Первые испытания модернизированных экспериментальных образцов ракеты Р-11ФМ с запускаемым в воде двигателем, выполненные в 1960 г. с борта Б-67, дооборудованной по пр. ПВ611, показали реальную возможность создания ракет с подводным стартом. Однако делать это на базе Р-11ФМ и Р-13, учитывая их малые дальности полета, не имело смысла. Ещё 20 марта 1958 г. было принято постановление правительства №342-165 о создании новой ракеты с дальностью полета, значительно большей, чем у Р-13, и стартующей из-под воды. Ракета предназначалась для замены Р-13. Создание нового ракетного комплекса первоначально поручили коллективам, занимавшимся опытной отработкой первых отечественных ракет с подводным стартом: ОКБ-586 (М.К. Янгель), НИИ-592 (Н.А. Семихатов), ЦКБ-34 (Е.Г. Рудяк) и НИИ-49.
Отработка комплекса включала три этапа: бросковые испытания макетов ракеты с погруженного стенда для проверки работы двигателя ракеты ни подводном участке траектории, бросковые испытания макетов ракеты с переоборудованной в начале по пр. В613. а затем пр. 613Д-4 подлодки С-229 для проверки выхода ракеты из шахты при движении ПЛ со скоростью 3-4 уз в подводном положении и летно-конструкторские испытания (ЛКИ) ракет в телеметрическом варианте на полную дальность полета и точность попадания при штатном составе комплекса.
Для проведения ЛКИ было принято решение продолжить серию пр. 629, построив на СМП 16-й корабль по пр. 629Б специально для отработки двух новых ракетных комплексов с подводным стартом: с жидкостной ракетой Р-21 Главного конструктора В.П.Макеева и твердотопливной комплекса Д-6, разработка которой была поручена коллективу КБ-7 ленинградского завода "Арсенал" под руководством Главного конструктора П.А. Тюрина.
Работы в ЦКБ-16 по отработке новых ракетных комплексов были поручены Якову Евграфовичу Евграфову. Наблюдение за ходом проектирования корабля вел представитель ЦНИИВК — главный наблюдающий капитан-лейтенант В.И. Литошенко.
В 1959 г. под руководством Я.Е.Евграфова разработали и выдали па Черноморский судостроительный завод в Николаеве рабочие чертежи для изготовления специальною погружного стенда ПС Д-4 и переоборудования ДЭПЛ. В 1960 г был разработан технорабочий проект 629Б, и на завод №402 отправили списки чертежей пр. 629, годные для пр. 629Б. что позволяло СМП запустить в производство изготовление узлов и деталей большинства частей корабля. А вскоре были выданы оригинальные (пр. 629Б) чертежи на районы или узлы, чем-либо отличавшиеся от основного проекта. Что позволило заводу уже в январе 1961 г., не теряя сложившегося за три года постройки серии кораблей пр. 629 ритма, заложить 16-й корабль. Строителем корабля был назначен М.Я.Баженов, но вскоре его сменил В.Н.Фролов.
Параллельно специалисты ЦКБ-34 разработали принципиально новую стартовую установку СМ-87 для длительного хранения в корабельных условиях и пуска БР из заполненной водой шахты с неподвижною (не поднимаемого) стартового стола. Два комплекта деталей СМ-87 изготовил ленинградский завод "Большевик", собрали их на СМП на специально созданном монтажном стенде.
В то же время в НИИ-49 разработали и изготовили опытные образцы счетно-решающих приборов управления гироскопическими приборами ракеты и определения момента старта "Изумруд" и автомата выработки пеленга и определения дистанции до цели (АПД) "Ставрополь". Впервые в отечественной практике сложная боевая счетно-решающая корабельная система была изготовлена полностью на полупроводниках, что позволило главному конструктору АПД "Ставрополь" Олегу Алексеевичу Беляеву (будущему лауреату Ленинской премии) "уместить" ее в одном приборе.
Значительное упрощение конструкции ПУ, в которой не было подъемного стартового стола с механизмами подъема и поворота, как в СМ-60, несмотря на увеличение диаметра новой ракеты, позволило уменьшить внутренний диаметр ракетной шахты до 2150 мм, а длину — с 16 035 до 15 536 мм. Это, в свою очередь, позволило уменьшить внутренний диаметр и высоту прочных стаканов для крепления шахт в прочном корпусе. А уменьшение диаметра вырезов в прочном корпусе сделало возможным уменьшить толщину прочного корпуса в районе вварки стаканов.
Впервые специалисты ЦКБ-16 совместно со специалистами ЦНИИ-138 и ЦНИИ-48 разработали, а завод реализовал метод крепления ракетных шахт на сварке с обеспечением 100% рентгенографирования. Это упростило и облегчило конструкцию, однако потребовало тщательного контроля процесса монтажа шахт, поскольку шахты вваривались с заранее смонтированными в них стартовыми установками и необходимо было соблюсти очень жесткие требования по вертикальности и параллельности линии "нос-корма" стартового стола к ДП корабля.
Киевский завод "Арсенал" разработал специальную аппаратуру ПП-114 и методику "переноса" ДП корабля с палубы надстройки (от двух теодолитных постов над специальными контрольными площадками на прочном корпусе I и VIII отсеков) внутрь прочного корпуса. Это было необходимо для получения единой базы привязки центральной контрольной площадки (в гиропосту), контрольных площадок на носовой и кормовой переборках ракетного отсека, приборов навигационного комплекса, перископов, стартовых столов в шахтах и обеспечения в последующем периодического контроля положения ракет в шахтах.
17 сентября 1961 г. корабль в большой степени готовности вывели из эллинга и спустили на воду. На корабле были установлены две ракетные шахты, стакан третьей (кормовой) был заглушен специальной приварной заглушкой ее зарезервировали под установку шахты с твердотопливной ракетой комплекса Д-6, которая "не дожила" до ЛКИ.
Архитектура корабля почти не отличалась от серийных, стоявших у достроечной стенки: незначительно изменилось лишь ограждение шахт — уменьшилась его ширина и высота (без учета обтекателя выдвижных устройств). Состав оборудования и его размещение в отсеках (кроме III и IV) соответствовали последнему кораблю серии. Полностью изменилось насыщение ракетного отсека и состав цистерн в междубортном пространстве в районе отсека, частично — насыщение и расположение оборудования в отсеке ЦП.
На верхней палубе ракетного отсека, как и на пр.629, разместили койки личного состава и двухместную каюту офицеров, а также нагреватели, охладители и вентиляторы системы поддержания микроклимата в шахтах.
На приборной палубе между шахтами были сформированы два боевых поста с аппаратурой управления корабельными системами предстартовой подготовки и обслуживания (АУ КСППО), два поста с приборами измерительно-пускового электрооборудования системы управления (ИПЭСУ), приборы систем "Изумруд" и "Ставрополь", приборы контроля температуры, газового состава и наличия воды в шахтах, аппаратуру системы единого времени и т.д.
На нижней палубе отсека (под распорной платформой) была установлена аппаратура телеметрии "Трал-629Б", предназначавшаяся для записи параметров движения ракеты на подводном участке траектории и документирования состояния систем комплекса и аппаратуры борта ракет во время предстартовой подготовки, старта и начального участка траектории движения. Работа всех систем комплекса, телеметрии и связи синхронизировалась при помощи аппаратуры системы единого времени СЕВ-12Л. Здесь же были размещены агрегаты питания навигационного комплекса "Сигма-629Б" и насос 6МВх2 системы заполнения кольцевого зазора шахт.
В междубортном пространстве в районе ракетного отсека вместо ЦАЗ и цистерн замещения веса ракет были сформированы две цистерны кольцевого зазора (ЦКЗ) и две цистерны замещения отрицательной плавучести ракет (ЦЗОПИ). Перед стартом вода из соответствующей ЦКЗ насосом 6МВх2 перегонялась в "свою" шахту, после чего давление в шахте выравнивалось с забортным, и можно было открывать крышку шахты. Поскольку ракета имела отрицательную плавучесть более двух тонн, во избежание сильного подвсплытия ПЛ после старта ракеты, ЦЗОПИ в определенный момент заполнялась. Для уменьшения подвсплытия ПЛ после старта ракеты ("одержания" корабля по глубине) предусмотрели использование цистерны быстрого погружения, снабдив ее быстродействующим клапаном вентиляции, позволявшим принимать в цистерну определенную порцию воды "на подушку".
Большую исследовательскую работу, получившую практическую реализацию при расчетах одержания всех последующих ПЛ с БР, выполнил В.Ц. Коц, успешно защитивший кандидатскую диссертацию на эту тему.
Изменения в ЦП были обусловлены, в основном, отличиями в составах навигационных комплексов — стоявшего на пр. 629 комплекса "Плутон-629" и устанавливаемого "Сигма-629Б". Старый не удовлетворял по точности определения своего места и курса новый ракетный комплекс с более чем вдвое увеличенной дальностью стрельбы. Необходимость установки трех новых гирокомпасов "Маяк", трех гироазимутов, двух гировертикалей и счетно-решающих приборов астрокорректора "Сегмент-8", а также агрегатов питания потребовала значительно увеличить площадь гиропоста. К тому же для обеспечения требуемых условий по климатике в гиропосту пришлось установить автономный кондиционер АМК-10ПС. Для размещения гиропоста пришлось уменьшить объём охлаждаемой "провизионки" и перенести на нижнюю палубу ракетного отсека агрегатную гиропоста.
Значительно теснее стало и на верхней палубе отсека ЦП — в посту командира и в штурманской рубке. Новый астронавигационный перископ, астрокорректор "Сегмент-8", имел навешенный в нижней части перископа прибор — гировертикаль, что удлиняло шахту перископа, доходившую теперь до палубы ЦП. На верхнюю палубу ЦП, на боевой пост командира были вынесены репитеры приборов готовности к стрельбе ракетами и коммутатор громкоговорящей связи "Каштан". При стрельбе ракетами из подводного положения командирский пост в прочной рубке терял свое значение, обеспечивая только режим перископного плавания и погружения-всплытия.
На достройку, швартовные и заводские ходовые испытания, комплексные проверки и погружение на предельную глубину с тензометрированием в конструктивно новых узлах прочного корпуса ракетного отсека ушло более трех месяцев.
Зима 1961-1962 гг. была суровой. В начале декабря Белое море сковал сплошной лёд, и для проведения ЛКИ было решено перевести корабль в одну из бухт Кольского полуострова, где базировались подводные ракетоносцы пр. 629 и поблизости имелась и техническая позиция для подготовки БР к испытаниям.
Для проводки корабля был выделен ледокол — старина «Ермак», обеспечивавший проводку судов в Архангельский лесной порт, и 2 января 1962 г. подлодка с крупно выведенным на бортах ограждения шахт бортовым номером 777 под командованием капитана 1 ранга С.И. Бочкина отошла от стенки завода и самым малым ходом двинулась в кильватер «Ермаку».
Вскоре после прихода на Север начались ЛКИ. Для размещения большого числа специалистов промышленности и ВМФ — участников испытаний (до ввода в строй строившейся гостиницы "Ваенга") был арендован круизный теплоход «Мария Ульянова», ошвартовавшийся в Североморске невдалеке от штаба флота. Это было очень удобно, поскольку штаб руководителей испытаний, размещавшийся на теплоходе (позднее в "Ваенге") поддерживал постоянную связь с оперативным отделом штаба флота, планировавшим все выходы корабля на испытания в процессе которых было проведено 27 пусков (первый состоялся 24 февраля 1962 г.).
Испытания продолжались практически весь 1962 г. и закончились принятием 15 мая 1963 г. первого отечественного комплекса БР с подводным стартом на вооружение.
Летом того же года Мурманск посетил Н.С. Хрущев, как известно, большое внимание уделявший повышению обороноспособности страны и в первую очередь развитию ракетной техники. Главком ВМФ адмирал флота С.Г.Горшков не преминул пригласить его на пуск новой ракеты из-под воды. Зачем-то был разыгран целый спектакль.
Хрущев с большой свитой сопровождающих адмиралов и главных конструкторов систем комплекса вышел в район пуска па эсминце, и нескольких кабельтовых от ЭМ шла надводным ходом АПЛ пр.658 с ракетным комплексом Д-2.
Она погружается, и Хрущеву говорят: "Смотрите вот туда - через пять минут она произведет старт ракеты из-под воды". Действительно, точно в назначенное время в указанном квадрате ярко освещенного летним солнцем северного моря на мгновение возник конус, и ракета, быстро набирая высоту и как бы валясь в сторону наблюдателен, ушла из зоны видимости. Через несколько минут телеметрические посты на Новоземельском полигоне зафиксировали координаты падения очередной "головы". Закончился очередной этап испытаний с ракетной ДЭПЛ пр. 629Б, которая уже некоторое время до прихода эсминца с высокими гостями находилась в полигоне и готовилась к старту. Атомный же ракетоносец, погрузившись, лег на циркуляцию и ушел в другой полигон для отработки своих задач.
Эффект от демонстрации был таков. Создателям первого отечественного корабельного комплекса БР с подводным стартом была присуждена Ленинская премия (в число лауреатов вошел и Н.Ф. Шульженко, только что ставший начальником ЦКБ-16 вместо переведенного начальником СКБ-14 Н.Н. Исанина), ЦКБ-16 наградили орденом Ленина, главного конструктора и начальника бюро Н.Н. Исанина удостоили звания Героя Социалистического труда, а большую группу создателей от промышленности и ВМФ наградили орденами и медалями.
Для принятия корабля в состав ВМФ необходимо было опытные образцы аппаратуры комплекса ракетного оружия заменить серийными. С этой целью корабль на некоторое время поставили в СРЗ-35, где и произвели замену. После контрольных пусков ракет, в конце декабря 1962 г. лодку приняли в состав ВМФ в качестве опытно-боевого корабля.
Принятие комплекса на вооружение позволяло начать работы по переоборудованию, по сути дела, только что построенных первых серийных подводных ракетоносцев — как дизельных пр. 629. так и атомных пр. 658.
Работа над проектом корабля, вооруженного БР с подводным стартом, на базе пр. 629 была начата в бюро еще в 1958 г., сразу же после выхода постановления правительства о создании ракеты. В 1959 г. был выполнен эскизный проект 629Д4, определивший предварительно основные элементы корабля при установке нового комплекса. Технический проект мог быть разработан только после окончательного определения приборного состава систем комплекса, стартовой установки, массогабаритных характеристик ракеты и остальных элементов. Такой момент наступил после создания экспериментальной лодки пр. 629Б.
