1952年在負責艦艇製造和兵器裝備的海軍副司令、中將工程師伊薩琴科夫（Н.В.Исаченков，1954年5月31日晉升上將工程師）領導下，海軍創新工作組已經開始研究，對不同型號導彈模型從“幹”發射井到“溼”發射井中的發射進行了試驗。1954年1月26日，蘇聯政府出臺第136-75號“關於開展潛射彈道導彈的可能性研究，以及建造首批裝備海軍彈道導彈的作戰潛艇”命令。也就在同一天科羅廖夫確認了P-11導彈的設計。實際上早在政府令出臺之前，1953年7月科羅廖夫和伊薩寧已經進行了戰技術任務的準備和磋商，召開了組織工作會議，與會各主要研發單位有第885研究所、第2特種設計局、第34中央設計局、第49研究所、莫斯科第1研究所、第402廠等。
伊薩琴科夫
根據會議安排，形成了若干研究方向，其中主要有
-遴選現有的或正在研發的原型機（艦艇、導彈），並採用實際證明可行的技術方案。例如，在水面上及從發射臺上發射的方法。當然，與水下發射相比較，這種方案在理論上和概念上更簡單，但設計卻十分困難。導彈要被抬升到潛艇發射井的頂層位置，在發射前海浪湧動的情況下要被髮射裝置固定住。然後，在發動機啟動時刻，還要將導彈從固定裝置上解脫出來。當時設計試驗發射用地面實驗臺的第34中央設計局研發人員無意研製這種發射裝置，該裝置最終由第88研究所第1特種設計局地面設備部設計出來。而且對導彈的改進也非常小，只是在其彈體與固定裝置接觸的地方增加了兩條環形帶。
-為縮短研發時間而同時開展工作。例如到1954年末，也就是在P-11ФМ導彈的飛行和設計性能實驗開始之前，以及對P-11導彈原型機的驗證試驗結束之前，已經制定出潛艇施工文件。對潛艇的改裝是與導彈從地面平臺上發射的前期準備工作與試驗發射活動同時進行的。而利用潛艇進行導彈發射，也只是進行了繫留試驗和試航。最終，在科羅廖夫、伊薩寧及其戰友們的努力下，在研製工作正式啟動20個月後，進行了世界上首次潛艇上的彈道導彈發射。
潛艇處於運動狀態，會隨運動方向擺動，會產生縱向（能達到6度）和橫向（能達到12度）晃動。顯然，讓潛艇穩定住是不現實的，而穩定住發射臺也幾乎不可能。因此，研究人員決定通過彈上和艦載控制系統與潛艇導航系統之間的協動來解決這一問題。第885研究所、第49研究所和莫斯科第1研究所的全體工作人員在各自總設計師領導下，都參與了這一問題的研究解決工作。而為了解決這一問題，需要對彈上控制系統作重大調整，而這也是為了將P-11型陸基導彈改裝成海基導彈，而對其原型彈實施的最重要改裝之處。
P-11ФМ導彈安裝在AB611型潛艇
將第1艘潛艇改裝為B611型（B表示項目名稱“波浪”Волна）潛艇工作由第402廠（後來的北方機械廠）在1955年進行。在4號隔艙內（直徑5.6米）耐壓艇體沿徑向依次嵌入兩個垂直導彈發射井，發射井長14米、直徑2.1米。發射井比耐壓艇體高出7.2米（比上層建築甲板高出6米），有非水密防護罩（整流罩）遮蓋，該防護罩也是耐壓甲板室和延伸設備的防護罩。發射井固定在耐壓艇體上部焊接的專用法蘭盤上。為了避免耐壓艇體在潛艇下潛時受到擠壓，發射井下部未固定到耐壓艇體上。為了保證潛艇的穩定性，發射井下部沉入比耐壓艇體下沿低1.4米的專門凹槽中，但凹槽不超出潛艇外殼的下沿（基面）。艦載設備和導彈發射最終佈置在潛艇第4隔艙內。
為了解決潛艇發射彈道導彈的難題，有關當局將這一任務交給了組建幾年的第16中央設計局。整個科研任務分為3個工藝階段。首先在陸地固定試驗檯上模擬潛艇耐壓殼體上的發射筒和上層建築，以檢驗導彈起飛時燃氣流對周圍艇體結構的影響；其次，在陸地活動試驗檯上，以5級海況條件來考核發射裝置及其所載導彈的工作能力和強度，確定導彈控制系統的性能指標，其中包括選擇起飛時刻（發動機點火時刻）；最後，專門改裝了1艘611型潛艇，以便檢驗所有潛載導彈武器系統和艇上系統設備在發射過程中的相互作用情況。這三個階段的工作是同時進行的。由於工作週期不同，設計者有可能參考前一階段試驗結果。
在進行上述方向研究時，在卡普斯京亞爾靶場進行了多個階段的試射飛行。這些試射飛行是在第16與第34中央設計局和第1特種設計局聯合設計的地面發射臺上進行的。在發射臺上佈置了一個帶有導彈發射裝置的潛艇發射井、甲板室模擬器、發射過程中用到的制式裝置，以及液壓傳動器，這些傳動器會讓發射臺產生相當於四級風暴的搖動，模擬發射過程中潛艇的擺動。
Б-67號潛艇Р-11ФМ導彈在發射前狀態
1954年9-10月進行了最初的三次試射，試射的是控制系統尚不完善、從固定發射臺進行發射的導彈。試射沒有損壞潛艇的天線和潛望鏡，只是燒燬了發射臺結構上的油漆。第三次試射沒有成功，因為導彈觸碰了發射裝置，未能飛出去。為了保證發射時不會出現碰撞，將原來用於解鎖導彈限制支撐裝置的彈簧更換為氣動裝置，這樣解鎖支撐的時間縮短了一半。1955年5-7月試射了控制系統經過完善的P-11ФМ導彈。發射的11枚導彈有9枚命中了距離發射臺240千米的目標，這樣就為從潛艇上試射做好了準備。
P-11ФМ導彈第一次從В611型潛艇（舷號Б-67）發射成功是1955年9月16日17時32分（莫斯科時間）。1955年10月飛行試驗（共進行8次試射，7次成功）結束。當時國家飛行試驗委員會主席是Н.Н.伊薩寧，技術主任是С.П.科羅廖夫。研發期限盡管縮短，但研發工作和飛行試驗均有良好結果，表明海軍裝備戰略導彈這種新型武器是很有前景的，也表明進一步發展該裝備的必要性。
1956年8-10月，導彈在潛艇上分別儲存（運輸）37、47和82天之後，成功進行了3次發射，隨後又在白海、巴倫支海、喀拉海上進行了運輸試驗。1957年秋在巴倫支海進行了數次P-11ФМ導彈在В611型潛艇發射井中的抗爆試驗。
B611型Б-67號潛艇
1955年，P-11ФМ導彈的技術資料移交給第385特種設計局，設備和物資移交給第385廠用於批量生產導彈。控制系統主導研發單位第885研究所（總設計師Н.А.皮柳金）將其工作移交給第626特種設計局（即後來的第592研究所，總設計師Н.А.謝米哈托夫）。
1957年，導彈與武器系統施工圖出制完畢，其在611和629型潛艇上的不知問題也研究妥當。從浮動式發射臺上對批量生產的導彈進行了飛行和設計性能試驗（4次發射，導彈主要設計師В.Л.克萊曼）。之後從611型潛艇進行了國家飛行試驗（5次發射），國家試驗委員會主席北方艦隊潛艇部隊司令、海軍中將А.Е.奧廖爾，技術主任馬克耶夫。1958年先後在北方靶場和東方靶場進行潛艇發射後，海軍組成了第一支導彈艦隊。
在水面發射取得成功後，隨後開始了水下發射試驗任務。根據海軍、造船工業部和國防工業部門各方商討的提議，蘇聯部長會議在1955年2月發佈命令，確定了研發工作的參與人員。任務同樣分成三個階段。第一階段從專門的水下試驗檯上發射模型導彈；第二階段從水下運動潛艇上發射模擬彈（專門改裝了1艘613型潛艇）；第三階段從改裝的潛艇上瞄準和發射導彈。
1956年12月末，在黑海造船廠製造的水下試驗檯進行了C4.1型模擬彈的第一次發射試驗，該模型彈與P-11ФМ導彈相同尺寸和外形，並配備有固體燃料發動機。在水下試驗檯共進行了4次C4.1型模擬彈和4次C4.5型模擬彈發射試驗。1957年7月，在613型潛艇C-229號上進行了3次C4.1型模擬彈的發射，發射深度30米，潛艇航速分別為2.3、3.5和4.5節。1958年3-4月又用液體燃料發動機進行了3次C4.5型模擬彈水下發射試驗，發射深度30米，潛艇航速分別為3.5和4.5節。
1955年9月16日Б-67潛艇發射Р-11ФМ導彈
最初兩個階段試驗證明了水下發射的可能性。為此，將B611型潛艇Б-67號按照ПВ-611型潛艇改裝，準備水下發射C4.7型模擬彈。改裝內容包括將1個制式發射井更換為配備CM-85型實驗裝置的水下發射用發射井；改變了導彈與發射井之間的環形間隙的注水系統；安裝了新的遙測裝置；使用拖曳式天線基陣來傳送遙測信息。不過1959年8月第一次發射沒有成功，導彈未能按預定時間出水，最後出筒離艇後只是按照隨機彈道飛行了15千米，便在科拉半島沿岸墜落。之後，技術人員找出失敗原因是控制系統故障，雖然遙測數據表明，控制系統根據預定算法發出了所有點火命令。試驗隨後又進行了一年，因為需要對導彈進一步完善和試驗。1960年8月試驗重新開始。第二次發射也未能成功。在射前準備階段，發射井注水時，導彈突然從發射臺上脫落，導彈頭部受損。事故原因是發射井注水系統在工廠生產時有缺陷。1960年9月10日，試驗性C4.7型導彈在水下30米深、航速3.2節終於成功實現了水下發射，命中125千米外靶標。這是蘇聯潛射彈道導彈第一次從水下成功發射。試驗委員會評估結果認為，試驗任務圓滿完成，因而建議停止研究工作。因為新的P-13潛射導彈飛行試驗已經在1960年8月結束，並在10月列入裝備，這就使得製造水下發射的P-11ФМ導彈已無必要。
1959年2月20日，根據政府命令，P-11ФМ導彈列入裝備。研製該武器系統和第1艘B611與AB611型潛艇的研發人員獲得列寧獎金。他們是第16中央設計局的Н.Н.伊薩寧、第402造船廠的И.С.巴赫金、第1特種設計局的И.В.波普科夫和П.В.諾沃日洛夫、第885研究所的В.П.費諾格耶夫、第49研究所的В.П.阿列費耶夫、П.М.澤連佐夫和В.Ф.佩秋林、第385特種設計局的В.П.馬克耶夫和第592研究所的Н.А.謝米哈托夫。由於按照規定，每人只能獲得一次，因而科羅廖夫無法再次獲得。
從1958-1967年該型導彈共進行77次發射，其中59次發射成功。1967年該導彈退出裝備。
Б-67潛艇水下發射C4.7模擬彈
導彈全長10.34米，直徑0.88米，全重（未加註燃料）1.67噸，加註燃料後全重5.47噸，起飛質量55噸，最大投擲質量1噸，攜帶單彈頭，採用單級液體火箭推進和慣性制導，最大射程150千米，圓概率偏差8千米，只能在4-5級海況水面發射，用於打擊大型面積目標。導彈由彈頭、儀器艙、燃料箱、箱間段、氧化劑箱和尾段組成。儀器艙呈圓筒狀，用於旋轉制導控制儀器，內部固定有十字形隔板。燃料箱和氧化劑箱連成一體。尾段為圓筒形殼段，內部安裝一臺液體火箭發動機。外部裝有4個穩定尾翼。尾段殼體上開有便於操作維護的艙口。
P-11ФМ導彈，左面為原型
導彈採用擠壓式單推力液體火箭發動機，彈上有增壓燃料供應系統。推進劑預先儲存在推進劑箱內，加註好推進劑後即焊死加註口以防止洩漏。一次加註可以保存數月到數年時間。使用時，彈體與戰鬥部不分離，由發動機和彈體外的4個穩定尾翼提供飛行控制。
該型導彈設計採用РДС-4核彈頭，當量3萬噸TNT，不過在正常巡邏期間只攜帶常規彈頭。只有在發生危機時，核彈頭才會從岸上倉庫轉送佈置到潛艇上。
РДС-4核彈頭
導彈發射時準備過程都在水下完成，需要2小時。發射導彈時，潛艇指揮塔升出水面，導彈筒蓋打開，導彈被升到發射筒頂部。為防止海風造成導彈不穩定，導彈固定在兩個支架之間。5分鐘即可發射第一枚導彈，之後再過5分鐘發射第二枚。導彈發射時，潛艇可以以12節速度行駛。
應該說，該型導彈是蘇聯第一種具有實戰功能的潛射彈道導彈，也是世界上第一種潛射彈道導彈。當然由於射程太近，必須行駛到敵方近海發射，而近海恰恰也是對方反潛力量最強的區域，因而顯得實戰意義不強。就該型導彈而言，最大貢獻是技術上驗證了潛射導彈的可能性。雖然它的Д-1發射系統、指揮控制系統和制導系統都比較原始，不過卻為後來的先進發射系統提供了技術積累。而它的另一個貢獻就是戰術戰法的研究。
蘇聯第一代潛射導彈
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