Разработка системы управления была поручена коллективам трех институтов промышленности: НИИ-885, НИИ-49 и МНИИ-1. НАПилюгин, находясь в оппозиции к морскому увлечению С.П.Королева, доверил решение всех управленческих проблем своему заместителю В.П.Финогееву, который внес большой творческий вклад в разработку новой техники. Система управления Р-11ФМ решала задачи управления дальностью и обеспечивала устойчивость движения ракеты в полете. Она включала в себя автомат стабилизации, автомат управления дальностью, коммутационную аппаратуру и источники питания. Требовались также серьезные изменения в бортовой части системы управления ракеты (прием исходных данных на пуск из навигационной системы подводной лодки). На ракете были установлены гироскопический интегратор продольных ускорений Л-22-5, гировертикаль Л00-ЗФ, гирогоризонт Л11-ЗФ. В процессе предстартовой подготовки оси бортовых гироскопов ракеты выставлялись в плоскость горизонта и по азимуту стрельбы с использованием корабельного гироазимутгоризонта «Сатурн». Будучи жестко связанной с качающимся кораблем, ракета непрерывно меняла свое положение в пространстве, однако гироскопы своей ориентации не меняли. Стартовала ракета с углами, соответствовавшими ее положению в пространстве в момент отрыва от стартового стола. Для гарантированного безударного выхода из захватов пускового устройства включение двигателя происходило в момент минимального отклонения ракеты от вертикали. Дальнейшее движение осуществлялось в соответствии с программой, заложенной в бортовую аппаратуру управления. Невысокие характеристики используемой инерциальной системы управления ракеты, а также навигационной системы лодки, служившей для определения ее местоположения в момент старта, не позволяли достигнуть достаточно хорошей точности стрельбы. Коэффициент вероятного бокового отклонения (КВО) тогда составлял около 0,75 км.
По второму варианту ракета комплектовалась не отделяемой в полете моноблочной головной частью с ядерным зарядом мощностью 10 кт с совмещенным (единым) корпусом заряда и самого блока. При встрече ракеты с целью должно было сработать взрывное устройство и обеспечить подрыв специального заряда головной части. Оснащение ракеты ядерным зарядом взамен 530 кг взрывчатого вещества привело к увеличению массы головной части с 690 до 970 кг, а ужесточение требований к надежности и безопасности — к существенному утяжелению конструкции. При сохранении стартового веса запас топлива уменьшался на 9 %.
В результате максимальная дальность по двум вариантам существенно различалась — почти на 100 км. Поэтому для обеспечения дальности не менее 250 км первоначально прорабатывалась возможность применения относительно небольшого и легкого ядерного заряда, применяемого в те годы на первой советской атомной торпеде.
В конечном счете посчитали более важной унификацию с сухопутной Р-11М, и для морской Р-11ФМ был задан тот же заряд, что и для других ракет (табл. 1).
Начальная масса ракеты, кг 5440 (5466)*
Габаритные размеры, м:
— длина ракеты 10,344 (10,4)*
— диаметр 0,88
— размах стабилизаторов 1,75
масса головной части, кг 967 (975)*
Масса компонентов ракетного топлива (азотная кислота АК-20И, керосин Т-1, смесь ТГ-02, газ), кг 3393
Тяга ДУ на земле, кгс 8260
Максимальная дальность стрельбы, км 150(167)*
Тип амортизации ракеты рычажно-пружинная
Вид предстартовой подготовки ручная
Широта точки старта до 85°N
Тип подводной лодки (проект) В-611, АВ-611
Количество ракет на лодке 2
Для первых морских испытаний было подготовлено 11 «сухопутных» модифицированых ракет. Они были оснащены новой морской системой управления. Испытательная и пусковая стартовые системы в морском исполнении «Сатурн» и «Доломит» были разработаны ОКБ-1, НИИ-885 совместно с морскими институтами МНИИ-1 и НИИ-10. Для этих целей был создан специальный комплекс наземных средств.
Постановление Совета Министров СССР о разработке баллистической ракеты Р-11ФМ с ядерным зарядом было принято в июле 1955 г., а в августе во вновь созданное СКБ-385 (ныне Государственный ракетный центр «КБ им. академика В.П.Макеева») правительственным решением из ОКБ-1 была передана работа по первой отечественной морской ракете Р-11 ФМ, а оснастка и материальная часть — на завод № 385 для серийного производства ракет Р-11ФМ. СКБ поручалось выпустить конструкторскую и техническую документацию (на основе документации ОКБ-1) на ракету, провести необходимую экспериментальную отработку 7 и летные испытания, поставить на серийное производство и сдать ракету заказчику. По инициативе СП.Королева 11 марта 1955 г. главным конструктором ОКБ-385 был назначен В.П.Макеев, ранее работавший ведущим конструктором ракеты Р-11.