На первых этапах разработки М-11 планировалось обеспечить максимальную преемственность с ЗРК М-1, а по возможности — и унификацию с его элементами. При этом одновременно со стремлением вписаться в ограниченные объемы погребов боезапаса кораблей предполагавшаяся унификация определила и длину ракеты нового комплекса, практически равную длине ЗУР комплекса М-1. С другой стороны, по дальности действия новый комплекс не должен был уступать корабельному варианту ЗРК средней дальности С-75 — М-2»Волхов-М» с ракетой В-753, установленному на крейсере «Дзержинский».
Окончательно параметры нового ЗРК утвердили постановлением от 25 июля 1959 г., где были определены основные тактикотехнические элементы корабля пр. 1126 и разрабатываемых для него ЗРК М-31 и М-11. Через год, 22 июля 1960 г., необходимость продолжения этой работы была подтверждена очередным постановлением.
КомплексМ-11 предназначался для уничтожения воздушных целей, летящих со скоростями до 800 м/с на высотах от 250 м до 20 км, на дальностях от 3–5 км до 25 км от корабля. На тех же дистанциях М-11 должен был поражать и надводные цели. При этом предъявились жесткие требования по габаритам и массе входящей в комплекс ракеты: длина не должна была превышать 6–6,5 м, размах крыльев — 1,7 м, масса — 1,5 т. Боезапас комплекса — 15–20 ракет на пусковую установку.
Головным разработчиком комплекса М-11, получившего также наименование «Шторм», был определен НИИ-10 (в дальнейшем — НПО «Альтаир»), главным конструктором — Г.Н. Волгин. Пусковую установку первоначально разрабатывали конструкторы ЦКБ-34 во главе с Т.Д. Вылкостом.
Уже на начальных этапах работ для М-11 было принято радиокомандное наведение, что соответствовало первоначальной концепции нового ЗРК как модернизации М-1. Однако задача радикального повышения тактико-технических характеристик привела к созданию практически полностью нового комплекса.
В окончательном виде введенный в состав М-11 стабилизированный антенный пост станции наведения «Гром» включал две антенны слежения за целью. Их отражатели, в отличие от параболических сегментов антенн у прототипа, были выполнены в виде фрагмента сферической поверхности — «тарелки». Этим обеспечивалось формирование узкого луча для достаточно точного определения трех координат одной антенной. В результате станция включала два независимых трехкоординатных канала цели. В каждом из каналов применялись два метода определения угловых координат. В одной из плоскостей использовался обзорный метод (по максимуму сигнала в зависимости от ориентации антенны), в другой — моноимпульсный (по разности фаз принимаемого сигнала). Плоскости реализации каждого из этих методов были разнесены на соседних антеннах на 90’. Другим заметным отличием антенны канала цели стала решетчатая, а не примененная в М-1 более тяжелая, сплошная конструкция отражателей.
Ракета В-611 (изделие 4К-60) комплекса М-11 «Шторм».
1 — радиовзрыватель; 2 — боевая часть; 3 — система управления; 4 — твердотопливный ракетный двигатель; 5 — бортовая радиоаппаратура; 6 — рулевой привод.
Антенны канала цели располагались непосредственно на передней стенке коробчатого контейнера с элементами электронной аппаратуры, на крыше которого устанавливались две стойки с антеннами канала ракеты, также тарельчатыми, но со сплошной конструкцией отражателей. Передача команд управления на ракету осуществлялась через рупорную антенну, размещенную ниже антенн канала цели.
Помехозащищенность радиоэлектронных средств комплекса обеспечивалась высокой мощностью передатчика команд, их тройным кодированием и низкой скважностью импульсов.
Создание ракеты В-611 для ЗРК М-11 поручили возглавляемому П.Д. Грушиным ОКБ-2 (в дальнейшем — МКБ «Факел»), Заказчики из ВМФ настаивали на том, чтобы в составе новой ракеты использовались только твердотопливные двигатели. Первые же оценки показали, что при использовании рецептур твердых топлив, освоенных к концу 1950-х гг., достичь требуемых характеристик ракеты при ее одноступенчатом исполнении не удастся. Двухступенчатый вариант В-611 имел преимущества по энергетике, но создавал проблему падения ускорителей на соседние корабли.
Наиболее рациональным для ракеты был признан двухрежимный двигатель. Он обеспечивал как стартовый режим большой тяги, необходимый для энергичного старта с короткой направляющей и быстрого разгона, так и маршевый — для поддержания высокой средней скорости полета.
Значительные трудности возникли при выборе топлива. Удельный импульс двигателя должен был составлять 220–230 с: при меньшем значении ракета просто не могла долететь на требуемую дальность. Достигнутый к тому времени удельный импульс твердотопливных двигателей не превышал 200 с, и требовавшийся для В-611 прирост в 20–30 с казался фантастикой.
Учитывая опыт разработки удачной ЗУР В-600 комплекса М-1, проектанты быстро скомпоновали новую ракету по схеме «утка», с минимальными размерами рулей и приводов. Но, как говорится, не успели высохнуть чернила на последней подписи в эскизном проекте, выпущенном в июне 1961 г., как схема ракеты изменилась. Продувки моделей в аэродинамических трубах и проведенные дополнительно расчеты показали, что характерные для нового изделия большие скоростные напоры должны были вызывать реверс элеронов на задней кромке крыльев.