Сложность и медлительность операций с кабелями при испытании ракет С4.1 подвигли руководство полигона на грандиозный проект. Предусматривалось закрыть вход в балку Мраморную, по дну балки проложить рельсовый ход, установить мощные шлюзовые насосы и работать. Стенд готовится к пуску в верхнем положении, а на пуск спускается по рельсам на нужную глубину. При необходимости можно осушить балку и осмотреть все остатки от ракет. Застопорила этот проект колоссальная стоимость. Хотя, если бы тогда знали, сколько придется построить стендов за историю полигона, то проект, скорее всего, был бы осуществлен.
Параллельно с испытанием баллистической ракеты Р-21 полигон должен был испытывать «Аметист» — первую в мире крылатую ракету, стартующую из-под воды.
Для проведения испытаний этих комплексов в 1959–1960 гг. было проведено большое дооснащение Балаклкавского полигона, капитальное строительство новых сооружений. На полигон поступили новые телеметрические станции «Трал», РТС-5И, передвижные электростанции, компрессоры высокого давления, автобусы, грузовые машины. Были построены основные испытательные сооружения части. На 2-й площадке воздвигли трехэтажный монтажно-испытательный корпус с двумя сборочными цехами и 30-тонными монтажными мостовыми кранами, электроагрегатной спецтоков, профильными лабораториями на 1-ми 2-м этажах и аккумуляторную мастерскую. На 1-й площадке построили служебное здание с аппаратными для телеметрической аппаратуры, в Мраморной балке — новую лебедочную на 2 тяговые лебедки, причал и здание аппаратной.
Были оборудованы две морские позиции, на каждой — центральный массив с поворотным блоком и 4 понтона с ручными лебедками на каждом. Каждый понтон стоял на двух мертвых якорях.
На полигон протянули дополнительную железнодорожную ветку, проложили правительственную связь (на 2-ю площадку).
В городе построили жилой дом для офицеров. В районе штаба были построены гостиница и столовая военторга, в жилом городке поставлены финские домики.
В 1960 г. на полигоне была проведена помпезная операция «Скумбрия» — Всесоюзная выставка новейшего вооружения. На ней побывали руководители государства во главе с Н.С. Хрущевым, руководители стран демократии, министры обороны и командующие флотами.
К приезду Хрущева готовились очень тщательно. В тех местах, где он должен был побывать, на площадках были сделаны шикарные туалеты, но так как канализации на полигоне не было, то они делались на 1–2 посещения. После капитального ремонта штаба полигона в таком туалете разместили партком и машбюро. Пытались восстановить лестницу для спуска к морю. Отдельные марши лестницы валяются на спуске, наверное, и сейчас, но до приезда Хрущева не успели, а потом не было средств.
Для испытаний ракеты Р-21 в ЦКБ-16 был спроектирован погружающийся стенд ПСД-4. Он значительно отличался от первого стенда габаритными размерами, водоизмещением, усложненной конструкцией, большой насыщенностью приборами, увеличенной глубиной погружения.
Конструкция ПСД-4 представляла собой П-образный понтон, в прорези которого была установлена пусковая шахта без крышки, способная изменять свое положение с помощью гидравлики. Она могла занимать горизонтальное положение для погрузки макета на технической позиции и вертикальное положение для пуска на стартовой позиции. В шахте размещались пусковая установка и необходимые приборы.
В бортовых частях стенда размещались 10 балластных цистерн (по 5 с каждого борта) с кингстонами и клапанами вентиляции, приводы которых были сгруппированы и выведены на верхний мостик.
На палубе понтона находились 4 башнеподобные цистерны для обеспечения плавучести, внутри которых размещались электрическая аппаратура, приборы предстартовой подготовки, телеметрических измерений и пуска ракет, а также оборудование систем вентиляции и кондиционирования воздуха.
После затопления всех балластных цистерн (остаточная плавучесть при этом составляла около 5 т) стенд с помощью береговой лебедки и проложенного по дну троса устанавливался на заданной глубине стартовой позиции и удерживался от вращения в горизонтальной плоскости оттяжками с якорями.
Для передачи телеметрической информации во время прохождения ракетой подводного участка стенд соединялся кабелем с антенным плотиком.
Основные характеристики ПСД-4
Водоизмещение, т:
в надводном положении — 220
в подводном положении — 650
Основные размерения, м:
длина — 24,0
ширина — 8,6
высота борта — 3,3
внутренний диаметр пусковой шахты — 2,45
Осадка (с ракетой), м — 1,75
Стенд был изготовлен на заводе № 444 в Николаеве.
Параллельно подводная лодка С-229 была вновь переделана, но на сей раз по проекту 613Д4. В 4-м отсеке лодки в диаметральной плоскости установили пусковую шахту длиной 14 126 мм и внутренним диаметром 2450 мм без крышки, для чего убрали часть жилых помещений и одну группу аккумуляторных батарей. Верхняя часть шахты выступала над палубой на 6,8 м, а нижняя — на 2 м за корпус лодки. В пусковой шахте находились пусковая установка, электрические и воздушные разъемы и датчики. Для обслуживания ракеты на лодке предусматривались новые системы заполнения и осушения шахты, автономной гидравлики, подачи сжатого воздуха к шахте и пусковой установке, заполнения (самотеком) кольцевого зазора. Для передачи телеметрической информации на береговые станции был разработан буксируемый плотик с антеннами. Объемное водоизмещение подводной лодки после переоборудования возросло с 1045 т до 1104 т, а осадка увеличилась с 4,55 м до 4,95 м. (Сх. 13)
Завод № 444 закончил изготовление стенда в мае 1961 г., а лодка была сдана лишь в июне того же года.
В Балаклаве проводились испытания макетных образцов ракеты Р-21, получивших индекс К1.1.
Первый пуск ракеты К1.1 со стенда ПСД-4 был произведен 17 мая 1961 г., но ракета так и не вышла из-под воды. Второй пуск 25 мая был удачный. Всего до 22 июля 1961 г. провели 5 пусков К1.1.
Пуски второго этапа испытаний производились с 29 августа по 11 сентября 1961 г. с движущейся подводной лодки С-220 пр. 613Д4. Ракета К 1.1 стартовала с глубины 40 м при скорости лодки 2,5 узла. Старт прошел нормально, движение ракеты в воде, выход из воды и движение на начальном воздушном участке траектории были устойчивыми. Отсечка двигателя произошла в заданное время. Поднявшись на высоту 250–300 м, ракета упала на расстоянии 1500–2000 м от места выхода и при ударе о воду взорвалась из-за смешивания остатков компонентов топлива.
Остальные два пуска второго этапа прошли при аналогичных условиях, за исключением того, что скорость лодки была увеличена до 3,5 узлов.
Испытания доказали надежность старта ракеты из подводного положения с движущейся подводной лодки при скорости не более 3,5 узлов, безопасность личного состава, конструкций подводной лодки, пусковой установки и самой ракеты.
Третий и четвертый этап испытаний проводились опять на стенде ПСД-4 с 21 октября по 3 ноября 1961 г. На третьем этапе была установлена возможность применения для ракеты Р-21 пусковой шахты меньшего диаметра — 2150 мм. А на четвертом этапе испытаний была подтверждена безопасность подводной лодки при пуске из подводного положения в случае заклинивания ракеты в шахте.