Первоначально, из-за финансовых затруднений, ракету предложили создавать на базе БРСД «Юпитер», работы над которой в то время велись полным ходом. Но руководство флота смогло отбиться от этого варианта. Учитывая сложности с разработкой ЖРД, ставку сразу сделали на твердотопливные двигатели, технология производства которых к 1957 году была отработана. Параллельно шли работы над проектом атомной подводной лодки.
БРПЛ «Поларис-А1» (США) 1960 г.В сентябре 1958 года на Восточном испытательном полигоне начались летные испытания ракеты, получившей обозначение «Поларис-А1». Завершалась программа пусками с борта ПЛАРБ «Дж. Вашингтон». Всего состоялось 42 испытательных пуска. Осенью 1960 года ракетная система была принята на вооружение, и в конце этого же года первый ракетоносец вышел на боевое патрулирование.
БРПЛ «Поларис-А1» — двухступенчатая ракета с последовательным расположением маршевых ступеней. Корпуса двигателей несущей конструкции изготавливались из специальной стали. РДТТ первой и второй ступеней имели по четыре неподвижных сопла с поворотными дефлекторами, обеспечивавшими создание управляющих усилий в полете. Заряды двигателей изготовлялись из смесевого топлива, состоящего из перхлората аммония, полиуретана и алюминия с необходимыми добавками.
РДТТ второй ступени имел устройство отсечки тяги, что позволяло варьировать дальность полета. На ракету установили инерциальную систему управления, обеспечивавшую управление полетом на активном участке траектории и точность стрельбы (КВО) 3,7 км. Отделявшаяся в полете ядерная моноблочная головная часть Мк1 имела мощность 0,5 Мт и могла поражать площадные цели на дальности до 2200 км от места пуска.
Носителями этих ракет стали пять ПЛАРБ типа «Дж. Вашингтон» (название головной лодки в серии). При ее создании за основу взяли проект атомной торпедной лодки типа «Скипъяк». За рубкой был добавлен 40-метровый ракетный отсек, в котором разместили 16 пусковых шахт. Один ядерный реактор обеспечивал работу турбин мощностью 15000 л.с., что позволяло развивать скорость подводного хода 24 узла. Помимо ракетного вооружения субмарина оснащалась шестью торпедными аппаратами калибра 533 мм с боезапасом 18 торпед.
Несмотря на то, что рабочая глубина погружения составляла 220 м, пуск ракет можно было провести с глубины 25 м при скорости не более 5 узлов и только последовательно. Первая ракета могла стартовать через 15 минут после получения соответствующего приказа.
На первых американских ПЛАРБ компенсация горизонтальных и вертикальных нагрузок осуществлялась за счет гидродинамических амортизаторов. Для того чтобы ракета не ударялась о стенки, применялись три резиновых пояса, которые одновременно играли роль обтюраторов. При такой конструкции требовалось обеспечить достаточно большой зазор между стаканом и шахтой, что не позволяло использовать весь объем пусковой шахты.
В Советском Союзе в середине 50-х годов из-за политики Н. С. Хрущева военное кораблестроение начало резко свертываться. Крупные корабли разбирались на металлолом прямо на стапелях. Не было разработано проектов подводных лодок с ядерной энергетической установкой, хотя в тоже время велось строительство атомного ледокола «Ленин». Однако совершенствование вооружения флота все-таки велось.
Советский лидер, питавший особое пристрастие к ракетной технике, дал указание разработать ракетное оружие для ВМФ. Особое внимание уделялось созданию ракет с ядерной боеголовкой для подводных лодок. А так как на тот момент в СССР существовало одно ракетное КБ С. П. Королева, ему и поручили разработку баллистической ракеты. Сроки поставили крайне жесткие. В ОКБ-1, занятом работами по межконтинентальным ракетам, решили пойти по пути адаптации уже созданных и испытанных ракет к новым условиям. Посоветовавшись с кораблестроителями, «королевцы» занялись модернизацией ракеты Р-11М, имевшей подходящие размеры для размещения на выбранных в качестве возможных носителей подводных лодках. Такой подход позволял уложиться в заданные сроки, но не мог обеспечить создание нового эффективного оружия, что и подтвердилось впоследствии.
БРПЛ Р-11ФМ (СССР) 1958 г.19 сентября 1955 года состоялся первый испытательный пуск ракеты Р-11 с борта переоборудованной подводной лодки проекта 611АБ, первоначально созданной для проведения крейсерских операций в океане. Она имела большое водоизмещение и мощное торпедное вооружение. В ее рубке оборудовали две вертикальные ракетные шахты. Первые испытательные пуски показали, что подобная ракета может применяться на флоте, но необходимо создать надежную пусковую установку. Несмотря на то, что такая конструкция была признана перспективной и лодка успешно прошла испытания, строить серию не стали, так как закончилась разработка более совершенного подводного ракетоносца проекта 629.
Ракета, получившая на флоте обозначение Р-11ФМ, выполнена одноступенчатой, с несущими топливными баками из стального сплава. При ее проектировании и строительстве были использованы новейшие достижения в области ракетостроения и металлургии. Применение легких и прочных материалов позволило снизить массу ракеты до 5,5 т. На ракете установили ЖРД, компоненты топлива в камеру сгорания которого подавались не турбонасосным агрегатом, а вытеснительной системой. В качестве компонентов топлива применили керосин и азотную кислоту, воспламенение которых обеспечивалось специальным пусковым горючим.
Невысокие характеристики инерциальной системы управления ракетой, а также навигационной системы, служившей для определения местоположения лодки в момент старта, не позволили достигнуть хорошей точности стрельбы и КВО составило около 7 км. Дальность полета достигала 160 км.
В 1958 году советский ВМФ получил первую ракетную подводную лодку специальной постройки проекта 629 с дизель- электрической энергетической установкой, созданную на базе торпедной проекта 633 и унаследовавшей от нее практически все системы и оборудование в неизменном составе. Была несколько увеличена общая длина корпуса рубки. Торпедное вооружение и энергетическую установку оставили без изменений. До 1961 года построили 23 субмарины. До принятия на вооружение БРПЛ Р-13, они несли по три ракеты Р-11ФМ.
Следующей советской баллистической ракетой, разработанной для подводных лодок стала Р-13, созданная на базе ракеты Р-5М. Работы по ее созданию поручили тогда еще молодому конструктору B.П. Макееву. У него были все задатки крупного и талантливого руководителя и, когда правительство решило организовать новое КБ по проектированию БРПЛ, C. Королев рекомендовал его кандидатуру в качестве главного конструктора. Впоследствии коллектив этого КБ стал основным разработчиком баллистических ракет морского базирования.
К работам в новом бюро приступили в середине 50-х годов. Ракета Р-13 по конструкции мало чем отличалась от Р-5М. Она была длиннее «Полариса» при почти одинаковом диаметре, но дальность полета советской ракеты была гораздо меньше, чем у американской.
Инерциальная система управления обеспечивала точность стрельбы (КВО) 4 км, что в сочетании с ядерной моноблочной головной частью мощностью 1 Мт позволяло наносить удары по площадным целям. Как и Р-11ФМ, ракета Р-13 могла быть запущена только из надводного положения. Тем самым снижалась боевая ценность новых подводных лодок. И даже большая унификация конструкции с Р-5М в данном случае не играла заметной положительной роли. Но лучших ракет пока не было, и Р-13 осенью 1960 года поступила на вооружение флота.
К этому времени прошла испытания и поступила на вооружение первая советская атомная ракетная подводная лодка проекта 658. Ее энергетическая установка включала два водо-водяных ядерных реактора, обеспечивавших работу турбогенераторов. Всего в период 1958–1962 годы построили 8 субмарин этого типа, поступивших на Северный флот, и одну опытную для проведения испытаний баллистических ракет Р-29. На то время они были самыми скоростными и крупными из советских подлодок. Однако их радиоэлектронное и гидроакустическое оборудование не отличалось от оборудования дизельных лодок. Кроме трех баллистических ракет Р-13, лодка несла мощное торпедное вооружение: шесть 533-мм носовых и четыре 356-мм кормовых аппарата для стрельбы противолодочными и противокорабельными торпедами.
Эксплуатация головной подлодки К-19 выявила ряд существенных конструктивных недостатков. В 1961 году во время проведения учений Северного флота под названием «Полярный круг» на ней произошла авария реактора левого борта. Гибель лодки удалось предотвратить, для чего прямо в океане пришлось монтировать временную систему охлаждения аварийного реактора. Восемь человек, устранявших аварию и получивших большие дозы облучения, умерли после возвращения в базу. Позднее была установлена штатная система аварийной водяной проливки реактора для удаления теплоизбытков. К-19 оказалась несчастливой. В феврале 1972 года на ней возник пожар, унесший жизни 28 подводников. Но, несмотря на все недостатки, субмарины проекта 658 находились в боевом строю до начала 90-х годов.
