Pembinaan dua kapal selam utama, projek 629 (komponen kedua sistem senjata) sedang berlangsung serentak di Severodvinsk dan Komsomolsk-on-Amur. Mereka ditugaskan pada tahun 1957, dan dua tahun kemudian bendera tentera laut dinaikkan di lima kapal yang sama. Kesemuanya dilengkapi dengan sistem peluru berpandu D-1. Peralatan semula mereka untuk kompleks D-2 dilakukan oleh limbungan kapal. Secara keseluruhan, tidak termasuk kapal selam projek 629B, armada itu menerima 22 kapal selam projek 629 - dua kapal terbang terakhir memasuki perkhidmatan di Lautan Pasifik pada tahun 1962.
Pengembangan sistem senjata terdiri dari pengembangan eksperimen darat (NEO) elemen, sistem on-board dan sistem kawalan automatik bersepadu (KAFU) dan kumpulan peluru berpandu balistik dan komponen lain dari kompleks peluru berpandu: ujian reka bentuk penerbangan roket di jangkauan menggunakan pendirian tetap dan berayun dengan tugas yang sama juga semasa ujian serupa RK D-1 (daripada 19 pelancaran peluru berpandu, 15 berjaya); ujian bersama dengan kenderaan pelancaran bawah air Projek 629 (11 daripada 13 pelancaran peluru berpandu berjaya).
Selama bulan Ogos-September 1960, di Teluk Kola, di tempat khas yang memperbanyak ruang peluru berpandu kapal selam projek 629, 6 ujian ketahanan letupan telah dilakukan, memungkinkan untuk memeriksa keselamatan sistem peluru berpandu ketika meletup cas kedalaman di berbagai jarak dari lambung kapal pengangkut. Berdasarkan hasilnya, diputuskan untuk mengisi bahan bakar dengan pengoksidaan di pantai. Pengisian bahan bakar masih dilakukan di kapal selam dari tangki. Sistem "Kapal Selam Projek 629 - RKD-2" diadopsi oleh armada Soviet pada tahun 1960 dan beroperasi sehingga tahun 1972.
Sistem ini memberikan kemungkinan untuk melancarkan SLBM dari posisi terendam pada jarak sekurang-kurangnya 1100 km. Pembuatan awal kompleks peluru berpandu itu dirancang untuk dipertanggungjawabkan kepada biro reka bentuk M. K. Yangel, ahli akademik masa depan dan pencipta pelbagai peluru berpandu balistik antara benua (ICBM), termasuk ICBM berat RS-20 yang menimbulkan kebimbangan besar di kalangan orang Amerika (menurut klasifikasi AS SS-18, NATO - "Setan") Namun, dengan persetujuan bersama MK Yangel dan V. P. Makeev, yang disatukan oleh kesatuan pandangan dan pendekatan, memutuskan untuk mempercayakan pasukan reka bentuk V. P. Makeeva (selepas ini - KBM).
Pada musim bunga tahun 1960, reka bentuk awal sistem peluru berpandu selesai, dikaji dan diluluskan. V. L dilantik sebagai pereka utama untuk D-4 di KBM. Kleiman, timbalannya O. E. Lukyanov dan N. A. Karganyan, penyeliaan pengembangan dari Research Institute of Navy dilakukan oleh Kapten 2nd Rank B. A. Khachaturov dan Leftenan Komander S. Z. Eremeev. Prinsip operasi ini dipertahankan pada semua tahap berikutnya dalam pembuatan sistem peluru berpandu - para pegawai armada, sebenarnya, adalah anggota penuh dari pasukan reka bentuk, mengambil bahagian dalam pencarian, pengembangan dan pelaksanaan keputusan yang dibuat.
Perhatian khusus diberikan kepada pengembangan eksperimen darat (NEO) elemen, sistem dan pemasangan SLBM R-21 dan bahagian lain dari kompleks tersebut. Setiap penyelesaian reka bentuk dan litar disahkan oleh ujian skala penuh dalam keadaan bangku simpanan. Oleh itu, puluhan ujian bangku tembakan (OSI) enjin roket dilakukan, termasuk mensimulasikan tindakan tekanan balik semasa pelancaran mesin pendorong cecair di lombong kapal selam, menggunakan palam yang dibuat khas yang dipasang di muncung ruang pembakaran.
Untuk menguji sistem pendorong (DU) roket secara keseluruhan, OSI DU telah dijalankan, dan pada awal tiga OSI terakhir sudah ada hasil ujian "lempar" (mengenai mereka - di bawah) R-21 Mock-up SLBM dari pendirian kapal selam terapung (SS) di Jajaran Selatan Tentera Laut … Ini memungkinkan untuk membandingkan hasil ujian lapangan dan bangku, menilai kebenaran kaedah pengiraan dan membuat penyesuaian yang diperlukan. Hasil kerja ini adalah menembak ujian SLBM bangku R-21 menggunakan sistem kawalan peluru berpandu onboard.
Secara struktural, peluru berpandu balistik kapal selam R-21 adalah peluru berpandu balistik satu tahap menggunakan propelan cair (12.4 tan pengoksidasi, 3.8 tan bahan bakar). Badan roket - dikimpal semua, diperbuat daripada keluli EI-811, menggabungkan petak instrumen yang terletak secara berurutan (OBO), tangki pengoksidaan, tangki bahan bakar dan bahagian ekor roket menjadi satu keseluruhan.
Enjin roket, dibuat di biro reka bentuk A. M. Isaeva, adalah ruang empat, juga dibuat sesuai dengan skema terbuka. Ia mempunyai kawalan automatik tujahan dan nisbah pengoksidaan dan penggunaan bahan bakar. Ruang pembakaran LRE juga merupakan badan pengurusan SLBM. Para pereka mengalihkan sumbu goyang mereka dengan sudut 60 ° berbanding dengan pesawat penstabilan, yang memberikan hubungan yang paling rasional antara nilai-nilai torsi kawalan pitch, yaw dan roll.
Enjin mempunyai daya tuju di permukaan bumi sama dengan 40 tf, tujahan khusus adalah 241.4 tf. Penutupan kecemasan enjin pendorong cecair (AED) telah dirancang, sambil memastikan pengasingan saluran bahan bakar yang boleh dipercayai. Keistimewaan pelancaran bawah air memerlukan ketahanan kompartemen SLBM, kelengkapan pneumatik hidraulik, penyambung elektrik, kabel, dll. Ini disediakan oleh struktur badan tunggal yang dikimpal, kabel tertutup yang keluar dari ruang melalui saluran hermetik khas, rongga yang diembungkan dengan udara, dan sambungan kepala pelindung yang dimeteraikan dengan badan roket, menggunakan tayar getah yang melambung.
Sistem kawalan peluru berpandu kapal terbang tidak berfungsi. Ia berdasarkan alat giroskopik, yang terletak di petak instrumen roket: gyroverticant, gyrohorizon dan gyrointegrator pecutan membujur. Semua alat dan elemen lain dari sistem kawalan on-board dibuat terutamanya di institut penyelidikan, yang diketuai oleh N. A. Semikhatov, ahli akademik masa depan dan pemaju utama sistem kawalan untuk semua sistem peluru berpandu tentera laut strategik. Penguasaan ketenteraan terhadap penciptaan SU di institut penyelidikan ini dilakukan oleh Kapten 2nd Rank V. V. Sinitsyn).
Komunikasi sistem kawalan on-board dengan ujian kapal, serta peralatan pelancaran, dilakukan melalui dua penyambung tertutup khas dengan menggunakan kabel yang dapat diganti yang dibekalkan dari pengeluar bersama roket. Semasa persiapan awal, untuk memastikan sesak, kabel dilambung dengan udara dengan tekanan nominal 6 kg / sq. cm
SLBM dilancarkan dari batang lombong terendam. Semasa persiapan awal, alat giro dipandu, jarak tembak diatur, kabel dan tayar ditekan dan, berturut-turut dalam dua peringkat, tangki bertekanan. Setelah mencapai tekanan yang diperlukan di tangki, poros kapal selam diisi secara automatik, kemudian tekanan air di dalam poros disamakan dengan tekanan luar, dan penutup poros dibuka.
Segera sebelum pelancaran, roket dipindahkan ke daya onboard (dari bateri ampul), di ruang roket tertentu, dengan membekalkan udara termampat, "loceng" telah dibuat. "Loceng" melambung dalam mod automatik, yang dikendalikan oleh sensor yang sesuai. Ia diperlukan untuk melembapkan proses dinamik gas yang disertakan dengan pelancaran, yang memungkinkan untuk mengurangkan had daya dan beban terma pada roket yang dapat diterima ketika melancarkan dari lombong "buta" yang tidak dilengkapi dengan lubang gas khas.
Keluar SLBM tanpa tekanan dari lombong kapal selam, yang bergerak di hadapan gangguan yang disebabkan oleh gelombang laut dan perjalanan kapal selam, dipastikan dengan menggunakan skema arah jenis seret, yang terdiri dari panduan kaku yang dipasang pada dinding lombong, dan kuk dipasang di badan roket itu sendiri. Pad pelancaran dikunci dengan pin khas semasa permulaan. Untuk mengurangkan daya tarikan aerodinamik, kuk dijatuhkan pada awal bahagian udara lintasan penerbangan (15 s setelah SLBM terlepas dari landasan pelancaran). Untuk meningkatkan kestabilan statik, semasa penerbangan, roket dilengkapi dengan empat penstabil, terletak di kutub di bahagian ekor.
Hulu roket seberat 1179 kg dilengkapi dengan peluru khas. Kompartemen hulu ledak dihasilkan oleh tekanan udara yang berlebihan di petak instrumen roket. Sebelum ini, hulu ledak dibebaskan dari pelekapan kaku pada badan roket dengan bantuan empat kunci pyro yang dipicu oleh perintah dari sistem kawalan on-board.
Waktu penerbangan peluru berpandu ke sasaran yang terletak pada jarak maksimum tidak melebihi 11.5 minit, ketinggian maksimum lintasan balistik mencapai 370 km. Sekiranya berlaku tembakan pada jarak minimum 400 km, waktu penerbangan dikurangkan menjadi 7.2 minit, dan ketinggian maksimum hanya lebih dari 130 km. Sebelum penerbitan SLBM ke kapal induk bawah laut, kompleks operasi dilakukan di pangkalan peluru berpandu teknikal (TRB) armada, termasuk. pengujian sistem pneumatik, penjajaran, pengujian mendatar sistem kawalan onboard, pengisian bahan bakar dengan propelan dan pelekapan peluru berpandu dengan hulu ledak. Menurut klasifikasi yang diadopsi di AS, P-21 SLBM menerima indeks alfanumerik SS-N-5, menurut klasifikasi NATO - nama "Serb".
Komponen terpenting dari kompleks peluru berpandu D-4 adalah sistem kawalan automatik bersepadu KAFU, pelancar (PU), kompleks peralatan darat (KNO) dan sistem penargetan PP-114.
Asas KAFU adalah, yang dibuat di salah satu institusi penyelidikan Kementerian Perindustrian dan Perdagangan, pembentukan galas dan julat automatik (APD) "Stavropol-1" dan peralatan penentu pengkomputeran sistem "Izumrud", yang memandu peranti girro onboard dengan mengambil kira input dari maklumat "Sigma" kompleks navigasi (NK).
Peluncur, bernama SM-87-1, menyediakan: penyimpanan SLBM dalam poros kapal selam dengan parameter pemuatan, melancarkan roket dari batang yang dipenuhi dengan air, serta pengoperasian peluru berpandu balistik setelah terdedah kepada keadaan ribut dan letupan di kapal selam pada radius yang ditentukan; keselamatan kebakaran dan letupannya setelah pecah pada radius kritikal. Ketahanan kakisan dari sistem pelancar memberikan penyediaan peluru berpandu enam kali sebelum peluncuran, dengan banjir penuh periuk api dengan air laut.
Dengan bantuan kompleks peralatan darat, operasi yang diperlukan untuk operasi darat SLBM dilakukan (pengangkutan, pemuatan ke kapal selam, penyimpanan harian, kerja persiapan untuk penerbitan kapal induk di pangkalan roket teknikal, pengisian bahan bakar).
Setelah selesai tahap pengembangan eksperimental darat dalam jumlah yang memungkinkan untuk memulakan peluncuran bawah air (dalam jargon pasukan peluru berpandu - ujian "lemparan"), ujian mock-up roket R-21 bermula, pertama dari dudukan kapal selam terapung (PS), dan kemudian dengan Projek 613 D-4 yang dilengkapi semula (satu silo peluru berpandu dipasang di belakang kandang roda) kapal selam S-229. Mock-up sepenuhnya sesuai dengan R-21 SLBM dari segi ciri berat dan ukuran, kontur luaran dan tempat berlabuh dengan sistem kapal. Mereka diisi dengan komponen bahan bakar berdasarkan operasi mesin untuk waktu tertentu.
Ketua pereka kapal selam terapung dan kapal selam projek 613 D-4 adalah pekerja Biro Reka Bentuk Pusat-pereka kapal selam projek 629 Ya. E. Evgrafov. Kerja-kerja pembuatan pendirian dan kapal selam dilakukan oleh Black Sea Shipyard.
Ujian "melempar" dilakukan dari Mei 1960 hingga Oktober 1961 di Range Selatan Tentera Laut (16 pelancaran mock-up dilakukan dari tempat berdiri, 10 pelancaran dari kapal selam), di bawah pengawasan komisi di bawah pimpinan Kolonel MF Vasilyeva. Ujian telah mengesahkan bahawa R-21 SLBM sesuai untuk pelancaran di bawah air dari kedalaman hingga 50 meter.
Pada masa terakhir ujian ini pada peluru berpandu R-21, dua eksperimen dilakukan untuk menentukan keselamatan peluru berpandu ketika dilancarkan untuk kapal selam. Semasa percubaan pertama, kemacetan kuk SLBM pada panduan pada awal pergerakan roket di poros disimulasikan, pada yang kedua, kebocoran garis pengoksidasi di ekor roket disimulasikan, yang menyebabkan pencampuran komponen pendorong. Hasil eksperimen berjaya. Tembakan peluru berpandu keluar dari lombong tanpa menyebabkan kerosakan ketara pada elemen lombong. Secara keseluruhan, 28 mock-up digunakan untuk ujian "lemparan", yang membicarakan pendekatan yang sangat bertanggungjawab dari para pemaju dan pakar angkatan laut untuk penyelesaian tugas yang baru - asas yang dijamin untuk pelancaran SLBM bawah laut. Jalan untuk persembahan sistem peluru berpandu D-4 pada peringkat ujian bersama telah dibuka.
Ujian ini dilakukan dari kapal selam pr. 629B "K-142". Pelancaran pertama SLBM dilakukan pada 24 Februari 1962 (sebelum itu, pelancaran percubaan mock-up "lemparan" berlaku). Secara keseluruhan, 28 pelancaran dilakukan semasa ujian, 27 daripadanya berjaya.
Kelengkapan dan ketelitian ujian darat dan penerbangan semasa operasi terbayar dengan sangat baik - walaupun ketika jangka hayat R-21 SLBM mencapai 18 tahun, pelancaran peluru berpandu ini yang tidak berjaya sangat jarang berlaku. Kompleks D-4 mula digunakan pada musim bunga akhir tahun 1963. Mereka merancang untuk melengkapkan semula kapal selam Project 629 (dinaik taraf menjadi Project 629A) dan kapal selam Project 658. Pada masa ini, Tentera Laut kita termasuk 22 kapal selam Project 629, yang memiliki sistem peluru berpandu D-2. Secara keseluruhan, menurut proyek 629A, dari tahun 1965 hingga 1972, 14 kapal selam dilengkapi kembali (dengan mempertimbangkan kapal selam projek 629B, yang juga menjalani peralatan semula sesuai dengan projek 629A) kapal selam. Kapal selam utama di Armada Utara "K-88" bergabung dengan Tentera Laut kita pada bulan Disember 1966. Sepanjang ujian keadaannya, 2 pelancaran R-21 SLBM dilakukan dengan hasil positif. Perhatikan bahawa semasa penukaran kapal selam ini menurut Project 629A, bersama dengan penggantian sistem kapal dari kompleks peluru berpandu itu sendiri, sistem navigasi Pluto juga diganti dengan Sigma yang lebih maju.
Adapun kapal selam dari proyek 658M, semua 8 kapal dari proyek 658, yang mulai beroperasi pada periode dari November 1960, telah dilengkapi semula. Pengubahsuaian itu selesai pada tahun 1970.
Pada tahun 1977-1979, sistem senjata ini mengalami pemodenan yang berkaitan dengan penggantian hulu ledak. Peluru berpandu dengan hulu ledak baru menerima sebutan alfanumerik R-21M, dan keseluruhan kompleks - D-4M. Sistem persenjataan "Kapal selam Projek 658M (629A) - RK D-4 (M)" telah digunakan dengan Angkatan Laut hingga akhir tahun lapan puluhan. Dan pencapaian baru ditunggu di hadapan. Pengembangan sistem senjata peluru berpandu angkatan laut pertama generasi kedua "Kapal selam Project 667A - RK D-5" telah ditetapkan, kajian reka bentuk dan kerja telah dilakukan untuk membuat SLBM dengan jarak tembak yang hingga saat ini tampak hebat.
