La construcción de dos submarinos de plomo, el proyecto 629 (el segundo componente del sistema de armas) se estaba llevando a cabo simultáneamente en Severodvinsk y Komsomolsk-on-Amur. Fueron encargados en 1957, y dos años más tarde se izó la bandera naval en cinco de los mismos barcos. Todos ellos estaban equipados con el sistema de misiles D-1. Su posterior reequipamiento para el complejo D-2 fue realizado por astilleros. En total, excluyendo el submarino del proyecto 629B, la flota recibió 22 submarinos del proyecto 629, los dos últimos entraron en servicio en el Océano Pacífico en 1962.
El desarrollo del sistema de armas consistió en el desarrollo experimental en tierra (NEO) de elementos, sistemas de sistemas de control automatizados integrados y a bordo (KAFU) y conjuntos de misiles balísticos y otros componentes del complejo de misiles: pruebas de diseño de vuelo del cohete en el alcance utilizando soportes fijos y oscilantes con las mismas tareas que también durante pruebas similares del RK D-1 (de 19 lanzamientos de misiles, 15 tuvieron éxito); pruebas conjuntas con el vehículo de lanzamiento submarino Proyecto 629 (11 de los 13 lanzamientos de misiles tuvieron éxito).
Durante agosto-septiembre de 1960, en Kola Bay, en un stand especial que reproduce el compartimento de misiles del submarino proyecto 629, se llevaron a cabo 6 pruebas de resistencia a explosiones, que permitieron comprobar la seguridad del sistema de misiles al explotar cargas de profundidad en varios distancias desde el casco del barco de transporte. En base a sus resultados, se decidió repostar con un oxidante en la orilla. El reabastecimiento de combustible todavía se llevó a cabo en el submarino desde sus tanques. El sistema "Proyecto 629 Submarino - RKD-2" fue adoptado por la flota soviética en 1960 y estuvo en servicio hasta 1972.
Este sistema ofrecía la posibilidad de lanzar SLBM desde una posición sumergida a una distancia de al menos 1100 km. Se planeó que la creación inicial del complejo de misiles se confiara a la oficina de diseño M. K. Yangel, el futuro académico y creador de toda una gama de misiles balísticos intercontinentales (ICBM), incluido el misiles balísticos intercontinentales RS-20 que causó la mayor preocupación entre los estadounidenses (según la clasificación estadounidense SS-18, OTAN - "Satanás") Sin embargo, de mutuo acuerdo de MK Yangel y V. P. Makeev, que estaban unidos por la unidad de puntos de vista y enfoques, decidieron confiar el equipo de diseño de V. P. Makeeva (en adelante, KBM).
En la primavera de 1960, se completó, revisó y aprobó el diseño preliminar del sistema de misiles. V. L. fue nombrado diseñador principal de D-4 en KBM. Kleiman, sus adjuntos O. E. Lukyanov y N. A. Karganyan, la supervisión del desarrollo del Instituto de Investigaciones de la Armada estuvo a cargo del Capitán de segundo rango B. A. Khachaturov y el teniente comandante S. Z. Eremeev. Este principio de funcionamiento se mantuvo en todas las etapas posteriores de la creación del sistema de misiles: los oficiales de la flota eran, de hecho, miembros de pleno derecho del equipo de diseño, que participaban en la búsqueda, desarrollo e implementación de las decisiones tomadas.
Se prestó especial atención al desarrollo experimental en tierra (NEO) de elementos, sistemas y ensamblajes de SLBM R-21 y otras partes del complejo. Cada diseño y solución de circuito se verificó mediante pruebas a gran escala en condiciones de banco. Entonces, se llevaron a cabo docenas de pruebas de banco de disparo (OSI) del motor del cohete, incluida la simulación de la acción de la contrapresión durante el lanzamiento de un motor de propulsor líquido en la mina de un submarino, utilizando tapones especialmente creados que se montaron en las boquillas. de las cámaras de combustión.
Para probar el sistema de propulsión (DU) del cohete en su conjunto, se llevó a cabo el OSI DU, y al comienzo de los últimos tres OSI ya había resultados de pruebas de "lanzamiento" (sobre ellos - abajo) de R-21 Maquetas de SLBM desde el soporte sumergible flotante (SS) en la Cordillera Sur de la Marina … Esto permitió comparar los resultados de las pruebas de campo y de banco, evaluar la corrección del método de cálculo y realizar los ajustes necesarios. El resultado de este trabajo fueron las pruebas de disparo del SLBM de banco R-21 utilizando el sistema de control de misiles a bordo.
Estructuralmente, el misil balístico submarino R-21 era un misil balístico de una sola etapa que usaba propulsores líquidos (12,4 toneladas de oxidante, 3,8 toneladas de combustible). El cuerpo del cohete, totalmente soldado, hecho de acero EI-811, combinó el compartimiento de instrumentos ubicado secuencialmente (OBO), el tanque oxidante, el tanque de combustible y el compartimiento de cola del cohete en un solo todo.
El motor cohete, creado en la oficina de diseño A. M. Isaeva, era una cámara de cuatro, también hecha de acuerdo con un esquema abierto. Tenía control automático de empuje y relación de oxidante y consumo de combustible. Las cámaras de combustión LRE también eran los órganos rectores de los SLBM. Los diseñadores cambiaron sus ejes de balanceo en un ángulo de 60 ° con respecto a los planos de estabilización, lo que proporcionó la relación más racional entre los valores de los pares de control de cabeceo, guiñada y balanceo.
El motor tenía un empuje en la superficie de la tierra igual a 40 tf, el empuje específico era 241,4 tf. Se previó una parada de emergencia del motor de propulsión líquida (DEA), garantizando al mismo tiempo un aislamiento hermético fiable de las líneas de combustible. Los detalles del lanzamiento submarino requirieron la estanqueidad de los compartimentos SLBM, accesorios neumohidráulicos, conectores eléctricos, cables, etc. Esto fue proporcionado por una estructura de cuerpo único totalmente soldada, cables sellados que salían de los compartimentos a través de conductos herméticos especiales, cuyas cavidades estaban infladas con aire, y juntas selladas de la ojiva con el cuerpo del cohete, utilizando un neumático de goma inflado.
El sistema de control de misiles a bordo es inercial. Se basó en dispositivos giroscópicos, que se ubicaron en el compartimiento de instrumentos del cohete: giroverticante, girohorizonte y girointegrador de aceleraciones longitudinales. Todos los demás dispositivos y elementos del sistema de control a bordo se crearon principalmente en el instituto de investigación, que estaba dirigido por N. A. Semikhatov, futuro académico y desarrollador líder de sistemas de control para todos los sistemas estratégicos de misiles navales. El control militar sobre la creación de la SU en este instituto de investigación estuvo a cargo del Capitán de segundo rango V. V. Sinitsyn).
La comunicación del sistema de control de a bordo con la prueba del barco, así como el equipo de puesta a flote, se realizó a través de dos conectores sellados especiales mediante cables reemplazables suministrados por el fabricante junto con el cohete. Durante la preparación previa al lanzamiento, para garantizar la estanqueidad, los cables se inflaron con aire con una presión nominal de 6 kg / m2. cm.
Se lanzó un SLBM desde un pozo de mina sumergido. Durante la preparación previa al lanzamiento, se guiaron los dispositivos giroscópicos, se estableció el campo de tiro, se presurizaron los cables y neumáticos y, consecutivamente en dos etapas, se presurizaron los tanques. Después de alcanzar la presión requerida en los tanques, el pozo del submarino se llenó automáticamente, luego la presión del agua dentro del pozo se igualó con la presión exterior y se abrió la tapa del pozo.
Inmediatamente antes del lanzamiento, el cohete se transfirió a la energía a bordo (desde la batería de la ampolla), en un espacio dado del cohete, al suministrar aire comprimido, se creó una "campana". La "campana" se infló en modo automático, que fue controlado por sensores apropiados. Fue necesario amortiguar los procesos dinámicos de gas que acompañan al lanzamiento, lo que permitió reducir a límites aceptables la potencia y las cargas térmicas en el cohete que surgen al lanzar desde una mina "ciega" no equipada con salidas de gas especiales.
La salida sin estrés de los SLBM de la mina de un submarino, que estaba en movimiento en presencia de perturbaciones causadas por las olas del mar y el rumbo del submarino, se aseguró mediante un esquema direccional tipo arrastre, que consistía en guías rígidas montadas en las paredes de la mina y los yugos montados en el cuerpo del propio cohete. La plataforma de lanzamiento se bloqueó con pasadores especiales durante el inicio. Para reducir la resistencia aerodinámica, los yugos se dejaron caer al comienzo de la sección aérea de la trayectoria de vuelo (15 s después de que el SLBM se separó de la plataforma de lanzamiento). Para mejorar la estabilidad estática, durante el vuelo, el cohete estaba equipado con cuatro estabilizadores, ubicados polarmente en la sección de cola.
La ojiva del cohete que pesaba 1179 kg estaba equipada con municiones especiales. El compartimento de la ojiva se produjo por un exceso de presión de aire en el compartimento de instrumentos del cohete. Antes de esto, la ojiva se liberó de la unión rígida al cuerpo del cohete con la ayuda de cuatro cerrojos pirotécnicos activados por comandos del sistema de control a bordo.
El tiempo de vuelo del misil al objetivo ubicado en el rango máximo no superó los 11,5 minutos, la altura máxima de la trayectoria balística alcanzó los 370 km. En el caso de disparar a un alcance mínimo de 400 km, el tiempo de vuelo se redujo a 7,2 minutos y la altitud máxima fue de poco más de 130 km. Antes de la emisión de SLBM a un portaaviones submarino, se llevó a cabo un complejo de operaciones en la base técnica de misiles (TRB) de la flota, incl. prueba neumática de sistemas, alineación, prueba horizontal del sistema de control a bordo, reabastecimiento de combustible con propulsores y acoplamiento del misil con la ojiva. Según la clasificación adoptada en los EE. UU., el P-21 SLBM recibió el índice alfanumérico SS-N-5, según la clasificación de la OTAN, el nombre "Serbio".
Los componentes más importantes del complejo de misiles D-4 fueron un sistema de control automatizado integrado de KAFU, un lanzador (PU), un complejo de equipos terrestres (KNO) y un sistema de puntería PP-114.
La base de KAFU fue, creada en uno de los institutos de investigación del Ministerio de Industria y Comercio, la formación automática de rumbo y rango (APD) "Stavropol-1" y el equipo decisivo de computación del sistema "Izumrud", que guió los dispositivos giroscópicos a bordo tienen en cuenta la entrada de la información "Sigma" del complejo de navegación (NK).
El lanzador, llamado SM-87-1, proporcionó: almacenamiento de SLBM en un pozo submarino con parámetros de carga, lanzamiento de un cohete desde un pozo lleno de agua, así como la operabilidad de un misil balístico después de la exposición a condiciones de tormenta y explosiones en el submarino en un radio especificado; su seguridad contra incendios y explosiones después de rupturas en el radio crítico. La resistencia a la corrosión de los sistemas de lanzamiento proporcionó una preparación de misiles antes del lanzamiento seis veces, con la inundación completa de las minas con agua de mar.
Con la ayuda de un complejo de equipos terrestres, se llevaron a cabo las operaciones necesarias para la operación terrestre de los SLBM (transporte, carga en un submarino, almacenamiento diario, trabajos preparatorios para la emisión a un transportista submarino en una base técnica de cohetes, reabastecimiento de combustible).
Después de la finalización de la etapa de desarrollo experimental en tierra en un volumen que permite comenzar a elaborar un lanzamiento submarino (en la jerga establecida de misiles - pruebas de "lanzamiento"), comenzaron las pruebas de maquetas del cohete R-21, primero desde un soporte sumergible flotante (PS), y luego con un Proyecto 613 D-4 reequipado (se montó un silo de misiles detrás del recinto de la timonera) del submarino S-229. Las maquetas correspondían completamente al R-21 SLBM en términos de características de peso y tamaño, contornos externos y lugares de atraque con sistemas de barco. Se llenaron de componentes de combustible en función del funcionamiento del motor durante un tiempo determinado.
El diseñador jefe del soporte sumergible flotante y el submarino del proyecto 613 D-4 era un empleado de la Oficina Central de Diseño, diseñador del submarino del proyecto 629 Ya. E. Evgrafov. Los trabajos de fabricación del stand y del submarino corrieron a cargo del Astillero del Mar Negro.
Las pruebas de "lanzamiento" se llevaron a cabo desde mayo de 1960 hasta octubre de 1961 en la Cordillera Sur de la Armada (se realizaron 16 lanzamientos de maquetas desde el puesto, 10 lanzamientos desde un submarino), bajo la supervisión de una comisión bajo la dirección del Coronel MF Vasilyeva. Las pruebas han confirmado que el R-21 SLBM es adecuado para lanzamientos submarinos desde profundidades de hasta 50 metros.
En el período final de estas pruebas en misiles R-21, se llevaron a cabo dos experimentos para determinar la seguridad del misil en el lanzamiento de un submarino. Durante el primer experimento, se simuló el bloqueo de los yugos SLBM en las guías al comienzo del movimiento del cohete en el eje, en el segundo, se simuló la fuga de la línea oxidante en la cola del cohete, lo que llevó a la mezcla de los componentes propulsores. Los resultados de los experimentos fueron exitosos. Los maniquíes de los misiles salieron de la mina sin causar daños importantes a los elementos de la mina. En total, se utilizaron 28 maquetas para las pruebas de "lanzamiento", lo que habla del enfoque extremadamente responsable de los desarrolladores y especialistas navales para la solución de una tarea fundamentalmente nueva: el desarrollo garantizado de un lanzamiento submarino de SLBM. Se abrió el camino para la presentación del sistema de misiles D-4 en la etapa de pruebas conjuntas.
Estas pruebas se realizaron desde el submarino pr. 629B "K-142". El primer lanzamiento del SLBM se realizó el 24 de febrero de 1962 (antes de eso, tuvo lugar un lanzamiento de prueba de la maqueta de "lanzamiento"). En total, se realizaron 28 lanzamientos durante las pruebas, de los cuales 27 fueron exitosos.
La integridad y minuciosidad de las pruebas en tierra y en vuelo durante la operación valió la pena: incluso cuando la vida útil del R-21 SLBM alcanzó los 18 años, los lanzamientos fallidos de este misil fueron extremadamente raros. El complejo D-4 se puso en servicio a finales de la primavera de 1963. Planearon reequipar los submarinos del Proyecto 629 (actualizados al Proyecto 629A) y los submarinos del Proyecto 658. Para entonces, nuestra Armada incluía 22 submarinos del Proyecto 629, que tenían el sistema de misiles D-2. En total, según el proyecto 629A, de 1965 a 1972, se reequiparon 14 submarinos (teniendo en cuenta el submarino del proyecto 629B, que también fue reequipado según el proyecto 629A) submarinos. El submarino líder de la Flota del Norte "K-88" se unió a nuestra Armada en diciembre de 1966. En el transcurso de sus pruebas estatales se realizaron 2 lanzamientos del R-21 SLBM con resultado positivo. Tenga en cuenta que durante la conversión de estos submarinos de acuerdo con el Proyecto 629A, junto con el reemplazo de los sistemas de barcos del propio complejo de misiles, el sistema de navegación Plutón también fue reemplazado por el Sigma más avanzado.
En cuanto a los submarinos del proyecto 658M, los 8 barcos del proyecto 658, que entraron en servicio en el período de noviembre de 1960, fueron reequipados. La remodelación se completó en 1970.
En 1977-1979, este sistema de armas experimentó una modernización asociada con el reemplazo de la ojiva. El misil con la nueva ojiva recibió la designación alfanumérica R-21M, y todo el complejo, D-4M. El sistema de armamento "Submarino Proyecto 658M (629A) - RK D-4 (M)" estuvo en servicio con la Armada hasta finales de los años ochenta. Y nuevos logros aguardaban por delante. El desarrollo del primer sistema de armas de misiles navales de la segunda generación "Submarino Proyecto 667A - RK D-5" ya se ha establecido, se realizaron estudios de diseño y se trabajó para crear un SLBM con un campo de tiro que hasta hace poco parecía fantástico.
