Успешные бросковые испытания ракет К-1.1 и успешная отработка других систем комплекса Д- 4 позволили перейти к летно-конструкторским испытаниям ракет В начале 1962 года в Комиссии по военно-промышленным вопросам при СМ СССР был рассмотрен вопрос «О ходе отработки комплекса Д-4 с ракетой Д-21». Было решено объединить этапы летно- конструкторских испытаний комплекса Д-4 с ПЛ пр. 629Б с этапом пристрелочных и зачетных испытаний в один этап совместных испытаний промышленности и ВМФ с выделением 5-7 ракет для конструкторской отработки.
Совместные испытания комплекса Д-4 начались в феврале 1962 года на Северном флоте.
Первый пуск ракеты Р-21 из подводного положения был проведен 24 февраля 1962 г. с ПЛ К- 102 проекта 629Б. Всего в ходе испытаний провели 27 пусков ракет. Испытания позволили отработать надежный и безопасный подводный старт ракет.
Комплекс Д-4 с ракетой Р-21 был принят на вооружение Постановлением CM № 539-191 от 15.05.1063 года. В создании комплекса участвовали СКБ-385, ОКБ- 2, ЦКБ-34, НИИ-137, ПО «Арсенал» и другие. В состав комплекса входили: ракеты Р-21, пусковые установки СМ-87-1, система корабельных счетно-решающих приборов управления стрельбой, аппаратура и системы подводной лодки, обеспечивающие подготовку и проведение пуска и т.п.
Навигационный комплекс «Сигма» применялся для выработки курса и определения скорости подводной лодки, автоматического и непрерывного определения текущего значения географических координат и выработки текущих значений углов бортовой и килевой качки ПЛ.
Корабельные счетно-решающие приборы «Ставрополь-1» и «Изумруд-1» обеспечивали: выработку углов наведения бортовых гироприборов относительно плоскости стрельбы и плоскости горизонта, и выдачу их на борт ракеты, – выработку преобразование текущей дистанции до цели во временную установку интегратора продольных ускорений с учетом поправок на вращение Земли и ее несферичности, и др., выработку боевого курса ПЛ.
Р-21 представляла собой одноступенчатую баллистическую ракету с отделяющейся головной частью. Баки окислителя и горючего являлись силовым корпусом ракеты. Они разделялись межбаковым пространством и совместно с приборным и хвостовым отсеком представляли собой цельносварную конструкцию из листовой нержавеющей стали.
Р-21 имела следующие параметры траектории при стрельбе на максимальную дальность:
скорость в момент выключения двигателя – 3439 м/с;
высота конца активного участка – 68,9 км;
время полета на ак тивном участке – 93 с;
полное время полета до цели – 384,6 с;
скорость встречи головной части с целью – 342 м/с.
Кроме дизельных лодок пр. 629Б комплекс Д-4 получили 8 атомных лодок пр. 658, из которых последние семь сразу строились по пр. 658М под комплекс Д-4 с тремя пусковыми установками
3* – В США первый пуск баллистической ракеты «Поларис» с погруженной атомной ПЛ «Джордж Вашингтон» состоялся 20 июля 1960 г., т. е. на 40 дней раньше. Пуск произведен с глубины 30 м. ракета пролетела 1800 км.
СМ-87-1.
Разработка проекта 658 велась с августа 1956 года. Приемный акт на головную ПЛ этого проекта К- 19 был подписан 12 ноября 1960 года. К-19 стала единственной лодкой, достроенной по пр. 658 под Д-2, остальные лодки К-33, К- 55, К-40, К-16, К-145, К-149 и К- 178 достраивались по пр. 658М. Они вступили в строй с июля 1961 г. по июня 1964 г.
ПЛ пр. 658 для пуска ракет Р- 13 должна была всплывать в надводное положение. Время пуска трех ракет составляло 12 минут, не считая времени всплытия и погружения.
При установке ракет Р-21 в лодках пр. 658М потребовалось создать комплекс средств, удерживающих ПЛ в заданном диапазоне глубин («система одержания»). Без принятия мер по одержанию ПЛ при старте одной ракеты подвсплывала на 16 м, что не позволяло в короткий срок привести ее на исходную глубину для старта следующей ракеты.
Применение подводного старта вызвало существенные переделки и в самой лодке. Перед стартом ракеты предусматривалось заполнение водой кольцевого зазора, образующегося между габаритами шахты и помещенной внутри ее ракетой. Для этого потребовалось размещение на лодке специальных балластных цистерн с системой перекачки. Для ликвидации разбаланса плавучести ПЛ после выхода ракеты из шахты была предусмотрена возможность приема около 15 м 3 воды в уравнительную цистерну. Кроме того, при переходе с ракет Р-13 на Р-21 пришлось устанавливать новые пусковые установки.
При предстартовой подготовке ракет Р-21 осуществлялся предварительный наддув баков окислителя с горючим до давления 2, 4 атм. Затем шахта заполнялась водой и продолжался наддув баков до давления 8,5 атм. В процессе заполнения шахты водой заданный уровень воды в воздушном колоколе поддерживался автоматически с помощью датчиков предельных уровней и электроавтоматики системы предстартового оборудования. После заполнения шахты водой производилось выравнивание давления в ней с забортным и открывалась крышка шахты.
Пуск ракет Р-21 производился с глубины 40-60 метров, при скорости лодки – 2-4 узла и волнении моря до 5 баллов.
С момента принятия на вооружение и до снятия с вооружения комплекса Д-4 (1963-1982) в процессе эксплуатации всего осуществили 228 пусков ракет Р-21. Из них 193 пуска были сочтены успешными, 19 пусков оказались неудачными из-за отказов системы ракеты,11 пусков были неудачными из-за ошибок расчетов и отказов обеспечивающих систем, причины 5 неудачных пусков установить не удалось.
