Наибольшие сомнения в предложенном ОКБ-52 самолете-снаряде вызвала схема старта непосредственно из контейнера с раскрытием крыла в полете. Даже сейчас, полвека спустя, легко представить себе возражения скептиков. «Такой старт просто невозможен! Ваш летательный аппарат статически неустойчив. Это просто карикатура на хвостовое оперение: стабилизаторы надо в микроскоп высматривать! Киль, конечно, побольше, но он затенен воздухозаборником и потому работать не будет. Аэродинамические силы приложены в носовой оживальной части. А центр масс предельно сдвинут назад из-за тяжелых, плотно забитых твердым топливом стартовиков. Короче, опрокинется ваше изделие, как только выйдет из контейнера. Если только выйдет! При работающем маршевом двигателе и стартовиках труба контейнера будет работать как диффузор, подсасывая воздух. Что там будет внутри — сказать трудно, но дополнительные возмущения на самолет-снаряд гарантированы. И вдобавок, как раз в этот момент раскрывать консоли крыльев! Да не раскроются они одновременно! Так что и по крену машина обязательно завалится!»
Формально критики были правы. Самолет-снаряд был статически неустойчив. Но до раскрытия крыла скорость была еще мала, скоростной напор незначителен, а небольшие аэродинамические силы просто не успевали развернуть изделие. Движение самолета-снаряда внутри контейнера ограничивалось направляющими, по которым скользили бугели. А одновременное раскрытие консолей, осуществляемое за время 0,6— 0,7 с, обеспечивали маленькие технические хитрости, представлявшие предмет законной гордости создателей автомата раскрытия крыла.
Для подтверждения схемы старта провели испытания макетов самолета-снаряда и контейнера, выполненных в масштабе 1:20. На протяжении многих вечеров в присутствии лично В.Н. Челомея модель самолета-снаряда при помощи миниатюрного порохового двигателя уходила в полет в относительно просторном зале на только что достроенном третьем этаже корпуса КБ в Реутове.
Скептики требовали скорейшего экспериментального подтверждения. Их не убедил продемонстрированный на защите эскизного проекта фильм по испытаниям масштабной модели, успешно стартовавшей даже в условиях, имитирующих качку лодки. Поэтому изготовили полноразмерный макет ракеты, который укомплектовали натурными, снаряженными топливом стартовиками. В апреле 1957 г. на подмосковном полигоне Фаустово провели успешные испытания, подтвердившие возможность старта из контейнера. В дальнейшем подобные испытания, получившие наименование бросковых, стали непременным этапом отработки крылатых и иных ракет.
Испытания натурного самолета-снаряда с наземной пусковой установки начались в августе на полигоне Капустин Яр, более известном по пускам отечественных баллистических ракет.
Для проверки допустимости газодинамического воздействия струй двигателей ракеты на элементы конструкции лодки на полигоне соорудили стенд, помимо поднимающегося механизированного контейнера включавший в себя элементы прочного и легкого корпусов ПЛ, ограждение рубки с выдвижными устройствами. Стенд размещался на бетонном основании, имитирующем водную поверхность. Отметим, что подобный стенд с элементами корпуса и надстройками катера пр. 183Э был создан и для испытаний противокорабельной ракеты П-15.
Из четырех пусков первого этапа испытаний, начавшихся 28 августа 1958 г., два первых закончились неудачей, но последующие прошли достаточно успешно.
Всего в ходе продолжавшихся год испытаний с наземных стендов запустили 22 ракеты.
В 1956—1957 гг. на заводе №112 («Красное Сормово») в опытовый корабль — носитель самолета-снаряда П-5 была переоборудована по проекту П-613 средняя дизель-электрическая подводная лодка С-146 пр. 613. Заложенная 25 января 1952 г. на том же заводе под заводским номером 302, она вступила в строй 30 июня следующего года и около трех лет несла службу как обычная торпедная лодка. Проект П-613 разрабатывался в ЦКБ-18 под руководством главного конструктора П.П. Пустынцева с 1955 г. и был утвержден совместным решением Министерства судостроения и ВМФ 25 мая 1956 г.
Подводная лодка пр. П-613.
Примерно посередине между кормовым срезом корпуса и ограждением рубки установили один механизированный контейнер, перед пуском поднимающийся на угол 15°. Устройства крепления и подъема контейнера были выполнены весьма основательно, с явно избыточным запасом, что было вполне оправдано: впервые крылатая ракета стартовала с отечественной лодки с людьми на борту. Старт производился по ходу лодки, и самолет-снаряд пролетал над ограждением рубки. В прочном корпусе, в основном в первом и третьем отсеках, установили аппаратуру предстартового контроля и пуска, комплексную систему управления стрельбой и ряд других средств. Вместо гирокомпаса «Курс-3» разместили комплексы навигационных приборов «Сила-Б» и «Сила-В», а механический лаг ГОМ-III заменили на гидродинамический лаг «Бурун». В шестом отсеке смонтировали гидравлику подъема контейнера. Все это оборудование обеспечивало отработку комплекса в достаточно полном объеме и использовалось и при проведении государственных испытаний.
Для частичной компенсации дополнительных грузов с лодки сняли стеллажи с запасными торпедами, торпедопогрузочное устройство и артиллерийское вооружение. Впрочем, пушки, весящие 7,5 т, так или иначе снимались со всех лодок в соответствии с правительственным решением, начиная с 1956 г. В результате водоизмещение и осадка возросли незначительно: с 1080 до 1089 т и с 4,55 до 4,6 м соответственно. В связи с опытовым назначением лодки сочли допустимым уменьшение автономности с 30 до 20 суток, экипажа — с 52 до 37 человек. За счет дополнительного сопротивления контейнера максимальная подводная скорость упала с 13,1 до 11,5 узла.
Для подготовки к старту лодке требовалось своевременно получить данные о своем местонахождении и азимутальной ориентации. Для решения этой задачи предусматривалось оснастить ее астронавигационным перископом «Лира». Но разработка нового оптического прибора затянулась, и на С-146 его не установили.
В октябре переведенная в Северодвинск лодка была готова к проведению первого пуска. Вся страна готовилась отметить сороковую годовщину Октября. Но подарка к празднику не получилось, хотя 1 и 2 ноября вышедшая в море лодка готовилась к пуску. Подвели короткие замыкания, возникавшие в местах соединения корабельных кабельных трасс системы управления комплекса со штепсельными разъемами на пультах предстартовой подготовки и проведения старта, выполненными по авиационному образцу.
После устранения неполадок уже после праздников лодка вышла в Белое море и, несмотря на неблагоприятные погодные условия, днем 22 и в ночь с 29 на 30 ноября выполнила пару успешных пусков. Уровень акустического воздействия от струй двигателей в прочном корпусе оказался на допустимом для личного состава уровне, единственным нанесенным ущербом оказались кормовые аварийно-спасательные буи, снесенные при пуске.
Вскоре Белое море сковали льды, но в Капустином Яре приступили к новым видам испытаний со специального стенда, имитирующего качку лодки. По тем временам было даже странно, что пусковая установка не стабилизировалась по крену. Тем не менее самолет-снаряд летел вполне устойчиво, гироскопические приборы не подвели.