Construction de deux sous-marins de plomb, le projet 629 (le deuxième composant du système d'arme) se déroulait simultanément à Severodvinsk et à Komsomolsk-on-Amur. Ils ont été mis en service en 1957 et deux ans plus tard, le drapeau de la marine a été hissé sur cinq autres bateaux identiques. Tous étaient équipés du système de missile D-1. Leur rééquipement ultérieur pour le complexe D-2 a été effectué par les chantiers navals. Au total, à l'exclusion du sous-marin du projet 629B, la flotte a reçu 22 sous-marins du projet 629 - les deux derniers sont entrés en service dans l'océan Pacifique en 1962.
Le développement du système d'armes consistait en un développement expérimental au sol (NEO) d'éléments, de systèmes de systèmes de contrôle automatisés embarqués et intégrés (KAFU) et d'assemblages de missiles balistiques et d'autres composants du complexe de missiles: essais de conception de vol de la fusée au gamme utilisant des supports fixes et pivotants avec les mêmes tâches que celles qui ont également été effectuées lors des tests similaires du RK D-1 (sur 19 lancements de missiles, 15 ont réussi); essais conjoints avec le lanceur sous-marin Project 629 (11 lancements de missiles sur 13 ont été concluants).
En août-septembre 1960, dans la baie de Kola, sur un stand spécial reproduisant le compartiment missile du sous-marin du projet 629, 6 tests de résistance à l'explosion ont été effectués, permettant de vérifier la sécurité du système de missile lors de l'explosion de grenades sous-marines à divers distances de la coque du bateau porteur. Sur la base de leurs résultats, il a été décidé de faire le plein avec un comburant sur le rivage. Le ravitaillement était toujours effectué sur le sous-marin à partir de ses réservoirs. Le système "Project 629 Submarine - RKD-2" a été adopté par la flotte soviétique en 1960 et a été en service jusqu'en 1972.
Ce système prévoyait la possibilité de lancer des SLBM depuis une position immergée à une distance d'au moins 1100 km. La création initiale du complexe de missiles devait être confiée au bureau d'études M. K. Yangel, futur académicien et créateur de toute une gamme de missiles balistiques intercontinentaux (ICBM), dont l'ICBM lourd RS-20 qui a suscité la plus grande inquiétude chez les Américains (selon la classification américaine SS-18, OTAN - "Satan") Cependant, d'un commun accord entre MK Yangel et V. P. Makeev, qui étaient unis par l'unité de vues et d'approches, ont décidé de confier l'équipe de conception de V. P. Makeeva (ci-après - KBM).
Au printemps 1960, la conception préliminaire du système de missile a été achevée, examinée et approuvée. V. L. a été nommé concepteur principal du D-4 chez KBM. Kleiman, ses adjoints O. E. Loukianov et N. A. Karganyan, la supervision du développement de l'Institut de recherche de la marine a été menée par le capitaine de 2e rang B. A. Khatchatourov et le lieutenant-commandant S. Z. Eremeev. Ce principe de fonctionnement a été retenu à toutes les étapes ultérieures de la création du système de missile - les officiers de la flotte étaient, en fait, des membres à part entière de l'équipe de conception, participant à la recherche, au développement et à la mise en œuvre des décisions prises.
Une attention particulière a été accordée au développement expérimental au sol (NEO) d'éléments, de systèmes et d'assemblages du SLBM R-21 et d'autres parties du complexe. Chaque conception et solution de circuit a été vérifiée par des tests à grande échelle dans des conditions de banc. Ainsi, des dizaines d'essais au banc de tir (OSI) du moteur-fusée ont été effectués, notamment en simulant l'action de la contre-pression lors du lancement d'un moteur à propergol liquide dans la mine d'un sous-marin, à l'aide de bouchons spécialement créés qui ont été montés dans les tuyères. des chambres de combustion.
Pour tester le système de propulsion (DU) de la fusée dans son ensemble, l'OSI DU a été effectué, et au début des trois derniers OSI, il y avait déjà des résultats de "lancer" (à leur sujet - ci-dessous) des tests de R-21 Maquettes SLBM du stand submersible flottant (SS) au South Range of the Navy … Cela a permis de comparer les résultats des tests sur le terrain et au banc, d'évaluer la justesse de la méthode de calcul et de faire les ajustements nécessaires. Le résultat de ce travail a été des essais de tir du banc R-21 SLBM utilisant le système de contrôle de missiles embarqué.
Structurellement, le missile balistique sous-marin R-21 était un missile balistique à un étage utilisant des propergols liquides (12,4 tonnes de comburant, 3,8 tonnes de carburant). Le corps de la fusée - entièrement soudé, en acier EI-811, combinait le compartiment des instruments (OBO), le réservoir d'oxydant, le réservoir de carburant et le compartiment arrière de la fusée en un seul ensemble.
Le moteur-fusée, créé dans le bureau d'études A. M. Isaeva, était une chambre à quatre chambres, également réalisée selon un schéma ouvert. Il avait un contrôle automatique de la poussée et du rapport entre l'oxydant et la consommation de carburant. Les chambres de combustion LRE étaient également les organes directeurs des SLBM. Les concepteurs ont décalé leurs axes de bascule d'un angle de 60 ° par rapport aux plans de stabilisation, ce qui a fourni la relation la plus rationnelle entre les valeurs des couples de contrôle en tangage, en lacet et en roulis.
Le moteur avait une poussée à la surface de la terre égale à 40 tf, la poussée spécifique était de 241,4 tf. Un arrêt d'urgence du moteur à ergols liquides (AED) a été envisagé, tout en assurant une isolation hermétique fiable des conduites de carburant. Les spécificités du lancement sous-marin nécessitaient l'étanchéité des compartiments SLBM, des raccords pneumohydrauliques, des connecteurs électriques, des câbles, etc. Cela était assuré par une structure de corps unique entièrement soudée, des câbles scellés qui sortaient des compartiments par des conduits hermétiques spéciaux, dont les cavités étaient gonflées à l'air, et des joints scellés de l'ogive avec le corps de la fusée, à l'aide d'un pneu en caoutchouc gonflé.
Le système de contrôle des missiles embarqué est inertiel. Il reposait sur des dispositifs gyroscopiques, qui étaient situés dans le compartiment instrument de la fusée: gyroverticant, gyrohorizon et gyrointégrateur d'accélérations longitudinales. Tous les autres dispositifs et éléments du système de contrôle embarqué ont été créés principalement dans l'institut de recherche, dirigé par N. A. Semikhatov, futur académicien et développeur principal de systèmes de contrôle pour tous les systèmes de missiles navals stratégiques. Le contrôle militaire sur la création du SU dans cet institut de recherche a été effectué par le capitaine de 2e rang V. V. Sinitsyn).
La communication du système de contrôle embarqué avec le test du navire, ainsi que l'équipement de lancement, a été réalisée via deux connecteurs scellés spéciaux au moyen de câbles remplaçables fournis par le fabricant avec la fusée. Lors de la préparation du pré-lancement, pour assurer l'étanchéité, les câbles ont été gonflés à l'air avec une pression nominale de 6 kg/m². cm.
Un SLBM a été lancé à partir d'un puits de mine submergé. Lors de la préparation du pré-lancement, les appareils gyroscopiques ont été guidés, le champ de tir a été réglé, les câbles et les pneus ont été pressurisés et, consécutivement en deux étapes, les réservoirs ont été pressurisés. Après avoir atteint la pression requise dans les réservoirs, le puits du sous-marin a été automatiquement rempli, puis la pression de l'eau à l'intérieur du puits a été égalisée à la pression extérieure et le couvercle du puits a été ouvert.
Immédiatement avant le lancement, la fusée a été transférée à bord (à partir de la batterie d'ampoules), dans un espace donné de la fusée, en fournissant de l'air comprimé, une "cloche" a été créée. La "cloche" était gonflée en mode automatique, qui était contrôlé par des capteurs appropriés. Il était nécessaire d'amortir les processus dynamiques gazeux accompagnant le lancement, ce qui a permis de réduire à des limites acceptables la puissance et les charges thermiques de la fusée qui surviennent lors du lancement à partir d'une mine "aveugle" non équipée d'évents de gaz spéciaux.
La sortie sans contrainte des SLBM de la mine d'un sous-marin, qui se déplaçait en présence de perturbations causées par les vagues et le cours du sous-marin, était assurée en utilisant un schéma directionnel de type traînée, qui consistait en des guides rigides montés sur les parois de la mine, et des jougs montés sur le corps de la fusée elle-même. La rampe de lancement a été verrouillée avec des goupilles spéciales pendant le départ. Pour réduire la traînée aérodynamique, les jougs ont été largués au début de la section aérienne de la trajectoire de vol (15 s après le détachement du SLBM de la rampe de lancement). Pour améliorer la stabilité statique, pendant le vol, la fusée était équipée de quatre stabilisateurs, situés polairement dans la queue.
L'ogive de la fusée pesant 1179 kg était équipée de munitions spéciales. Le compartiment de l'ogive a été produit par une pression d'air excessive dans le compartiment des instruments de la fusée. Avant cela, l'ogive était libérée de la fixation rigide au corps de la fusée à l'aide de quatre verrous pyrotechniques déclenchés par les commandes du système de contrôle embarqué.
Le temps de vol du missile vers la cible située à la portée maximale n'a pas dépassé 11,5 minutes, la hauteur maximale de la trajectoire balistique a atteint 370 km. Dans le cas d'un tir à une portée minimale de 400 km, le temps de vol était réduit à 7,2 minutes et l'altitude maximale était d'un peu plus de 130 km. Avant la délivrance de SLBM à un transporteur sous-marin, un complexe d'opérations a été effectué à la base de missiles techniques (TRB) de la flotte, incl. test pneumatique des systèmes, alignement, test horizontal du système de contrôle embarqué, ravitaillement en ergols et amarrage du missile avec la tête militaire. Selon la classification adoptée aux États-Unis, le P-21 SLBM a reçu l'index alphanumérique SS-N-5, selon la classification de l'OTAN - le nom "Serbe".
Les composants les plus importants du complexe de missiles D-4 étaient un système de contrôle automatisé intégré de KAFU, un lanceur (PU), un complexe d'équipements au sol (KNO) et un système de visée PP-114.
La base de KAFU était, créée dans l'un des instituts de recherche du ministère de l'Industrie et du Commerce, la formation automatique de relèvement et de distance (APD) "Stavropol-1" et l'équipement informatique décisif du système "Izumrud", qui a guidé les dispositifs gyroscopiques embarqués prenant en compte les informations d'entrée du complexe de navigation (NK) "Sigma".
Le lanceur, nommé SM-87-1, a fourni: le stockage de SLBM dans un puits sous-marin avec des paramètres de chargement, le lancement d'une fusée à partir d'un puits rempli d'eau, ainsi que l'opérabilité d'un missile balistique après exposition à des conditions de tempête et d'explosions sur le sous-marin dans un rayon spécifié; sa sécurité incendie et explosion après ruptures au rayon critique. La résistance à la corrosion des systèmes de lancement a permis de préparer six fois les missiles avant le lancement, avec une inondation complète des mines avec de l'eau de mer.
A l'aide d'un ensemble d'équipements au sol, les opérations nécessaires à l'exploitation au sol des SLBM ont été réalisées (transport, chargement sur sous-marin, stockage quotidien, travaux préparatoires à la délivrance à un porteur sous-marin dans une base fusée technique, ravitaillement).
Après l'achèvement de l'étape de développement expérimental au sol dans un volume qui permet de commencer à élaborer un lancement sous-marin (dans le jargon établi des missiles - tests de "lancer"), les tests de maquettes de la fusée R-21 ont commencé, d'abord à partir d'un support submersible flottant (PS), puis avec un projet 613 D-4 rééquipé (un silo de missiles a été monté derrière l'enceinte de la timonerie) du sous-marin S-229. Les maquettes correspondaient parfaitement au R-21 SLBM en termes de caractéristiques de poids et de taille, de contours externes et de lieux d'amarrage avec les systèmes de navire. Ils étaient remplis de composants de carburant en fonction du fonctionnement du moteur pendant un temps donné.
Le concepteur en chef du support submersible flottant et du sous-marin du projet 613 D-4 était un employé du Central Design Bureau-concepteur du sous-marin du projet 629 Ya. E. Evgrafov. Les travaux de fabrication du stand et du sous-marin ont été réalisés par le chantier naval de la mer Noire.
Des essais de "lancer" ont été effectués de mai 1960 à octobre 1961 au Southern Range of the Navy (16 lancements de maquettes ont été effectués depuis le stand, 10 lancements depuis un sous-marin), sous la supervision d'une commission sous la direction du colonel MF Vasilyeva. Des tests ont confirmé que le R-21 SLBM est adapté aux lancements sous-marins à des profondeurs allant jusqu'à 50 mètres.
Dans la dernière période de ces tests sur les missiles R-21, deux expériences ont été menées pour déterminer la sécurité du missile au lancement pour un sous-marin. Lors de la première expérience, le blocage des culasses SLBM dans les guides au tout début du mouvement de la fusée dans l'arbre a été simulé, dans la seconde, la fuite de la ligne de comburant dans la queue de la fusée a été simulée, ce qui a conduit à un mélange des composants du propulseur. Les résultats des expériences ont été concluants. Les mannequins des missiles sont sortis de la mine sans causer de dommages importants aux éléments de la mine. Au total, 28 maquettes ont été utilisées pour les tests de "lancement", ce qui témoigne de l'approche extrêmement responsable des développeurs et des spécialistes navals de la solution d'une tâche fondamentalement nouvelle - le développement garanti d'un lancement sous-marin de SLBM. La voie de la présentation du système de missile D-4 au stade des essais conjoints a été ouverte.
Ces tests ont été effectués à partir du sous-marin pr.629B "K-142". Le premier lancement du SLBM a eu lieu le 24 février 1962 (avant cela, un lancement d'essai de la maquette "lancer" avait eu lieu). Au total, 28 lancements ont été effectués lors des tests, dont 27 ont été concluants.
L'exhaustivité et la rigueur des essais au sol et en vol pendant l'exploitation ont porté leurs fruits - même lorsque la durée de vie du R-21 SLBM a atteint 18 ans, les lancements infructueux de ce missile étaient extrêmement rares. Le complexe D-4 a été mis en service à la fin du printemps 1963. Ils prévoyaient de rééquiper les sous-marins du projet 629 (mis à niveau vers le projet 629A) et les sous-marins du projet 658. À cette époque, notre marine comprenait 22 sous-marins du projet 629, équipés du système de missiles D-2. Au total, selon le projet 629A, de 1965 à 1972, 14 sous-marins ont été rééquipés (en tenant compte du sous-marin du projet 629B, qui a également subi un rééquipement selon le projet 629A) sous-marins. Le sous-marin de tête de la flotte du Nord "K-88" a rejoint notre marine en décembre 1966. Au cours de ses tests d'état, 2 lancements du R-21 SLBM ont été effectués avec des résultats positifs. Notez que lors de la conversion de ces sous-marins selon le projet 629A, ainsi que du remplacement des systèmes de navires du complexe de missiles lui-même, le système de navigation Pluto a également été remplacé par le Sigma plus avancé.
Quant aux sous-marins du projet 658M, les 8 bateaux du projet 658, entrés en service à partir de novembre 1960, ont été rééquipés. La rénovation a été achevée en 1970.
En 1977-1979, ce système d'arme subit une modernisation associée au remplacement de l'ogive. Le missile avec la nouvelle ogive a reçu la désignation alphanumérique R-21M et l'ensemble du complexe - D-4M. Le système d'armement "Project 658M (629A) submarine - RK D-4 (M)" était en service dans la Marine jusqu'à la fin des années quatre-vingt. Et de nouvelles réalisations l'attendaient. Le développement du premier système d'armes de missiles navals de la deuxième génération "Sous-marin Projet 667A - RK D-5" a déjà été fixé, des études de conception et des travaux ont été menés pour créer un SLBM avec une portée de tir qui semblait jusqu'à récemment fantastique.
