Izgradnja dvije olovne podmornice, projekt 629 (druga komponenta sistema naoružanja), odvijala se istovremeno u Severodvinsku i Komsomolsku na Amuru. Napravljene su 1957. godine, a dvije godine kasnije mornarička zastava podignuta je na još pet istih brodova. Svi su bili opremljeni raketnim sistemom D-1. Njihovo naknadno opremanje kompleksa D-2 izvršila su brodogradilišta. Ukupno, isključujući podmornicu projekta 629B, flota je primila 22 podmornice projekta 629 - posljednje dvije su ušle u službu u Tihom okeanu 1962. godine.
Razvoj sistema naoružanja sastojao se od kopnenog eksperimentalnog razvoja (NEO) elemenata, sistema na vozilu i integrisanih automatizovanih sistema upravljanja (KAFU) i sklopova balističkih projektila i drugih komponenti raketnog kompleksa: ispitivanja projektiranja rakete na domet pomoću fiksnih i okretnih postolja sa istim zadacima koji su bili i tokom sličnih ispitivanja RK D-1 (od 19 lansiranja projektila 15 je bilo uspješno); zajednička ispitivanja sa podvodnim lansirnim projektom projekta 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 testova 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 njenih tenkova. Sovjetska flota usvojila je sistem "Podmornica projekta 629 - RKD -2" 1960. godine i bio je u upotrebi do 1972. godine.
Ovaj sistem je predviđao mogućnost lansiranja SLBM -a sa potopljenog položaja na udaljenosti od najmanje 1100 km. Planirano je da se početno stvaranje raketnog kompleksa povjeri projektantskom birou M. K. Yangel, budući akademik i tvorac čitavog niza interkontinentalnih balističkih projektila (ICBM), uključujući i 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. završeno je, pregledano i odobreno idejno rješenje raketnog sistema. V. L. imenovan je za glavnog dizajnera za D-4 na KBM-u. Kleiman, njegovi zamjenici O. E. Lukyanov i N. A. Karganyan, nadzor nad razvojem iz Istraživačkog instituta mornarice vodio je kapetan 2. reda B. A. Khachaturov i komandant poručnika S. Z. Eremeev. Ovaj princip djelovanja zadržan je u svim narednim fazama stvaranja raketnog sistema - oficiri flote bili su, u stvari, punopravni članovi dizajnerskog tima, koji su učestvovali u potrazi, razvoju i provedbi donesenih odluka.
Posebna pažnja posvećena je eksperimentalnom razvoju na zemlji (NEO) elemenata, sistema i sklopova SLBM R-21 i drugih dijelova kompleksa. Svako rješenje dizajna i kola verificirano je ispitivanjima u punoj mjeri u radnim uvjetima. Dakle, provedeno je na desetine ispitnih klupa (OSI) raketnog motora, uključujući simulaciju djelovanja protutlaka prilikom lansiranja motora na tekuće gorivo u rudniku podmornice, pomoću posebno stvorenih utikača koji su bili ugrađeni u mlaznice komora za sagorevanje.
Za ispitivanje pogonskog sistema (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 proračuna i izvršavanje potrebnih prilagodbi. Rezultat ovog rada bila su ispitivanja ispaljivanja SLBM-a na stolu R-21 pomoću ugrađenog sistema za upravljanje raketama.
Strukturno, podmorska balistička raketa R-21 bila je jednostupanjska balistička raketa koja koristi tekuća goriva (12,4 tone oksidanta, 3,8 tona goriva). Kućište rakete-potpuno zavareno, izrađeno od čelika EI-811, kombiniralo je uzastopno smješten pretinac za instrumente (OBO), spremnik oksidanta, spremnik za gorivo i zadnji odjeljak rakete u jednu cjelinu.
Raketni motor, kreiran u dizajnerskom birou A. M. Isaeva, bila je četverokomorna, takođe napravljena prema otvorenoj šemi. Imao je automatsku kontrolu potiska i omjera oksidanta i potrošnje goriva. Komore za sagorevanje LRE takođe su bile upravljačka tela SLBM -a. Dizajneri su pomakli svoje osi ljuljanja za kut od 60 ° u odnosu na ravnine stabilizacije, što je osiguralo 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 osiguralo potpuno zavareno kućište s jednom karoserijom, zapečaćeni kabeli koji su izlazili iz odjeljaka kroz posebne hermetičke kanale, čije su šupljine napuhane zrakom, i zapečaćene spojeve bojeve glave s tijelom rakete, pomoću napuhane gumene gume.
Upravljački sistem projektila je inercijalan. Zasnovana je na žiroskopskim uređajima koji su se nalazili u pretincu rakete: žirovertifikant, žirohorizon i žirointegrator uzdužnih ubrzanja. Svi ostali uređaji i elementi upravljačkog sistema na vozilu stvoreni su uglavnom u istraživačkom institutu, koji je vodio N. A. Semikhatov, budući akademik i vodeći razvijač sistema upravljanja za sve strateške pomorske raketne sisteme. Vojnu kontrolu nad stvaranjem SU -a u ovom istraživačkom institutu vršio je kapetan 2. reda V. V. Sinitsyn).
Komunikacija upravljačkog sistema na brodu s brodskim testom, kao i lansirnom opremom, odvijala se kroz dva posebna zatvorena konektora 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, žiro uređaji su vođeni, podešeno je područje gađanja, kablovi i gume su pod pritiskom, a u dvije faze tankovi su pod pritiskom. Nakon postizanja potrebnog pritiska u rezervoarima, podmorsko vratilo se automatski napunilo, zatim se pritisak vode unutar vratila izjednačio s vanjskim pritiskom i otvorio poklopac vratila.
Neposredno prije lansiranja, raketa je prebačena na ugrađeno napajanje (iz baterije ampule), u određenom prostoru rakete, dovodom komprimiranog zraka, stvoreno je "zvono". "Zvono" se napuhalo u automatskom načinu rada, kojim su upravljali odgovarajući senzori. Bilo je potrebno za ublažavanje plinsko-dinamičkih procesa koji prate lansiranje, što je omogućilo smanjenje na prihvatljive granice snage i toplinskog opterećenja rakete koja nastaju prilikom lansiranja iz "slijepog" rudnika koji nije opremljen posebnim otvorima za plin.
Nenapregnuti izlaz SLBM-a iz rudnika podmornice, koji je bio u pokretu u prisustvu smetnji uzrokovanih morskim valovima i tokom 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 tokom starta bila zaključana posebnim iglama. Kako bi se smanjio aerodinamički otpor, jarmovi su ispušteni na početku zračnog dijela putanje leta (15 s nakon što se SLBM odvojio od lansirne rampe). Kako bi se poboljšala statička stabilnost, tokom leta raketa je bila opremljena sa četiri stabilizatora, polarno smještena u repnom dijelu.
Bojna glava rakete težine 1179 kg bila je opremljena specijalnom municijom. Odeljak za bojeve glave nastao je zbog prekomernog pritiska vazduha u odeljku za instrumente rakete. Prije toga, bojna glava oslobođena je od krutog pričvršćivanja na tijelo rakete uz pomoć četiri piro-brave koje su pokrenule naredbe iz upravljačkog sistema na brodu.
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 je smanjeno na 7,2 minute, a maksimalna visina bila je nešto više od 130 km. Prije izdavanja SLBM -a podvodnom nosaču, izveden je kompleks operacija u tehničkoj raketnoj bazi (TRB) flote, uklj. pneumatsko ispitivanje sistema, poravnanje, horizontalno ispitivanje upravljačkog sistema na brodu, punjenje gorivom pogonskim gorivom i pristajanje projektila sa bojevom glavom. Prema klasifikaciji usvojenoj u SAD-u, P-21 SLBM je dobio alfanumerički indeks SS-N-5, prema NATO klasifikaciji-naziv "srpski".
Najvažnije komponente raketnog kompleksa D-4 bili su integrirani automatizirani sistem upravljanja KAFU-a, lanser (PU), kompleks kopnene opreme (KNO) i sistem za nišanjenje PP-114.
Osnova KAFU-a stvorena je u jednom od istraživačkih instituta Ministarstva industrije i trgovine, automatsko oblikovanje ležajeva i strelišta (APD) "Stavropol-1" i računalno-odlučujuća oprema sistema "Izumrud", koja je vodila ugrađeni žiroskopski uređaji uzimajući u obzir ulaz iz informacija "Sigma" navigacijskog kompleksa (NK).
Lanser, nazvan SM-87-1, pružao je: skladištenje SLBM-ova u podmorničkoj osovini s parametrima opterećenja, lansiranje rakete iz okna 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 sistema za lansiranje na koroziju osigurala je šestostruku pripremu projektila prije lansiranja, uz potpuno poplavljivanje mina morskom vodom.
Uz pomoć kompleksa kopnene opreme izvedene 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 obujmu koji omogućava početak izrade podvodnog lansiranja (u ustaljenom žargonu raketnih ljudi-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 u pogledu karakteristika težine i veličine, vanjskih kontura i mjesta pristajanja sa brodskim sistemima. Bili su napunjeni komponentama goriva na osnovu rada motora tokom određenog vremena.
Glavni projektant plutajućeg potopnog postolja i podmornice projekta 613 D-4 bio je zaposlenik Centralnog projektantskog biroa-dizajner podmornice projekta 629 Ya. E. Evgrafov. Radove na proizvodnji postolja i podmornice izvodilo je Crnomorsko brodogradilište.
Testovi "bacanja" izvedeni su od maja 1960. do oktobra 1961. na južnom poligonu mornarice (16 lansiranja maketa izvedeno je sa tribine, 10 lansiranja s podmornice), pod nadzorom komisije pod vodstvom pukovnika MF Vasilyeva. Testovi su potvrdili da je R-21 SLBM pogodan za podvodna lansiranja sa dubine do 50 metara.
U posljednjem razdoblju ovih ispitivanja na raketama R-21 izvedena su dva eksperimenta kako bi se utvrdila sigurnost projektila pri lansiranju za podmornicu. Tijekom prvog eksperimenta simulirano je zaglavljivanje jarbola SLBM -a u vodilicama na samom početku kretanja rakete u vratilu, u drugom je simulirano curenje oksidatorske linije u repu rakete, što je dovelo do miješanja pogonskih komponenti. Rezultati eksperimenata 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 izuzetno odgovornom pristupu programera i pomorskih stručnjaka rješavanju fundamentalno novog zadatka - zajamčenog razvoja podvodnog lansiranja SLBM -a. Otvoren je put za predstavljanje raketnog sistema D-4 u fazi zajedničkih ispitivanja.
Ova ispitivanja su izvedena sa podmornice pr. 629B "K-142". Prvo lansiranje SLBM-a izvedeno je 24. februara 1962. (prije toga je bilo probno lansiranje makete "bacanja"). Ukupno je tijekom testiranja izvršeno 28 lansiranja, od kojih je 27 bilo uspješno.
Potpunost i temeljitost kopnenih i letnih ispitivanja tokom rada obilato su se isplatili - čak i kada je vijek trajanja R -21 SLBM dostigao 18 godina, neuspješna lansiranja ove rakete bila su izuzetno 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 sistem D-2. Ukupno, prema projektu 629A, od 1965. do 1972. godine, 14 podmornica je preopremljeno (uzimajući u obzir podmornicu projekta 629B, koja je također prošla ponovnu opremu prema projektu 629A) podmornica. Vodeća podmornica Sjeverne flote "K-88" pridružila se našoj mornarici u decembru 1966. U tijeku državnih ispitivanja izvedena su dva lansiranja R-21 SLBM sa pozitivnim rezultatima. Imajte na umu da je tijekom konverzije ovih podmornica prema projektu 629A, uz zamjenu brodskih sistema samog raketnog kompleksa, navigacijski sustav Pluton također zamijenjen naprednijom Sigmom.
Što se tiče podmornica projekta 658M, svih 8 čamaca projekta 658, koji su ušli u službu u razdoblju od studenog 1960., ponovno je opremljeno. Renoviranje je završeno 1970.
1977-1979. Godine ovaj sistem naoružanja doživio je modernizaciju povezanu sa zamjenom bojeve glave. Raketa s novom bojevom glavom dobila je alfanumeričku oznaku R-21M, a cijeli kompleks-D-4M. Naoružani sistem "Projekat 658M (629A) podmornica - RK D -4 (M)" bio je u službi Mornarice do kraja osamdesetih. I nova dostignuća čekala su naprijed. Razvoj prvog pomorskog sistema raketnog naoružanja druge generacije "Podmornica projekta 667A - RK D -5" već je bio postavljen, provedene su studije dizajna i rad na stvaranju SLBM -a s poligonom koji se donedavno činio fantastičnim.
