBM de la mina d’un submarí, que estava en moviment en presència de pertorbacions causades per les ones del mar i el curs del submarí, es va assegurar mitjançant un esquema direccional tipus arrossegament, que consistia en guies rígides muntades a les parets de la mina i els jous muntats al cos del propi coet. La plataforma de llançament es va bloquejar amb pins especials durant l’inici. Per reduir l’arrossegament aerodinàmic, es van deixar caure els jous al començament de la secció aèria de la trajectòria del vol (15 s després que el SLBM es desprengués de la plataforma de llançament). Per millorar l'estabilitat estàtica, durant el vol, el coet estava equipat amb quatre estabilitzadors, situats polarment a la secció de la cua.
La ogiva del coet que pesava 1179 kg estava equipada amb municions especials. El compartiment de les ogives va ser produït per l'excés de pressió d'aire al compartiment d'instruments del coet. Abans d'això, la ogiva s'alliberava de la fixació rígida al cos del coet amb l'ajut de quatre pirocerres activades per ordres del sistema de control a bord.
El temps de vol dels míssils fins a l'objectiu situat al màxim abast no va superar els 11,5 minuts, l'alçada màxima de la trajectòria balística va arribar als 370 km. En el cas de disparar a una distància mínima de 400 km, el temps de vol es va reduir a 7,2 minuts i l’altitud màxima va ser de poc més de 130 km. Abans de l'emissió de SLBM a un transportista submarí, es realitzava un complex d'operacions a la base tècnica de míssils (TRB) de la flota, incl. proves pneumàtiques de sistemes, alineació, proves horitzontals del sistema de control a bord, avituallament amb propelents i acoblament del míssil amb la ogiva. Segons la classificació adoptada als EUA, el P-21 SLBM va rebre l'índex alfanumèric SS-N-5, segons la classificació de l'OTAN, el nom de "serbi".
Els components més importants del complex de míssils D-4 eren un sistema de control automatitzat integrat de KAFU, un llançador (PU), un complex d’equips de terra (KNO) i un sistema de punteria PP-114.
La base de KAFU va ser, creada en un dels instituts d’investigació del Ministeri d’Indústria i Comerç, la formació automàtica de coixinets i rangs (APD) "Stavropol-1" i l’equipament informàtic decisiu del sistema "Izumrud", que va guiar els dispositius giroscòpics integrats tenint en compte l’entrada de la informació "Sigma" del complex de navegació (NK).
El llançador, anomenat SM-87-1, proporcionava: emmagatzematge de SLBM en un eix submarí amb paràmetres de càrrega, llançament d’un coet des d’un eix ple d’aigua, així com l’operabilitat d’un míssil balístic després de l’exposició a les tempestes i a les explosions el submarí a un radi especificat; la seva seguretat contra incendis i explosions després de trencaments al radi crític. La resistència a la corrosió dels sistemes de llançament va proporcionar sis vegades la preparació prèvia del llançament de míssils, amb una inundació completa de les mines amb aigua de mar.
Amb l’ajut d’un complex d’equips terrestres, es van dur a terme les operacions necessàries per al funcionament terrestre dels SLBM (transport, càrrega a un submarí, emmagatzematge diari, treballs preparatoris per a l’emissió a un transportista submarí en una base tècnica de coets, repostatge).
Després de completar l'etapa de desenvolupament experimental terrestre en un volum que permet començar a treballar en un llançament submarí (a l'argot establert de missilemen - proves de "llançament"), van començar les proves de maquetes del coet R-21, primer des d'un estand submergible flotant (PS), i després amb un reequipat Project 613 D-4 (es va muntar una sitja de míssils darrere del recinte de la caseta de timoneria) del submarí S-229. Les maquetes corresponien totalment al R-21 SLBM en termes de característiques de pes i mida, contorns externs i llocs d’acoblament amb sistemes de vaixells. Es van omplir de components de combustible segons el funcionament del motor durant un temps determinat.
El dissenyador principal del suport submergible flotant i del submarí del projecte 613 D-4 era un empleat de l'Oficina Central de Disseny, dissenyador del submarí del projecte 629 Ya. E. Evgrafov. Els treballs de fabricació de l’estand i del submarí els va realitzar el Drassana del Mar Negre.
Les proves de "llançament" es van dur a terme des de maig de 1960 fins a octubre de 1961 a la serralada sud de la Marina (es van realitzar 16 llançaments de maquetes des de l'estand, 10 llançaments des d'un submarí), sota la supervisió d'una comissió sota la direcció del coronel MF Vasiliev. Les proves han confirmat que el R-21 SLBM és adequat per a llançaments submarins des de profunditats de fins a 50 metres.
En el període final d’aquestes proves amb míssils R-21, es van dur a terme dos experiments per determinar la seguretat del míssil al llançament d’un submarí. Durant el primer experiment, es va simular el bloqueig dels jous SLBM a les guies al principi del moviment del coet a l’eix; en el segon, es va simular la fuita de la línia oxidant a la cua del coet, cosa que va provocar la barreja dels components del propulsor. Els resultats dels experiments van tenir èxit. Els maniquís dels míssils van sortir de la mina sense causar danys importants als elements de la mina. En total, es van utilitzar 28 maquetes per a les proves de "llançament", que parla de l'enfocament extremadament responsable dels desenvolupadors i especialistes navals a la solució d'una tasca fonamentalment nova: el desenvolupament garantit d'un llançament submarí de SLBM. Es va obrir el camí per a la presentació del sistema de míssils D-4 en l'etapa de proves conjuntes.
Aquestes proves es van dur a terme des del submarí pr. 629B "K-142". El primer llançament del SLBM es va realitzar el 24 de febrer de 1962 (abans, es va produir un llançament de prova de la maqueta "llançament"). En total, es van fer 28 llançaments durant les proves, dels quals 27 van tenir èxit.
La exhaustivitat i exhaustivitat de les proves de terra i de vol durant l’operació van donar els seus fruits de manera magnífica, fins i tot quan la vida útil del R-21 SLBM va arribar als 18 anys, els llançaments fallits d’aquest míssil eren extremadament rars. El complex D-4 es va posar en servei a finals de la primavera del 1963. Tenien previst reequipar submarins del Projecte 629 (actualitzats al Projecte 629A) i del Projecte 658. En aquest moment, la nostra Marina incloïa 22 submarins del Projecte 629, que tenien el sistema de míssils D-2. En total, segons el projecte 629A, del 1965 al 1972 es van tornar a equipar 14 submarins (tenint en compte el submarí del projecte 629B, que també va ser reequipat segons el projecte 629A). El submarí principal de la flota del nord "K-88" es va unir a la nostra Marina el desembre de 1966. Durant les proves estatals, es van dur a terme 2 llançaments de l'R-21 SLBM amb resultats positius. Tingueu en compte que durant la conversió d’aquests submarins segons el Projecte 629A, juntament amb la substitució dels sistemes de vaixells del propi complex de míssils, el sistema de navegació Plutó també es va substituir pel Sigma més avançat.
Pel que fa als submarins del projecte 658M, es van reequipar els 8 vaixells del projecte 658, que van entrar en servei en el període que va del novembre de 1960. La reforma es va acabar el 1970.
El 1977-1979, aquest sistema d'armes va ser modernitzat per la substitució de la ogiva. El míssil amb la nova ogiva va rebre la designació alfanumèrica R-21M i tot el complex - D-4M. El sistema d'armament "Projecte 658M (629A) submarí - RK D-4 (M)" va estar en servei amb la Marina fins a finals dels anys vuitanta. I s’esperen nous assoliments. El desenvolupament del primer sistema d'armes míssils navals de la segona generació "Submarí Project 667A - RK D-5" ja s'ha establert, es van dur a terme estudis de disseny i treballs per crear un SLBM amb un camp de tir que fins fa poc semblava fantàstic.
