СК-586 (нынешнее КБЮ) под руководством М.К.Янгеля попыталось составить конкуренцию макеевскому СКБ-385 и разработало проект ракеты Р-15 для комплекса Д-3.

Ракета Р-15 должна была иметь дальность почти в два раза больше, чем Р-13. Старт же ее должен был производиться непосредственно из ракетной шахты без выдвижения над крышей ограждения рубки, как это делалось комплексах Д-1 и Д-3.

17.08.1956 г. было принято Постановление СМ № 1149- 592 о проектировании атомной ПЛ пр.639 с ракетным комплексом Д-3.

28.08.1956 г. ЦКБ-34 получили приказ Министерства оборонной промышленности о начале разработки пусковой установки СМ-73 для ракет Р-15. Лодки пр.639 должны были иметь три пусковых СМ-73, шахты которых имели весьма внушительные габариты: диаметр – 3 м и высоту – 17 м.

Эскизный проект ПЛ пр.639 был закончен в ноябре 1957 года. Однако на стадии технического проектирования работы были остановлены в связи с принятием в декабре 1958 года решения о прекращении разработки комплекса Д-3.

17.03.1959 г. вышло Постановление СМ № 315-145 о развертывании работ по созданию комплекса Д-4 с баллистической ракетой Р-21, стартующей из под воды, для вооружения дизельных ПЛ пр.629А и атомных – 658М. Головной организацией было определено СКБ-385.

Проработкой вопросов, связанных с подводным стартом баллистических ракет, занималось ОКБ-Ю НИИ-88 под руководством главного конструктора Е.В.Чарнко. Чарнко создал экспериментальную ракету на базе Р-11ФМ для определения возможности запуска двигателя в заполненной водой шахте. Вначале проходили бросковые испытания с неподвижного погруженного стенда в Балаклаве. 23 декабря 1956 г. на Черном море состоялся первый старт макета ракеты из под воды. Второй этап бросковых испытаний проходил на специально оборудованной дизельной ПЛ пр.В-613. В конце марта – середине апреля 1958 года с нее было произведено три пуска макета ракеты. Третий этап наметили на конец лета 1959 года. К этому времени Р-11ФМ была уже доработана для подводного старта и ей присвоили индекс С-4.7, а уже знакомая нам ПЛ Б-67 прошла модернизацию по проекту 611 -ПВ под ракету С-4.7.

Однако первый подводный старт с Б-67 в августе 1959 года оказался неудачным. Лодка погрузилась на стартовую глубину. Находившиеся на опытном судне “Аэронавт” представители флота и промышленности ждали пуск. Время "Ч" прошло, по УКВ с "Аэронавта" запросили лодку, почему не выполнен старт и получили в ответ: "Старт состоялся". После всплытия Б-67 была открыта шахта, где стояла нестартовавшая ракета, через несколько секунд произошел самопроизвольный запуск двигателя ракеты. Ракета сорвала крепления по-походному и ушла в небо. Причину аварийного старта установить не удалось. И следующая попытка подводного пуска с Б-67 состоялась почти через гол 14 августа 1960 г. В ходе заполнения шахты водой последовал удар, и лодку встряхнуло. Оказалось – ракету сбросило со стартового стола, головная часть ракеты была смята. Причиной аварии оказался заводской дефект в системе заполнения шахты водой.