В 1952–1953 гг. в ОКБ-1 Министерства вооружения под руководством С.П.Королева была создана ракета Р-11 для сухопутных войск. Габариты, вес и компоненты ракеты позволяли с некоторой модификацией использовать ее на подводной лодке. 1-й ЦНИИ ВМФ совместно с ЦКБ-16 под руководством Л.А.Коршунова и Н.Н.Исанина провели предварительные проработки возможности размещения ракет типа Р-11 на подводных лодках. Несмотря на большое количество скептиков в ракетной промышленности, среди которых был главный конструктор НИИ-885 Министерства радиопромышленности Н.А.Пилюгин, инициативной группе военных моряков 4-го НИИ удалось убедить С.П.Королева в такой возможности, а затем и представителей судостроительной промышленности в необходимости доработки подводной лодки для размещения этих ракет.
В 1953 г. командование ВМФ (Н.Г.Кузнецов, Н.В.Исаченков, Л.А.Владимирский), создатели ракет (С.П.Королев) и судостроители (Н.Н.Исанин) вышли в правительство с предложением об открытии финансирования обширной программы по оснащению новых субмарин баллистическими ракетами. Идею одобрили, тем более что стало известно о работах в США по вооружению подводных лодок подобным оружием. Начало систематическим крупномасштабным исследованиям и работам по проблемам создания комплексов баллистических ракет подводных лодок было положено 26 января 1954 г. совместным постановлением ЦК КПСС и Совмина СССР № 136-75 «Об исследовании возможности пусков баллистических ракет с подводных лодок, проведении проектно-экспериментальных работ по вооружению подводных лодок баллистическими ракетами дальнего действия и разработке на базе этих работ технического проекта большой подводной лодки с реактивным вооружением» (тема «Волна»). Совершенно секретному ракетному комплексу присвоили код Д-1 (8К11).
Этим же постановлением создавалась кооперация организаций промышленности и ВМФ, которой поручалось выполнение работ по данному проекту, определялись сроки проведения работ назначались руководители проекта. Руководителем научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по теме «Волна» и главным конструктором подводных лодок, вооруженных баллистическими ракетами, стал начальник и главный конструктор ЦКБ-16 Н.Н.Исанин, по корабельной пусковой установке для ракет — главный конструктор ЦКБ-34 Е.Г.Рудяк, по навигационному оборудованию подводной лодки — главный конструктор МНИИ-1 Минтранстяжмаша Э.И.Эллер. Главным конструктором ракетного комплекса по теме «Волна» был назначен С.П.Королев (ОКБ-1 НИИ-88 Миноборонпрома), по автономной системе управления стартом и полетом ракеты — главный конструктор НИИ-885 Минрадиопрома Н.А.Пилюгин, по жидкостным двигательным установкам — главный конструктор ОКБ-2 НИИ-88 А.М.Исаев, по бортовым гироприборам ракеты и корабельным счетно-решающим приборам — главный конструктор НИИ-49 Минтранстяжмаша Н.А.Чарин.
Согласно ТТЗ 4-го НИИ ВМФ, экспериментальный морской ракетный комплекс состоял из переоборудованной подводной лодки с шахтами для ракет и стартовым оборудованием, модифицированных ракет, предназначенных для пуска с подвижной нестабилизированной платформы, и береговой инфраструктуры.
На пути создания первых комплексов морских баллистических ракет стояло множество неисследованных и сложнейших проблем. Вот лишь некоторые из них:
— размещение ракетных шахт с габаритами одного порядка с диаметром прочного корпуса подводной лодки с сохранением при этом не только традиционных архитектурных форм, но и всех тактико-технических свойств, присущих этому классу кораблей;
— обеспечение защиты ракеты от давления воды при погружении подводной лодки;
— ориентация ракеты на цель и стрельбу с качающейся (при вертикальной, бортовой и килевой качке, рыскании) и движущейся платформы с требуемой точностью без геодезической привязки места подводной лодки;
— поддержание ракетного оружия в постоянной готовности к пуску ракет в течение всего срока автономного плавания;
— надежное удержание ракеты на пусковой установке до старта и освобождение ее в момент запуска двигателя без разрушения пускового устройства и корпусных конструкций лодки от воздействия газовой струи;
— обеспечение долговременного хранения компонентов топлива и герметичности топливной системы;
— обеспечение безопасности корабля и его личного состава при нахождении БР на борту и при ее старте.
Но самое главное — необходимо было решить, какой будет пуск — из надводного или подводного положения.