В отличие от ЗРК «Круг», комплекс «Куб» изначально создавался специально для поражения в основном низколетящих целей, то есть для решения задач, наиболее характерных при противодействии фронтовой авиации. При этом специфические условия применения нового ЗРК определяли и соответствующие требования к его техническому облику и характеристикам.
Близость радиогоризонта, из-за которого могла внезапно возникнуть низколетящая цель, требовала сведения к минимуму времени реакции комплекса. Эффективному использованию радиолокационных средств мешали мощные отраженные сигналы от объектов на местности и другие проявления помех — например, так называемые сигналы «антиподы», возникающие при переотражении сигнала от цели от подстилающей поверхности. Кроме того, следовало ожидать применения противником разнообразных пассивных и активных помех.
Для обеспечения высокой точности наведения ракеты с боевой частью ограниченной массы для нового ЗРК было принято самонаведение ЗУР.
По результатам экспериментальных исследований исходя из реального состояния элементной базы электроники тех лет для радиолокационных средств самонаведения комплекса было избрано непрерывное излучение, хотя просматривались и другие, более перспективные варианты — квазинепрерывное и частотно-модулированное излучение. Именно непрерывное излучение и, соответственно, узкий спектр радиолокационного сигнала в наибольшей мере позволяли использовать эффект Доплера для фильтрации помех сигналов от местности и пассивных помех противника.
Исходя из стремления обеспечить требуемую дальность при ограниченном энергоснабжении с учетом габаритно-массовых ограничений по антеннам постам для станции обнаружения и целеуказания и для режима сопровождения цели в станции сопровождения и подсвета 1С31 приняли схему когерентно-импульсной РЛС. Однако, как уже отмечалось, при подсвете цели для устойчивой работы ГСН при маловысотном полете в условиях мощных отражений от подстилающей поверхности был реализован режим непрерывного излучения.
В отличие от комплекса «Круг», для боевых средств «Куба» использовались гусеничные шасси более легкой весовой категории, аналогичные примененным для зенитных самоходных артиллерийских установок «Шилка». При этом все радиотехнические средства размещались не на двух машинах, как в ЗРК «Круг», а на одном так называемом «самоходе А». «Самоход Б» — самоходная пусковая установка — нес три ракеты вместо двух в комплексе «Круг».
Очень сложные задачи решались и при создании зенитной ракеты. Сверхзвуковой прямоточный двигатель работал не на жидком, а на твердом топливе, что исключало возможность регулирования расхода в соответствии со скоростью и высотой полета ракеты. Кроме того, ракета была выполнена без отделяемых ускорителей — заряд стартового двигателя размещался в объеме камеры дожигания прямоточного двигателя. Впервые на зенитной ракете подвижного комплекса полуактивная доплеровская радиолокационная головка самонаведения заменила аппаратуру командного радиоуправления.
Разработка самоходного зенитного ракетного комплекса «Куб» (2К12), предназначенного для защиты войск, в основном — танковых дивизий, от средств воздушного нападения, летящих на средних и малых высотах, была задана Постановлением ЦК КПСС и СМ СССР от 13 июля 1958 г. №817-389
Комплекс «Куб» должен был обеспечить поражение воздушных целей, летящих со скоростями 420-600 м/с на высотах от 100-200 м до 5-7 км на дальностях до 20 км при вероятности поражения цели одной ракетой не менее 0,7.
Головным разработчиком комплекса определили ОКБ-15 ГКАТ, главным конструктором комплекса — начальника ОКБ-15 В.В. Тихомирова, в прошлом создателя первой советской самолетной РЛС «Гнейс-2». Эта же организация вела работы по созданию самоходной установки разведки и наведения (главный конструктор установки А.А. Растов) и полуактивной радиолокационной головки самонаведения ракеты (главный конструктор головки Ю.Н. Вехов, с 1960 г. — И.Г. Акопян).
Самоходная пусковая установка 2П25 проектировалась под руководством главного конструктора А.И. Яскина в ОКБ-203 Свердловского СНХ, при этом гусеничное шасси для боевых средств ЗРК комплекса создавалось в КБ Мытищинского машиностроительного завода (ММЗ) Московского областного СНХ (ОКБ-40) коллективом, возглавляемым главным конструктором Н.А. Астровым.
Зенитную управляемую ракету ЗМ9 для комплекса поручили создать КБ завода № 134 ГКАТ под руководством главного конструктора И.И. Торопова, уже успевшему накопить определенный опыт разработки ракет класса «воздух-воздух».
Работы по комплексу должны были обеспечить выход ЗРК «Куб» на совместные испытания во II кв. 1961 г. Фактически они вершились с почти пятилетним опозданием от плановых сроков, отстав на два года от практически одновременно начатых работ по комплексу «Круг». Свидетельством драматичности истории создания комплекса «Куб» стало отстранение от должностей главных конструкторов как комплекса в целом так и входящей в его состав ракеты в самый напряженный момент работ. Трудность создания комплекса определялась новизной и сложностью принятых в разработку технических решений. При этом, в отличие от процесса создания «Круга», осуществлявшегося с привлечением специалистом ОКБ-670, разработка комбинированного ракетно-прямоточного двигателя для «Куба» велась в КБ завода №134 самостоятельно бригадой В.П. Сироткина.
Уже летом 1958 г. были созданы макетные образцы важнейших радиолокационных средств, в том числе и приемника головки самонаведения непрерывного излучения. Проведенные исследования позволили экспериментально определить характеристики отраженных сигналов от местных предметов и цели при ее полете на различных высотах, подобрать загрубляющие сигналы и уровень развязки перед приемной антенной, определить достижимый уровень фильтрации сигналов. При этом определялась необходимость удаления расположенных на пусковой установке ракет с ГСН на расстояние не менее чем в 100 м от самоходной установки разведки и наведения.
Сложности разработки не замедлила сказаться с началом летных испытаний ракет. В конце 1959 г. на Донгузский полигон была поставлена первая пусковая установка, что позволило тогда же приступить к про ведению бросковых испытаний ЗУР. Одна ко до июля 1960 г. не удалось провести ни одного успешного пуска ракеты с работаю щей маршевой ступенью. Зато на стендовых испытаниях выявили три прогара камеры. К анализу причин неудач был привлечен НИИ-2 — одна из головных научных организаций ГКАТ. По рекомендации НИИ-2 отказались от крупногабаритного оперения, сбрасываемого по завершении стартового участка полета ракеты вместе с частью сопла.