Izgradnja dvije vodeće podmornice, projekt 629 (druga komponenta oružanog sustava), odvijala se istodobno u Severodvinsku i Komsomolsku na Amuru. Naručeni su 1957., a dvije godine kasnije pomorska zastava podignuta je na još pet istih brodova. Svi su bili opremljeni raketnim sustavom D-1. Njihovu naknadnu opremu za kompleks D-2 izvela su brodogradilišta. Ukupno, isključujući podmornicu projekta 629B, flota je primila 22 podmornice projekta 629 - posljednje dvije ušle su u službu u Tihom oceanu 1962. godine.
Razvoj oružanog sustava sastojao se od kopnenog eksperimentalnog razvoja (NEO) elemenata, sustava ugrađenih i integriranih automatiziranih sustava upravljanja (KAFU) i sklopova balističkih projektila i drugih komponenti raketnog kompleksa: ispitivanja projektiranja rakete na domet pomoću fiksnih i okretnih postolja s istim zadaćama koje su bile i tijekom sličnih ispitivanja RK D-1 (od 19 lansiranja projektila 15 je bilo uspješno); zajednička ispitivanja s projektom podmornice 629 (11 od 13 lansiranja projektila bilo je uspješno).
Tijekom kolovoza-rujna 1960. u zaljevu Kola, na posebnom postolju koje reproducira raketni odjeljak podmornice projekta 629, provedeno je 6 ispitivanja otpornosti na eksploziju, što je omogućilo provjeru sigurnosti raketnog sustava pri eksploziji dubinskih naboja na različitim udaljenosti od trupa broda -nosača. Na temelju njihovih rezultata odlučeno je napuniti gorivo oksidantom na obali. Na podmornici se još uvijek punilo gorivo iz njezinih spremnika. Sustav "Podmornica Project 629 - RKD -2" usvojila je sovjetska flota 1960. godine i bio je u službi do 1972. godine.
Ovaj je sustav predviđao mogućnost lansiranja SLBM -a s potopljenog položaja na udaljenosti od najmanje 1100 km. Početno stvaranje raketnog kompleksa bilo je planirano povjeriti projektantskom birou M. K. Yangel, budući akademik i tvorac čitavog niza interkontinentalnih balističkih projektila (ICBM), uključujući tešku ICBM RS-20 koja je izazvala najveću zabrinutost Amerikanaca (prema američkoj klasifikaciji SS-18, NATO-"Sotona") Međutim, zajedničkim dogovorom MK Yangel i V. P. Makeeva, koje je ujedinilo jedinstvo stavova i pristupa, odlučili su povjeriti dizajnerski tim V. P. Makeeve (u daljnjem tekstu - KBM).
U proljeće 1960. idejni projekt raketnog sustava dovršen je, pregledan i odobren. V. L. imenovan je glavnim dizajnerom za D-4 u KBM-u. Kleiman, njegovi zamjenici O. E. Lukyanov i N. A. Karganyan, nadzor nad razvojem iz Istraživačkog instituta mornarice vodio je kapetan 2. ranga B. A. Khachaturov i zapovjednik poručnika S. Z. Eremeev. Ovo načelo djelovanja zadržalo se u svim narednim fazama stvaranja raketnog sustava - časnici flote bili su, zapravo, punopravni članovi dizajnerskog tima, koji su sudjelovali u potrazi, razvoju i provedbi donesenih odluka.
Posebna pozornost posvećena je eksperimentalnom razvoju na tlu (NEO) elemenata, sustava i sklopova SLBM R-21 i drugih dijelova kompleksa. Svako rješenje dizajna i sklopa provjereno je ispitivanjima u punom opsegu u radnim uvjetima. Tako su provedeni deseci ispitnih klupa (OSI) raketnog motora, uključujući simulaciju djelovanja protutlaka tijekom lansiranja motora na tekuće gorivo u rudniku podmornice, pomoću posebno stvorenih utikača koji su bili ugrađeni u mlaznice komora za izgaranje.
Za ispitivanje pogonskog sustava (DU) rakete u cjelini proveden je OSI DU, a do početka posljednja tri OSI -a već su bili rezultati "bacanja" (o njima - u nastavku) ispitivanja R -21 SLBM makete s plutajućeg potopnog postolja (SS) na južnom poligonu mornarice … To je omogućilo usporedbu rezultata terenskih i benč testova, procjenu ispravnosti metode izračuna i potrebne prilagodbe. Rezultat ovog rada bila su ispitivanja ispaljivanja SLBM-a na stolu R-21 pomoću sustava za upravljanje projektilima na plovilu.
Strukturno, podmorska balistička raketa R-21 bila je jednostupanjska balistička raketa koja koristi tekuća goriva (12,4 tone oksidanta, 3,8 tona goriva). Tijelo rakete-potpuno zavareno, izrađeno od čelika EI-811, kombiniralo je uzastopno smješteni pretinac za instrumente (OBO), spremnik oksidanta, spremnik za gorivo i repni odjeljak rakete u jednu cjelinu.
Raketni motor, nastao u dizajnerskom birou A. M. Isaeva, bila je četverokomorna, također izrađena prema otvorenoj shemi. Imao je automatsku kontrolu potiska i omjera oksidanta i potrošnje goriva. Komore za izgaranje LRE također su bile upravljačka tijela SLBM -a. Dizajneri su pomaknuli svoje osi ljuljanja za kut od 60 ° u odnosu na ravnine stabilizacije, što je omogućilo najracionalniji odnos između vrijednosti koraka, zakretanja i zakretnih momenata.
Motor je imao potisak na površini zemlje jednak 40 tf, specifični potisak je bio 241,4 tf. Predviđeno je hitno gašenje motora na tekuće gorivo (AED), uz osiguravanje pouzdane hermetičke izolacije dovoda goriva. Specifičnosti podvodnog lansiranja zahtijevale su nepropusnost SLBM odjeljaka, pneumohidrauličnih armatura, električnih konektora, kabela itd. To je osigurala potpuno zavarena konstrukcija jedne karoserije, zapečaćeni kabeli koji su izlazili iz odjeljaka kroz posebne hermetičke kanale, čije su šupljine napuhane zrakom, i zapečaćene spojeve bojne glave s tijelom rakete, pomoću napuhane gumene gume.
Sustav za upravljanje projektilima na brodu je inercijalan. Temeljila se na žiroskopskim uređajima, koji su se nalazili u pretincu s instrumentima rakete: žirovertifikant, žirohorizon i žirointegrator uzdužnih ubrzanja. Svi ostali uređaji i elementi upravljačkog sustava na vozilu nastali su uglavnom u istraživačkom institutu, koji je vodio N. A. Semikhatov, budući akademik i vodeći programer upravljačkih sustava za sve strateške pomorske raketne sustave. Vojnu kontrolu nad stvaranjem SU -a u ovom istraživačkom institutu provodio je kapetan 2. reda V. V. Sinitsyn).
Komunikacija upravljačkog sustava na brodu s brodskim testom, kao i lansirnom opremom, odvijala se kroz dva posebna zatvorena priključka pomoću izmjenjivih kabela koje je isporučio proizvođač zajedno s raketom. Tijekom pripreme pred pokretanje, kako bi se osigurala nepropusnost, kabeli su napuhani zrakom nominalnog tlaka od 6 kg / m². cm
SLBM je lansirana iz potopljenog rudarskog okna. Tijekom pripreme pred lansiranje žiroskopski uređaji su vođeni, podešeno je područje gađanja, kablovi i gume su pod tlakom, a uzastopno u dvije faze, rezervoari su pod tlakom. Nakon postizanja potrebnog tlaka u spremnicima, podmorsko vratilo se automatski napunilo, zatim se tlak vode unutar vratila izjednačio s vanbrodskim tlakom i otvorio poklopac vratila.
Neposredno prije lansiranja, raketa je prenesena na brodsko napajanje (iz baterije ampule), u zadanom prostoru rakete, opskrbom komprimiranog zraka, stvoreno je "zvono". "Zvono" se napuhalo u automatskom načinu rada, kojim su upravljali odgovarajući senzori. Bilo je potrebno za prigušenje plinsko-dinamičkih procesa koji prate lansiranje, što je omogućilo smanjenje do prihvatljivih granica snage i toplinska opterećenja rakete koja nastaju pri lansiranju iz "slijepog" rudnika koji nije opremljen posebnim otvorima za plin.
Nenapregnuti izlaz SLBM-a iz rudnika podmornice, koji je bio u pokretu uz prisutnost smetnji uzrokovanih morskim valovima i tijekom podmornice, osiguran je korištenjem sheme smjera vuče, koja se sastojala od krutih vodilica postavljenih na zidove rudnika i jarmove postavljene na tijelo same rakete. Lansirna rampa je tijekom starta bila zaključana posebnim iglama. Kako bi se smanjio aerodinamički otpor, jarmovi su ispušteni na početku zračnog dijela putanje leta (15 s nakon odvajanja SLBM -a od lansirne rampe). Kako bi se poboljšala statička stabilnost, tijekom leta raketa je bila opremljena s četiri stabilizatora, polarno smještena u repnom dijelu.
Bojna glava rakete težine 1179 kg bila je opremljena posebnim streljivom. Odjeljak za bojnu glavu nastao je zbog prekomjernog tlaka zraka u odjeljku s instrumentima rakete. Prije toga, bojna glava oslobođena je od krutog pričvršćivanja na tijelo rakete uz pomoć četiri piro-brave koje su pokrenule naredbe iz upravljačkog sustava na plovilu.
Vrijeme leta projektila do cilja koje se nalazi na maksimalnom dometu nije prelazilo 11,5 minuta, maksimalna visina balističke putanje dosegla je 370 km. U slučaju gađanja na minimalnom dometu od 400 km, vrijeme leta smanjeno je na 7,2 minute, a maksimalna visina bila je nešto više od 130 km. Prije izdavanja SLBM -a podvodnom nosaču, u tehničkoj raketnoj bazi (TRB) flote izveden je kompleks operacija, uklj. pneumatsko ispitivanje sustava, poravnanje, horizontalno ispitivanje upravljačkog sustava na plovilu, punjenje gorivom pogonskim gorivima i pristajanje projektila s bojevom glavom. Prema klasifikaciji usvojenoj u SAD-u, P-21 SLBM dobio je alfanumerički indeks SS-N-5, prema NATO klasifikaciji-naziv "srpski".
Najvažnije komponente raketnog kompleksa D-4 bili su integrirani automatizirani sustav upravljanja KAFU-a, lanser (PU), kompleks kopnene opreme (KNO) i sustav za ciljanje PP-114.
Temelj KAFU-a bio je, stvoren u jednom od istraživačkih instituta Ministarstva industrije i trgovine, automatsko oblikovanje ležajeva i dometa (APD) "Stavropol-1" i računalno-odlučujuća oprema sustava "Izumrud", koja je vodila žiroskopski uređaji na vozilu uzimajući u obzir ulaz iz informacija "Sigma" navigacijskog kompleksa (NK).
Lanser, nazvan SM-87-1, osiguravao je: skladištenje SLBM-ova u podmorničkoj osovini s parametrima opterećenja, lansiranje rakete s vratila ispunjenog vodom, kao i operativnost balističke rakete nakon izloženosti olujnim uvjetima i eksplozijama na podmornica određenog radijusa; njegovu sigurnost od požara i eksplozije nakon pucanja na kritičnom radijusu. Otpornost sustava za lansiranje na koroziju osigurala je šestostruku pripremu projektila prije lansiranja, uz potpuno poplavljivanje mina morskom vodom.
Uz pomoć kompleksa kopnene opreme provedene su potrebne operacije za kopnene operacije SLBM -a (transport, utovar na podmornicu, dnevno skladištenje, pripremni radovi za izdavanje podvodnom nosaču u tehničkoj raketnoj bazi, punjenje gorivom).
Nakon završetka faze eksperimentalnog razvoja na kopnu u volumenu koji omogućuje početak izrade podvodnog lansiranja (u ustaljenom žargonu raketnih projektila-testovi "bacanja"), započela su ispitivanja maketa rakete R-21, prvo s plutajućeg potopnog postolja (PS), a zatim s ponovno opremljenim projektom 613 D-4 (jedan raketni silos postavljen je iza ograde kormilarnice) podmornice S-229. Makete su u potpunosti odgovarale R-21 SLBM u smislu karakteristika težine i veličine, vanjskih kontura i mjesta pristajanja s brodskim sustavima. Napunjene su komponentama goriva na temelju rada motora u određenom vremenu.
Glavni projektant plutajućeg potopnog postolja i podmornice projekta 613 D-4 bio je zaposlenik Središnjeg projektantskog biroa-dizajner podmornice projekta 629 Ya. E. Evgrafov. Radove na izradi postolja i podmornice izvodilo je Crnomorsko brodogradilište.
Ispitivanja "bacanja" provedena su od svibnja 1960. do listopada 1961. na južnom poligonu ratne mornarice (16 lansiranja maketa izvedeno je sa tribine, 10 lansiranja s podmornice), pod nadzorom komisije pod vodstvom pukovnika MF Vasiljeva. Testovi su potvrdili da je R-21 SLBM prikladan za podvodna lansiranja s dubine do 50 metara.
U posljednjem razdoblju ovih ispitivanja na raketama R-21 provedena su dva eksperimenta kako bi se utvrdila sigurnost projektila pri lansiranju za podmornicu. Tijekom prvog pokusa simulirano je zaglavljivanje jarma SLBM -a u vodilicama na samom početku kretanja rakete u vratilu, u drugom je simulirano istjecanje oksidatorskog voda u repu rakete, što je dovelo do miješanja pogonskih komponenti. Rezultati pokusa bili su uspješni. Lutke projektila izašle su iz rudnika bez nanošenja značajne štete elementima mine. Za testiranje "bacanja" ukupno je korišteno 28 maketa, što govori o iznimno odgovornom pristupu programera i pomorskih stručnjaka rješavanju bitno novog zadatka - zajamčenog razvoja podvodnog lansiranja SLBM -a. Otvoren je put za predstavljanje raketnog sustava D-4 u fazi zajedničkih ispitivanja.
Ta su ispitivanja provedena s podmornice pr. 629B "K-142". Prvo lansiranje SLBM-a izvedeno je 24. veljače 1962. (prije toga dogodilo se probno lansiranje makete "bacanja"). Ukupno je tijekom ispitivanja izvršeno 28 lansiranja, od kojih je 27 bilo uspješno.
Potpunost i temeljitost ispitivanja na zemlji i leta tijekom rada obilno su se isplatili - čak i kad je vijek trajanja R -21 SLBM dosegao 18 godina, neuspješna lansiranja ove rakete bila su iznimno rijetka. Kompleks D-4 pušten je u promet u kasno proljeće 1963. godine. Planirali su ponovno opremiti podmornice projekta 629 (nadograđene na projekt 629A) i podmornice projekta 658. Do tada je naša mornarica uključivala 22 podmornice projekta 629 koje su imale raketni sustav D-2. Ukupno je prema projektu 629A, od 1965. do 1972. godine, 14 podmornica preopremljeno (uzimajući u obzir podmornicu projekta 629B, koja je također prošla preopremu prema projektu 629A) podmornica. Vodeća podmornica Sjeverne flote "K-88" pridružila se našoj mornarici u prosincu 1966. godine. Tijekom državnih ispitivanja izvedena su dva lansiranja R-21 SLBM-a s pozitivnim rezultatima. Imajte na umu da je tijekom prenamjene ovih podmornica prema projektu 629A, uz zamjenu brodskih sustava samog raketnog kompleksa, navigacijski sustav Pluton također zamijenjen naprednijom Sigmom.
Što se tiče podmornica projekta 658M, svih 8 brodova projekta 658, koji su ušli u službu u razdoblju od studenog 1960., ponovno je opremljeno. Obnova je dovršena 1970.
1977.-1979. ovaj je sustav naoružanja doživio modernizaciju povezanu sa zamjenom bojeve glave. Raketa s novom bojevom glavom dobila je alfanumeričku oznaku R-21M, a cijeli kompleks-D-4M. Sustav naoružanja "Podmornica Project 658M (629A) - RK D -4 (M)" bio je u službi Mornarice do kraja osamdesetih. I pred nama su se čekala nova postignuća. Razvoj prvog sustava mornaričkog raketnog naoružanja druge generacije "Podmornica projekta 667A - RK D -5" već je bio postavljen, provedene su studije projektiranja i rad na stvaranju SLBM -a s poligonom koji se donedavno činio fantastičnim.
