Der Bau von zwei führenden U-Booten, Projekt 629 (die zweite Komponente des Waffensystems) wurde gleichzeitig in Sewerodwinsk und Komsomolsk am Amur durchgeführt. Sie wurden 1957 in Dienst gestellt und zwei Jahre später wurde auf fünf weiteren der gleichen Boote die Marineflagge gehisst. Alle waren mit dem D-1-Raketensystem ausgestattet. Ihre anschließende Umrüstung für den D-2-Komplex wurde von Werften durchgeführt. Insgesamt erhielt die Flotte ohne das U-Boot des Projekts 629B 22 U-Boote des Projekts 629 - die letzten beiden wurden 1962 im Pazifischen Ozean in Dienst gestellt.
Die Entwicklung des Waffensystems bestand aus der experimentellen Bodenentwicklung (NEO) von Elementen, Systemen von Bord- und integrierten automatisierten Kontrollsystemen (KAFU) und ballistischen Raketenbaugruppen und anderen Komponenten des Raketenkomplexes: Flugdesigntests der Rakete an der Reichweite mit festen und schwingenden Ständern mit den gleichen Aufgaben wie bei ähnlichen Tests der RK D-1 (von 19 Raketenstarts waren 15 erfolgreich); gemeinsame Tests mit der Unterwasser-Trägerrakete Project 629 (11 von 13 Raketenstarts waren erfolgreich).
Von August bis September 1960 wurden in der Kola-Bucht auf einem speziellen Stand, der den Raketenraum des U-Bootes 629 nachbildete, 6 Explosionswiderstandstests durchgeführt, die es ermöglichten, die Sicherheit des Raketensystems bei der Explosion von Wasserbomben an verschiedenen Abstände vom Rumpf des Trägerbootes. Aufgrund ihrer Ergebnisse wurde beschlossen, mit einem Oxidationsmittel am Ufer zu tanken. Das Betanken des U-Bootes wurde weiterhin aus seinen Tanks durchgeführt. Das System "Project 629 Submarine - RKD-2" wurde 1960 von der sowjetischen Flotte übernommen und war bis 1972 im Einsatz.
Dieses System sah die Möglichkeit vor, SLBMs aus einer untergetauchten Position in einer Entfernung von mindestens 1100 km zu starten. Die anfängliche Erstellung des Raketenkomplexes sollte dem Konstruktionsbüro M. K. Yangel, der zukünftige Akademiker und Schöpfer einer ganzen Reihe ballistischer Interkontinentalraketen (Interkontinentalraketen), darunter die schwere Interkontinentalrakete RS-20, die bei den Amerikanern die größte Besorgnis erregte (nach der US-Klassifikation SS-18, NATO - "Satan") Im gegenseitigen Einvernehmen von MK Yangel und V. P. Makeev, die durch die Einheit der Ansichten und Ansätze vereint waren, beschlossen jedoch, das Designteam von V. P. Makeeva (im Folgenden - KBM) anzuvertrauen.
Im Frühjahr 1960 wurde der Vorentwurf des Raketensystems fertiggestellt, überprüft und genehmigt. V. L. wurde zum Lead Designer für D-4 bei KBM ernannt. Kleiman, seine Stellvertreter O. E. Lukyanov und N. A. Karganyan, die Aufsicht über die Entwicklung des Forschungsinstituts der Marine wurde von Kapitän 2nd Rank B. A. Chatschaturow und Lieutenant Commander S. Z. Eremeev. Dieses Funktionsprinzip wurde in allen nachfolgenden Phasen der Entwicklung des Raketensystems beibehalten - die Offiziere der Flotte waren tatsächlich vollwertige Mitglieder des Konstruktionsteams und beteiligten sich an der Suche, Entwicklung und Umsetzung der getroffenen Entscheidungen.
Besondere Aufmerksamkeit wurde der bodengestützten experimentellen Entwicklung (NEO) von Elementen, Systemen und Baugruppen von SLBM R-21 und anderen Teilen des Komplexes gewidmet. Jedes Design und jede Schaltungslösung wurde durch Tests im Maßstab 1:1 unter Prüfstandsbedingungen verifiziert. So wurden Dutzende von Brennbanktests (OSI) des Raketentriebwerks durchgeführt, darunter die Simulation der Gegendruckwirkung beim Start eines Flüssigtreibstofftriebwerks in der Mine eines U-Bootes mit speziell entwickelten Stopfen, die in den Düsen montiert wurden der Brennkammern.
Um das Antriebssystem (DU) der Rakete als Ganzes zu testen, wurde die OSI DU durchgeführt, und zu Beginn der letzten drei OSI gab es bereits Ergebnisse von "Wurf" (über sie - unten) Tests von R-21 SLBM-Modelle vom schwimmenden Tauchstand (SS) an der South Range der Navy … Dadurch war es möglich, die Ergebnisse von Feld- und Prüfstandstests zu vergleichen, die Richtigkeit der Berechnungsmethode zu bewerten und die notwendigen Anpassungen vorzunehmen. Das Ergebnis dieser Arbeit waren Abschusstests der R-21-Bank SLBM unter Verwendung des Bord-Raketen-Steuerungssystems.
Strukturell war die ballistische U-Boot-Rakete R-21 eine einstufige ballistische Rakete mit Flüssigtreibstoffen (12,4 Tonnen Oxidationsmittel, 3,8 Tonnen Treibstoff). Der komplett geschweißte Raketenkörper aus EI-811-Stahl kombinierte das nacheinander angeordnete Instrumentenfach (OBO), den Oxidationstank, den Kraftstofftank und das Heckfach der Rakete zu einem einzigen Ganzen.
Das Raketentriebwerk, das im Konstruktionsbüro A. M. Isaeva war eine Vierkammer, die ebenfalls nach einem offenen Schema hergestellt wurde. Es hatte eine automatische Steuerung des Schubs und des Verhältnisses von Oxidationsmittel und Kraftstoffverbrauch. LRE-Brennkammern waren auch die Leitungsgremien der SLBMs. Die Konstrukteure haben ihre Kippachsen um einen Winkel von 60 ° relativ zu den Stabilisierungsebenen verschoben, was die rationellste Beziehung zwischen den Werten der Nick-, Gier- und Wanksteuerungsdrehmomente ergab.
Das Triebwerk hatte einen Schub an der Erdoberfläche von 40 tf, der spezifische Schub betrug 241,4 tf. Vorgesehen war eine Notabschaltung des Flüssigtreibstofftriebwerks (AED) bei gleichzeitig sicherer hermetischer Trennung der Kraftstoffleitungen. Die Besonderheiten des Unterwasserstarts erforderten die Dichtheit der SLBM-Kammern, pneumohydraulischen Armaturen, elektrischen Anschlüsse, Kabel usw. Dafür sorgten eine komplett geschweißte Einzelkörperstruktur, abgedichtete Kabel, die durch spezielle hermetische Kanäle aus den Kammern austraten, deren Hohlräume mit Luft aufgeblasen wurden, und abgedichtete Verbindungen des Gefechtskopfes mit dem Raketenkörper mithilfe eines aufgepumpten Gummireifens.
Das Flugkörperkontrollsystem an Bord ist träge. Es basierte auf Kreiselgeräten, die sich im Instrumentenraum der Rakete befanden: Gyroverticant, Gyrohorizon und Gyrointegrator für Längsbeschleunigungen. Alle anderen Geräte und Elemente der Bordsteuerung wurden überwiegend im Forschungsinstitut unter der Leitung von N. A. Semikhatov, angehender Akademiker und leitender Entwickler von Steuerungssystemen für alle strategischen Marine-Raketensysteme. Die militärische Kontrolle über die Gründung der SU in diesem Forschungsinstitut wurde von Kapitän 2. Rang V. V. Sinitsyn durchgeführt.
Die Kommunikation des Bordsteuerungssystems mit dem Schiffstest sowie der Startausrüstung erfolgte über zwei spezielle abgedichtete Steckverbinder mittels austauschbarer Kabel, die vom Hersteller zusammen mit der Rakete geliefert wurden. Um die Dichtigkeit zu gewährleisten, wurden die Kabel bei der Vorbereitung des Starts mit Luft mit einem Nenndruck von 6 kg / qm aufgeblasen. cm.
Ein SLBM wurde aus einem unter Wasser befindlichen Minenschacht gestartet. Bei der Vorbereitung des Starts wurden die Kreiselgeräte geführt, der Schießstand eingestellt, die Seile und Reifen mit Druck beaufschlagt und nacheinander in zwei Stufen die Tanks mit Druck beaufschlagt. Nach Erreichen des erforderlichen Drucks in den Tanks wurde der U-Boot-Schacht automatisch befüllt, dann der Wasserdruck im Schacht mit dem Außenborddruck abgeglichen und die Schachtabdeckung geöffnet.
Unmittelbar vor dem Start wurde die Rakete auf Bordstrom (aus der Ampullenbatterie) umgestellt, in einem bestimmten Raum der Rakete wurde durch Zufuhr von Druckluft eine "Glocke" erzeugt. Die "Glocke" wurde in einem Automatikmodus aufgeblasen, der durch entsprechende Sensoren gesteuert wurde. Es war erforderlich, die den Start begleitenden gasdynamischen Prozesse zu dämpfen, wodurch die Kraft- und Wärmebelastung der Rakete, die beim Start aus einer "blinden" Mine ohne spezielle Gasentlüftungsöffnungen entsteht, auf ein vertretbares Maß reduziert werden konnte.
Der spannungsfreie Ausstieg von SLBMs aus der Mine eines U-Bootes, das sich bei Störungen durch Seewellen und den Kurs des U-Bootes in Bewegung befand, wurde durch ein Schlepprichtungsschema sichergestellt, das aus starren Führungen bestand, die auf die Wände der Mine und am Rumpf der Rakete selbst angebrachte Joche. Die Startrampe wurde beim Start mit speziellen Stiften verriegelt. Um den Luftwiderstand zu reduzieren, wurden die Joche am Anfang des Luftabschnitts der Flugbahn (15 s nach dem Lösen der SLBM von der Startrampe) abgesetzt. Um die statische Stabilität während des Fluges zu verbessern, wurde die Rakete mit vier Stabilisatoren ausgestattet, die sich im Heckbereich polar befinden.
Der Sprengkopf der Rakete mit einem Gewicht von 1179 kg war mit Spezialmunition ausgestattet. Der Sprengkopfraum wurde durch Luftüberdruck im Instrumentenraum der Rakete erzeugt. Zuvor wurde der Gefechtskopf mit Hilfe von vier Pyroschlössern, ausgelöst durch Befehle der Bordsteuerung, von der starren Befestigung am Raketenkörper befreit.
Die Flugzeit der Rakete zum Ziel mit maximaler Reichweite überschritt 11,5 Minuten nicht, die maximale Höhe der ballistischen Flugbahn erreichte 370 km. Bei einer Mindestreichweite von 400 km verkürzte sich die Flugzeit auf 7,2 Minuten und die maximale Flughöhe lag bei knapp über 130 km. Vor der Ausgabe von SLBMs an einen Unterwasserträger wurde auf der technischen Raketenbasis (TRB) der Flotte ein Komplex von Operationen durchgeführt, inkl. pneumatisches Testen von Systemen, Ausrichtung, horizontales Testen des Bordsteuerungssystems, Betanken mit Treibmitteln und Andocken des Flugkörpers an den Gefechtskopf. Nach der in den USA angenommenen Klassifikation erhielt die P-21 SLBM den alphanumerischen Index SS-N-5 gemäß der NATO-Klassifikation - den Namen "Serb".
Die wichtigsten Komponenten des D-4-Raketenkomplexes waren ein integriertes automatisches Kontrollsystem von KAFU, ein Werfer (PU), ein Bodenausrüstungskomplex (KNO) und ein Zielsystem PP-114.
Die Basis von KAFU war, in einem der Forschungsinstitute des Ministeriums für Industrie und Handel geschaffen, die automatische Peil- und Reichweitenbildung (APD) "Stavropol-1" und die rechenbestimmende Ausrüstung des "Izumrud"-Systems, die die Onboard-Kreiselgeräte unter Berücksichtigung der vom Navigationskomplex (NK) eingegebenen „Sigma“-Informationen.
Die Trägerrakete namens SM-87-1 bot: Lagerung von SLBMs in einem U-Boot-Schacht mit Ladeparametern, Abschuss einer Rakete aus einem mit Wasser gefüllten Schacht sowie die Funktionsfähigkeit einer ballistischen Rakete nach Einwirkung von Sturmbedingungen und Explosionen auf das U-Boot in einem bestimmten Radius; seine Brand- und Explosionssicherheit nach Brüchen im kritischen Radius. Die Korrosionsbeständigkeit der Trägersysteme ermöglichte eine sechsmalige Vorbereitung der Raketen vor dem Start mit vollständiger Flutung der Minen mit Meerwasser.
Mit Hilfe eines Komplexes von Bodengeräten wurden die notwendigen Operationen für den Bodenbetrieb von SLBMs durchgeführt (Transport, Verladung auf ein U-Boot, tägliche Lagerung, Vorbereitungsarbeiten für die Ausgabe an einen Unterwasserträger in einer technischen Raketenbasis, Betankung).
Nach Abschluss der Phase der bodengestützten experimentellen Entwicklung in einem Volumen, das es ermöglicht, einen Unterwasserstart auszuarbeiten (im etablierten Jargon von Raketenwerfern - "Wurf" -Tests), begannen die Tests von Modellen der R-21-Rakete, zuerst von einem schwimmenden Tauchstand (PS), und dann mit einem umgerüsteten Projekt 613 D-4 (ein Raketensilo wurde hinter dem Steuerhausgehäuse montiert) des U-Boots S-229. Die Mock-ups entsprachen in Bezug auf Gewichts- und Größeneigenschaften, Außenkonturen und Andockstellen an Schiffssystemen vollständig der R-21 SLBM. Sie wurden je nach Motorbetrieb für eine vorgegebene Zeit mit Kraftstoffkomponenten befüllt.
Der Chefkonstrukteur des schwimmenden Tauchständers und U-Bootes des Projekts 613 D-4 war ein Mitarbeiter des Central Design Bureau-Designers des U-Bootes des Projekts 629 Ya. E. Evgrafov. Die Arbeiten zur Herstellung des Ständers und des U-Boots wurden von der Schwarzmeerwerft ausgeführt.
"Werfversuche" wurden von Mai 1960 bis Oktober 1961 auf der Southern Range der Marine durchgeführt (16 Starts von Mock-ups wurden vom Stand aus durchgeführt, 10 Starts von einem U-Boot), unter der Aufsicht einer Kommission unter der Leitung von Oberst MF Wassiljewa. Tests haben bestätigt, dass die R-21 SLBM für Unterwasserstarts aus Tiefen von bis zu 50 Metern geeignet ist.
In der letzten Phase dieser Tests mit R-21-Raketen wurden zwei Experimente durchgeführt, um die Sicherheit der Rakete beim Start für ein U-Boot zu bestimmen. Beim ersten Experiment wurde das Verklemmen von SLBM-Jochen in den Führungen gleich zu Beginn der Bewegung der Rakete im Schacht simuliert, beim zweiten wurde die Leckage der Oxidationsmittelleitung im Heck der Rakete simuliert, die zu Vermischungen führte der Treibmittelkomponenten. Die Ergebnisse der Experimente waren erfolgreich. Die Attrappen der Raketen kamen aus der Mine, ohne die Elemente der Mine nennenswert zu beschädigen. Insgesamt kamen 28 Mock-ups für die „Wurf“-Tests zum Einsatz, was von der äußerst verantwortungsvollen Herangehensweise der Entwickler und Marinespezialisten an die Lösung einer grundlegend neuen Aufgabe spricht – der garantierten Entwicklung eines Unterwasser-Starts von SLBMs. Der Weg für die Präsentation des D-4-Raketensystems in der Phase gemeinsamer Tests war geöffnet.
Diese Tests wurden vom U-Boot Pr. 629B "K-142" durchgeführt. Der erste Start der SLBM wurde am 24. Februar 1962 durchgeführt (davor fand ein Probestart des "Wurf"-Mock-ups statt). Insgesamt wurden während der Tests 28 Starts durchgeführt, von denen 27 erfolgreich waren.
Die Vollständigkeit und Gründlichkeit der Boden- und Flugtests während des Betriebs zahlte sich aus - selbst als die Lebensdauer der R-21 SLBM 18 Jahre erreichte, waren erfolglose Starts dieser Rakete äußerst selten. Der Komplex D-4 wurde im späten Frühjahr 1963 in Betrieb genommen. Sie planten, U-Boote des Projekts 629 (aufgerüstet zu Projekt 629A) und U-Boote des Projekts 658 umzurüsten. Zu diesem Zeitpunkt umfasste unsere Marine 22 U-Boote des Projekts 629, die über das D-2-Raketensystem verfügten. Insgesamt wurden gemäß Projekt 629A von 1965 bis 1972 14 U-Boote umgerüstet (unter Berücksichtigung des U-Bootes des Projekts 629B, das auch gemäß Projekt 629A umgerüstet wurde) U-Boote. Das führende U-Boot der Nordflotte "K-88" trat im Dezember 1966 unserer Marine bei. Im Rahmen seiner staatlichen Tests wurden 2 Starts der R-21 SLBM mit positiven Ergebnissen durchgeführt. Beachten Sie, dass bei der Umrüstung dieser U-Boote gemäß Projekt 629A neben dem Austausch der Schiffssysteme des Raketenkomplexes selbst auch das Pluto-Navigationssystem durch das fortschrittlichere Sigma ersetzt wurde.
Bei den U-Booten des 658M-Projekts wurden alle 8 Boote des 658-Projekts, die im Zeitraum ab November 1960 in Dienst gestellt wurden, umgerüstet. Die Sanierung wurde 1970 abgeschlossen.
In den Jahren 1977-1979 wurde dieses Waffensystem im Zusammenhang mit dem Austausch des Gefechtskopfes modernisiert. Die Rakete mit dem neuen Sprengkopf erhielt die alphanumerische Bezeichnung R-21M und der gesamte Komplex - D-4M. Das Bewaffnungssystem "Projekt 658M (629A) U-Boot - RK D-4 (M)" war bis Ende der 80er Jahre bei der Marine im Einsatz. Und es warteten neue Errungenschaften. Die Entwicklung des ersten Marine-Raketen-Waffensystems der zweiten Generation "Projekt 667A U-Boot - RK D-5" wurde bereits eingestellt, Konstruktionsstudien und Arbeiten durchgeführt, um eine SLBM mit einer bis vor kurzem fantastisch erscheinenden Schussreichweite zu schaffen.
