АПЛ пр 658М комплекса Д-4
 
 
 Р-21 (3М50)  - одноступенчатая ракета  с отделяемой головной частью . Цилиндрический корпус ракеты с коническим головным обтекателем представлял собой цельносварную конструкцию, способную выдержать давление воды, и изготавливался из нержавеющей стали и разделялся на несколько основных объемов. Большую часть корпуса занимали баки для окислителя и топлива. Между ними располагался небольшой приборный отсек. Межбаковое пространство сообщается с хвостовым отсеком через кольцевой зазор между расходной трубой окислителя и тоннельной трубой, расположенными в баке горючего. За счёт этого в момент старта происходит наддув этой полости и уменьшение нагрузки на корпус в этом районе. С целью уменьшения нагрузки также осуществляется наддув баков ракеты с помощью систем предварительного и предстартового наддува. Головная часть корпуса вмещала боевую часть, в хвостовой находились двигатель и часть систем управления. Ракета получила жидкостный двигатель С5.3 четырехкамерной конструкции открытой схемы с тягой 40 тн. В качестве топлива использовались горючее ТГ-02 и окислитель АК-27И. Автономная инерциальная система управления с улучшенными характеристиками предназначалась для управления выходом БРПЛ на поверхность при старте с подводной лодки и вывода ракеты на заданную траекторию полета, стабилизации и программного управления, определения момента отделения головной части. Головная часть (ГЧ) ракеты (массой 1179 кг), оснащенная спецбоеприпасом РА-3 или РА-3Г, имела форму притупленного по сфере конуса. Корпус ГЧ и заряд не совмещенные. Отделение заряда от жесткой связи с корпусом ГЧ осуществлялось при срабатывании по команде от бортовой системы управления четырех пирозамков.
 

Годы (первый полет/принятие на вооружение/производство)

1962/63/62-
Носители (кол-во ПУ) АПЛ пр.858М(3), ДЭПЛ  пр.629А(3 )
Ракеты: индекс (вес(кг.)
Р-21(4К55)(19650)
Размеры: Lx.D max(м.) 14,21 х1,3
Тип БЧ (вес(кг.)

ЯБЧ РА-3(1180)  1,0Мт.  

Система наведения ИН
Дальность  стрельбы (км.)

1420

Круговое вероятное отклонение (КВО) (м.) 3000
Время подготовки к старту 30 мин. ( 10 мин. на весь БК( 3 ракеты).
Разработка
 ОКБ-586 (Янгель М.К.) ,СКБ-385(Макеев В.П.)
Производители

завод № 385 (Златоуст)

Выпуск ракет (шт.)/носителей  н.д./АПЛ. пр.658М(7 ед.),  ДЭПЛ пр.629А(13 ед), 629Б(1 ед.)

 

 Примечания:
  Ракета Р-21 (комплекс Д-4) - первая в СССР боевая баллистическая ракета с подводным стартом. Стартовала при волнении моря до пяти баллов, скорости хода лодки до четырёх узлов на глубине 40–50 м. Работы по исследованию физики явлений, имеющих место при подводном старте, были разбиты на три этапа. На первом этапе производились бросковые пуски макетов, имитирующих ракету Р-11ФМ, из неподвижной погруженной шахты. макет с твердотопливными двигателями, получивший обозначение С4.1. Первый пуск ракеты-макета С4.1 из-под воды был осуществлён 26 декабря 1956 года с глубины 30 метров. В 1958 году начались пуски макетов С4.5 с жидкостным двигателем с заправкой топлива на 4,5 с работы. Испытания Р-21  шли в три этапа — бросковые испытания макетов со стенда и подводной лодки и лётные испытания самих ракет. Для бросковых испытаний был создан макет получивший обозначение К1.1. Конструктивно это был прототип ракеты Р-21, на котором для уменьшения времени работы были уменьшены объёмы баков окислителя и горючего. Испытания проводились с неподвижного плавстенда ПСД-4 с глубин 40—50 метров. Для испытания с подводной лодки была переоборудована «С-229» по проекту 613-Д4. На лодке за рубкой была установлена одна ракетная шахта, выступавшая сверху на высоту 6,8 метра над палубой и снизу на 2 метра за корпус лодки. С погружного стенда ПСД-4 с 15 мая по 22 июля 1961 года было выполнено пять пусков макетов К1.1. С 29 августа по 11 сентября было осуществлено три пуска с борта С-229 с глубины 40—50 метров и скорости лодки 2,6—3,5 узла. Лётно-конструкторские испытания были продолжены пусками ракет Р-21 с борта подводной лодки. Испытания проводились на Северном флоте с февраля 1962 года с борта подводной лодки «К-142» переоборудованной по проекту 629Б и сданной флоту 29 декабря 1962 года. На лодке из трёх шахт две носовых были переделаны под Р-21, а третья осталась закрыта заглушками. Первый пуск был осуществлён 24 февраля 1962 года. Всего в ходе лётно-конструкторских испытаний было осуществлено 15 пусков, из которых 12 были признаны успешными. Затем приступили к совместным испытаниям — ракеты в составе комплекса Д-4 и подводной лодки. Было осуществлено 12 пусков, все были удачными. Комплекс Д-4 с ракетой Р-21 был принят на вооружение в 1963 г. Использование ракет с подводным стартом привело к необходимости создания специальной «системы одержания», удерживающую лодку в заданном диапазоне глубин при пуске ракет. Перед стартом ракеты кольцевой зазор между ракетой и шахтой заполнялся забортной водой. Чтобы не создавать дисбаланса плавучести подводной лодки заполнение кольцевого зазора водой осуществлялось из предварительно заполненных специальных цистерн кольцевого зазора с помощью системы перекачки. После старта ракеты создавался разбаланс плавучести, который ликвидировался принятием воды в специальную уравнительную цистерну. При предстартовой подготовке ракеты Р-21 осуществлялся предварительный наддув баков до давления 2,4 атмосферы. Затем шахта заполнялась водой из цистерн кольцевого зазора, а наддув баков продолжался до давления 8,5 атмосфер[21]. При этом образовывался так называемый «воздушный колокол» — герметизированный воздушный объём, образованный хвостовым отсеком ракеты и пусковым столом[11]. В этот объём осуществлялся запуск жидкостного двигателя ракеты, что позволяло снизить пик возникающего при старте давления и использовать конструкцию шахты без специальных газоотводов. Ракета Р-21 находилась на вооружении почти 20 лет — всего с 1963 по 1982 год было проведено 228 пусков ракет Р-21, из них 193 — успешные. Ракета Р-21 стала этапной, и опробованные на ней технические решения позволили приступить к созданию ракетных комплексов с ракетами Р-27 и Р-29. 
    Источники:
Широкорад А.Б. Оружие отечественного флота. Минск.  Харвест. 2001
http://www.militaryparitet.com/nomen/russia/rocket/balrock/data/ic_nomenrussiarocketbalrock/12/
https://www.arms-expo.ru/articles/armed-forces/ballisticheskie-rakety-podvodnykh-lodok-raketnyy-kompleks-d-2-s-ballisticheskoy-raketoy-r-13/
http://militaryrussia.ru/blog/i/topic-585.html 
http://indbooks.in/mirror6.ru/?p=13624