Пуск ракет Р-21 производился с глубины 40-60 метров, при скорости лодки – 2-4 узла и волнении моря до 5 баллов.

С момента принятия на вооружение и до снятия с вооружения комплекса Д-4 (1963-1982) в процессе эксплуатации всего было сделано 228 пусков ракет Р- 21. Из них 193 пуска были сочтены успешными, 19 пусков были неудачны из-за отказов системы ракеты, 11 пусков были неудачны из-за ошибок расчетов и отказов обеспечивающих систем, причины 5 неудачных пусков установить не удалось.

Опытная ПЛ БС-153 пр. 605

Комплекс Д-4, принятый на вооружения спустя почти три года после принятия на вооружение американского комплекса "Поларис А-1" с дальностью стрельбы 2200 км й спустя год после принятия на вооружение "Полариса А-2" (2800км), существенно уступал американским ракетам практически по всем показателям. Чтобы догнать США, потребовалось создание принципиально новой ракетной системы.

Постановлением СМ № 386-179 от 24.04.1962 г. принимается решение о разработке малогабаритной ракеты Р-27 комплекса Д-5 для вооружения атомных ПЛ пр.667А.

Комплекс Д-5 проектировался универсальным, включающим в себя баллистическую ракету Р-27 для стрельбы По наземным целям и баллистическую ракету Р- 27К с пассивной радиолокационной головкой самонаведения для избирательного поражения морских целей типа авианосных ордеров, конвоев и других корабельных соединений.

Принципиально новым для баллистических ракет явилась заводская заправка ракет долгохранимыми компонентами топлива (азотистый тетраксид – АТ + несимметричный деметилгидразин – НДМГ) с последующей ампулизацией ракет, что позволило увеличить сроки хранения ракет в шахтах ПЛ и улучшить их эксплуатационных характеристики.

Применение предварительно заправленных и ампулизированных ракет позволило отказаться от заправочного оборудования и наземных емкостей для хранения компонентов топлива на технических позициях флота, что упростило и удешевило эксплуатацию всего ракетного комплекса, а также значительно сократило время подготовки ракет на технических позициях перед погрузкой на подводные лодки.

Р-27 представляла собой одноступенчатую ракету с моноблочной отделяемой головной частью.

Головная часть ракеты имела цельносварной герметичный корпус из аллюминиево-магниевого сплава, на наружную поверхность которого нанесено тепловлагостойкое покрытие на основе асботекстолита.

Корпус ракеты был облегчен за счет применения сплава АМгб методом глубокого химического фрезерования в виде "вафельного” полотна.

На Р-27 впервые была установлена инерциальная система управления, чувствительные элементы которой были помещены на гиростабилизированную платформу.

При этом приборный отсек, как самостоятельный элемент, на ракете отсутствовал. Аппаратура системы управпения была скомпонована в герметизированном объеме, образованном полусферическим верхним днищем бака окислителя.

Бак горючего был отделен от бака окислителя двухслойным разделяющим днищем, что позвонило исключить межбаковый отсек и тем самым сократить габариты ракеты.