Работы над корабельным ЗРК М-1 «Волна» ((Индекс ГРАУ - 4К90, по классификации МО США и НАТО - SA-N-1 Goa)) начались после выхода 17 августа 1956 г. Постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР №1149-592. Этот одноканальный комплекс, предназначавшийся для перехвата самолетов и ракет, летящих со сверхзвуковыми скоростями на малых и средних высотах, на дальностях до 11-13 км, намечалось использовать в качестве основного средства ПВО на кораблях, водоизмещение которых соответствовало эсминцам, а в составе более крупных кораблей ЗРК М-1 «Волна» должен был решать задачи самообороны. На создание комплекса отводилось пять лет. Головным разработчиком ЗРК М-1 «Волна» стал московский НИИ-10 Минсудпрома, а главным конструктором И.А. Игнатьев. Этой же организации была задана разработка бортовой аппаратуры зенитной ракеты для ЗРК. Длина этой ЗУР, получившей обозначение В-600, не должна была превышать 6 м, размах аэродинамических поверхностей не более 1.7 м, масса - не более 800 кг.

Накопленный к середине 1950-х годов в НИИ-10 значительный научно-технический опыт разработок радиолокационных средств обнаружения и точного сопровождения воздушных целей над морем, а также систем управления корабельным оружием позволял рассчитывать на скорейшее и эффективное выполнение поставленной задачи. Одним из центральных элементов ЗРК М-1 «Волна» стал антенный пост станции наведения «Ятаган». Стабилизированный электрическими приводами, он располагался на корабле на башенноподобном основании и включал в себя две пары параболических антенн, расположенных горизонтально и вертикально, а также антенну передачи команд на ЗУР. Большая пара антенн отслеживала положение цели и ЗУР на этапе их сближения, меньшая - следила за ЗУР на начальном участке ее полета. Система наведения была одноканальной по цели и двухканальной по ракете, обеспечивая наведение двух ЗУР на одну цель. Для наведения ЗУР было предложено использовать метод оптимального спрямления, а в сложной помеховой обстановке - метод накрытия («трехточка»).

Для наведения антенного поста и поиска цели средствами ЗРК было предложено использовать целеуказание, которое поступало от общекорабельных станций обнаружения воздушных целей. В то же время для быстрого наведения «Ятагана» требовалась точная информация о высоте полета цели. Наиболее полное решение проблемы трехкоординатного целеуказания удалось найти после создания трехкоординатной РЛС «Ангара-А» МР-310, в состав которой входили две антенны, развернутых в противоположные стороны, при этом одна была установлена традиционно, а вторая повернута на 15 град относительно горизонта. Задание на разработку корабельной пусковой установки для ЗРК 4К90 М-1 «Волна» было выдано ленинградскому ЦКБ-7, которое возглавлял главный конструктор П.А. Тюрин.

Подвижная часть созданной в ЦКБ-7 пусковой установки двухбалочного типа, получившей обозначение ЗИФ-101, обеспечивала двухплоскостную стабилизацию в пределах 20 град. При отсутствии ограничений со стороны корабельных надстроек горизонтальное наведение осуществлялось в пределах ±165 град, вертикальное - от -10 до +95 град. ЗУР должна была подвешиваться на бугелях под балками направляющих, конструкция которых обеспечивала одновременный отрыв обоих бугелей, что соответствовало соосному сходу ракеты. В условиях ожидавшегося воздействия качки на элементы ЗРК, сотрясений от ударных волн при взрывах боеприпасов, для ЗИФ-101 была принята простая и надежная барабанная схема хранения и подачи ЗУР на линию заряжания. В каждом из двух барабанов в вертикальном положении хранилось по 8 ракет. Барабаны располагались один за другим вдоль продольной оси корабля. Заряжание пусковой установки производилось подъемом ЗУР на направляющую пусковой установки при помощи цепного досылателя. Время заряжания составляло 34-37 с.

В процессе пополнения боезапаса корабля операции выполнялись в обратном порядке: ЗУР с использованием крана и комплекта наземного оборудования загружали на направляющую пусковой установки, а затем опускали в погреб в барабан, который далее проворачивался, освобождая место для следующей ракеты. Разработчики ЗИФ-101 вспоминали, как однажды ЦКБ-7 посетил С.П. Королев, ставший свидетелем ее испытаний в сборочном цехе и на стендах. Демонстрация точных и четких движений многотонных масс металла произвели на Королева сильнейшее эмоциональное впечатление, и он очень высоко отозвался по поводу большого творческого труда конструкторов. В дальнейшем, после завершения проектирования ЗИФ-101, по инициативе ЦКБ-7 была разработана пусковая установка ЗИФ-102, с увеличенным количеством хранящихся в погребе ракет. Это было достигнуто применением вертикальных конвейеров, содержащих вдвое больше ракет, чем при барабанном способе их хранения в ЗИФ-101.

Разработку ракеты В-600 поручили ОКБ-2 под руководством П.Д. Грушина, где уже к декабрю 1956 г. подготовили ее аванпроект. В этой работе был максимально учтен имевшийся к тому времени опыт разработки и испытаний ЗУР для комплекса ПВО С-75, найдены решения ряда аналогичных проблем, предложены разумные технические компромиссы. Одно из основных противоречий при создании В-600 состояло в том, что ракете предстояло поражать низколетящие скоростные цели, а это требовало достижения высокой средней скорости полета ЗУР по траектории и высокой маневренности при наведении на цель. В свою очередь, обеспечение возможности стрельбы ЗУР по низколетящим целям и их поражения на минимальной границе по дальности требовало максимального сокращения дистанции вывода ракеты на траекторию наведения, высокой точности выдерживания ею направления на стартовом участке и максимально возможных перегрузок при старте с коротких направляющих пусковой установки. Но эти требования вступали в противоречие с необходимостью достижения минимального стартового веса и габаритов ЗУР (в первую очередь, размеров ее аэродинамических поверхностей), необходимой устойчивости ее полета на стартовом участке.

Решение, предложенное в ОКБ-2, оказалось простым и эффективным: каждый из четырех прямоугольных стабилизаторов ускорителя был шарнирно закреплен в точке, расположенной в одном из его углов. При нахождении ЗУР в погребе корабля и на пусковой установке он прижимался своей длинной стороной к ускорителю, а от преждевременного раскрытия фиксировался проволокой, расположенной вокруг ускорителя. После начала движения ЗУР по направляющей пусковой установки, проволока разрезалась, и за счет инерционных сил стабилизаторы разворачивались и фиксировались в новом положении, прижимаясь к ускорителю своей короткой стороной. Происходивший при этом удар смягчался тормозным поршневым устройством и сминаемым штифтом. Принятое решение позволило увеличить размах стабилизаторов после пуска почти в полтора раза, что значительно повышало устойчивость полета ракеты в процессе старта.

В то же время использование для В-600 двухступенчатой схемы, стало результатом отсутствия в то время легких и прочных конструкционных материалов, высокоэнергетических твердых топлив, невозможности реализации для двигательных установок двухрежимной диаграммы работы, необходимой при использовании одноступенчатой схемы. Маршевая ступень, выполненная по аэродинамической схеме «утка» оснащалась цельно-поворотными аэродинамическими рулями для управления по тангажу и рысканию, а стабилизация по крену осуществлялась элеронами, расположенными на консолях крыльев только в одной из плоскостей. Подобная схема была выбрана для выполнения требований по скорости полета, диапазону высот применения и обеспечения необходимой эффективности работы органов управления ЗУР при их ограниченных внешних габаритах. Стремление сосредоточить почти все приборы управления и элементы рулевого привода, включая рулевые машинки элеронов в одной зоне, перед двигателем, привело к реализации еще одного конструктивного решения - открытому размещению жестких тяг кинематики привода элеронов, протянутых вдоль корпуса маршевого двигателя.

В переднем коническом отсеке под радиопрозрачными элементами обтекателя располагался радиовзрыватель 5Е15 «Пролив». В следующем отсеке находились две рулевые машинки аэродинамических рулей. Необходимую эффективность работы аэродинамических рулей в широком диапазоне высот и скоростей полета обеспечивали пружинные компенсаторы. Далее располагался отсек осколочно-фугасной боевой части, перед которой располагался предохранительно-исполнительный механизм с тремя ступенями предохранения, обеспечивающий безопасность эксплуатации ракеты и исключение несанкционированного подрыва боевой части. За боевой частью находился отсек бортовой аппаратуры. В его верхней части был установлен центральный распределитель, под ним - преобразователь тока и турбогенератор. Питание рулевых машинок и турбогенератора осуществлялось сжатым воздухом, находившемся в шар-баллоне. Далее размещались автопилот, блок аппаратуры радиоуправления и рулевые машинки канала крена.

Конструкция маршевого двигателя была выполнена в виде разъемного стального корпуса, в котором размещалась моноблочная шашка из баллиститного топлива. К корпусу маршевой ступени крепились консоли крыла с элеронами, расположенными на верхней правой, и нижней левой консолях крыла. Два короба бортовой кабельной сети проходили от переднего торца отсека боевой части до хвостового отсека маршевой ступени по левому и правому бортам ракеты. Стартовая ступень ракеты представляла собой твердотопливным двигатель ПРД-36, снаряжавшийся 14 одноканальными цилиндрическими шашками из баллиститного топлива. Сопловой блок стартового двигателя оснащался «грушей», позволявшей регулировать площадь критического сечения в зависимости от температуры окружающей среды.

В июне 1957 г. все основные решения, принятые при проектировании В-600, были отражены в эскизном проекте. Длина предложенной в нем ракеты составила 6,09 м, стартовая масса - 912 кг, диаметр корпуса маршевой ступени - 0,375 м, ускорителя - 0,55 м. В процессе проектирования В-600 были также максимально учтены требования крупносерийного производства ЗУР, а также эксплуатационные и тактические требования. Деление корпуса ЗУР на отсеки и компактное размещение в одном из них аппаратуры позволили удовлетворить требованиям водонепроницаемости и обеспечения возможности отдельного хранения и проверки аппаратуры в серийном производстве. Все блоки аппаратуры управления и источник питания были размещены между маршевым двигателем и боевой частью, что значительно упростило их монтаж и последующие проверки. В конструкции В-600 были широко использованы недефицитные материалы, в основном, алюминиевые сплавы, а также технологические процессы штамповки и сварки, позволявшие максимально сократить применение ручного труда. Для В-600 было впервые предусмотрено применение механизированного способа нанесения внутренней теплозащиты в камере двигателя. С этой целью было применено разработанное в ОКБ-2 покрытие ПБК-24, для которого на предприятии подготовили всю необходимую техническую и технологическую документацию.

Изготовление первых отсеков В-600 в опытном производстве ОКБ-2 началось в январе 1958 г. К весне первые образцы ракет, предназначавшиеся для выполнения бросковых испытаний, были отправлены на полигон, в Крым. Для бросковых пусков В-600 было решено использовать площадку, на которой размещалась пусковая установка ПКР «Шторм», которую разрабатывали в начале 1950-х гг. под руководством М.Р. Бисновата. Простоявшую несколько лет 30-метровую направляющую балку разобрали, и вместо нее установили сделанный в Ленинграде опытный стенд ЗИФ-ИР-92, который представлял собой макет пусковой установки без системы заряжания. Полигонная пусковая установка ЗИФ-101П, которая использовалась для дальнейших испытаний, была изготовлена к осени 1958 г. Первый бросковый пуск В-600 состоялся 25 апреля 1958 г., и уже к 18 июля программа бросковых испытаний из девяти пусков была полностью выполнена. При этом с шестого броскового пуска ракеты началась отработка выполнения ею маневров по заданной программе. Неудачными в этой серии пусков оказались только три: в одном не раскрылись стабилизаторы ускорителя, в другом - не сработал механизм разделения ступеней, в третьем - ракета разрушилась при выполнении программного маневра из-за, оказавшейся недостаточной прочности носовой части ракеты.

В сентябре 1958 г. в Капустином Яре было выполнено четыре пуска В-600 по программе автономных испытаний, в ходе которых рули ракеты отклонялись в соответствии с командами, поступавшими от бортового программного механизма. Эта серия пусков прошла без существенных замечаний. Следующая серия автономных испытаний В-600 была выполнена со стенда-макета ЗИФ-101П и завершилась 19-м пуском, выполненным 17 декабря 1958 г. Лишь в одном из пусков этой серии, из-за нештатной работы электробатареи не отделился ускоритель и не запустился маршевый двигатель. Успешное выполнение бросковых и автономных испытаний позволило начать подготовку к проведению испытаний В-600 в замкнутом контуре управления в составе корабельного комплекса М-1 «Волна». Тогда же было принято решение о развертывании серийного производства этих ракет на кировском заводе №32 (в дальнейшем - «Машиностроительный завод им. XX партсъезда», «Вятское машиностроительное предприятие «Авитек»), которые к тому времени также были введены в состав ЗРК Войск ПВО С-125 «Нева».

Создание подобной унифицированной ЗУР оказалось далеко не простым делом. При этом потребовалось обеспечить совместимость ЗУР с существенно различавшимися наземными и корабельными системами наведения и управления, различным оборудованием и вспомогательными средствами. Были различны и требования Войск ПВО и флота. Например, для С-125 считалась достаточной минимальная высота поражения целей порядка 100 м - она соответствовала ожидаемой нижней границе применения боевой авиации по наземным целям. Но для флота требовалась ЗУР, способная поражать противокорабельные ракеты, летящие над поверхностью моря на высотах порядка 50 м. Различным был и способ размещения ракет перед стартом. Ввиду значительных ограничений по габаритам и особенностям старта в условиях качки, они должны были подвешиваться под направляющими, на бугелях, расположенных на стартовой ступени. На наземной пусковой установке ЗУР, наоборот, должна была опираться бугелями на направляющую.

В итоге ЗУР В-600 стала одним из тех редких исключений, когда оружие, изначально создававшееся для флота, было с большим энтузиазмом встречено в войсках ПВО. В то же время срок введения в строй использовавшего ее ЗРК М-1 «Волна» оказался гораздо дольше запланированного. По первоначальным планам к совместным испытаниям М-1 «Волна» на головных кораблях проекта 61 и проекта 63 требовалось приступить в начале 1961 г. Однако работы по атомному ракетоносцу проекта 63 так и не преодолели «бумажной» стадии, а проектирование и строительство корабля проекта 61 затянулись. Не получили развития и планы размещения М-1 «Волна» на эсминцах проекта 30бис - наиболее массовых кораблях этого класса в составе отечественного ВМФ (в 1949-1953 гг. было построено 70 единиц, последние из которых были списаны в конце 1980-х гг.). Предэскизные проработки размещения М-1 «Волна» на эсминцах проекта 30бис были выполнены в ЦНИИВК и ЦКБ-57 Минсудпрома в 1957 г. Варианты, представленные ЦКБ-57 позволяли разместить 1-2 комплекса М-1 «Волна» со штатной системой заряжания - два вертикальных барабана по 8 ракет.

3 апреля 1958 г. задание на эскизное проектирование модернизированного варианта эсминца проекта 30бис утвердил С.Г. Горшков. В соответствии с этим заданием эсминец должен был получить станцию наведения «Ятаган» и одну спаренную пусковую установку ЗРК М-1 «Волна» с боекомплектом 20-24 ЗУР. Летом 1959 г. при рассмотрении этого варианта было обращено внимание на недостаточную мореходность модернизированного корабля, что могло привести к существенным ограничениям в использовании ЗРК. Против перевооружения эсминцев проекта 30бис выступили и в ГШ ВМФ, мотивировав это необходимостью доводки образцов вооружения, что не позволяло рассчитывать на вступление головного модернизированного корабля ранее 1963 г., «когда начнут вступать в строй корабли ПВО и ПЛО с лучшими характеристиками». В результате на этом проекте появилась резолюция С.Г.
Горшкова: «ЭМ проекта 30бис под ЗРК М-1 «Волна» не модернизировать».

В то же время опыт, накопленный при создании вариантов модернизации проекта 30бис был впоследствии использован в ходе проектных работ по перевооружению кораблей следующего поколения - эсминцев проекта 56. В сложившейся ситуации 30 июля 1958 г. Совет Министров СССР принял решение о переносе совместных испытаний ЗРК М-1 «Волна» вместо намечавшегося ранее большого противолодочного корабля «Комсомолец Украины» (проекта 61) на специально переоборудованный эсминец проекта 56. С этой целью с 27 мая по 23 августа 1960 г. на заводе №445 («Заводе им. 61 коммунара») в Николаеве по проекту 56К (главный конструктор А.И. Таптыгин) был переоборудован эсминец «Бравый». Выполненные доработки коснулись в основном средней и кормовой части корабля. Была заново изготовлена прилегающая к грот-мачте труба, кормовой части которой была придана форма вертикального клина, что сделало ее своеобразным газорассекателем струй ускорителей стартующих ракет. Для того чтобы избежать затекания этих струй в трубу верхний срез сделали горизонтальным, а не скошенным к корме.

В 1960-1962 гг. для отладки элементов комплекса М-1 «Волна» был выполнен 331 вылет пилотируемых самолетов, производивших облеты корабля. При этом было определено, что станция «Ангара» обнаруживала воздушные цели на средних высотах на дальности около 100 км. В свою очередь, станция «Ятаган» начинала их уверенно сопровождать на удалении 42-38 км. На этапе главного конструктора на «Бравом» было выполнено семь пусков ракет В-600 в период с 28 июля по 10 августа и с 28 ноября по 19 декабря 1961 г. Совместные испытания ЗРК М-1 «Волна» проводились в два этапа: первый - с 5 января по 12 марта 1962 г. и второй, завершившийся 30 апреля 1962 г. На каждом из этапов было проведено по 14 стрельб. Всего в процессе испытаний ЗРК М-1 «Волна» и ЗУР В-600 было запущено 59 ракет В-600 в различном исполнении (для бросковых, автономных, телеметрических и боевых пусков). Практически все пуски выполнялись в сторону Керченского пролива, при этом «Бравый» находился к югу от мыса Меганом.

В ходе стрельб боевыми ракетами было уничтожено шесть беспилотных МиГ-15М, летевших на высотах от 600 до 1000 м. Каждая из целей сбивалась первой ракетой залпа при величине промаха, составлявшей от 9 до 48 м, а вторая ракета наводилась на обломки мишени. Была подтверждена заданная максимальная дальность 15 км, а досягаемость по высоте составила 10 км - вдвое превысив первоначальные требования. Минимальная высота поражения на дальностях около 6 км лимитировалась несрабатыванием радиовзрывателя от водной поверхноаи и составляла около 100 м. На дальноаи, близкой к максимальной, эта величина определялась работоспособностью аппаратуры системы наведения с учетом переотражения от воды, и достигала 120 м. Расчетным путем было выяснено, что ЗРК М-1 «Волна» оказался способен поражать цели, летящие со скоростями до 600 м/с, маневрирующие с перегрузками до 3-4 единиц, на высотах до 4 км. На больших высотах могли поражаться цели, маневрирующие с перегрузками до 2-3 единиц. Средняя скорость ракеты по траектории составляла 570-600 м/с, что позволяло ей выполнять маневры с перегрузками 7,8-10 единиц на высотах до 4 км и 5,6-8 единиц у верхней границы зоны поражения.

Корабельный ЗРК М-1 «Волна» с ракетой В-600 (4К-90) был принят на вооружение Постановлением ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 24 августа 1962 г. № 889-382. Годом ранее ЗУР В-600П была принята на вооружение в составе ЗРК Войск ПВО С-125. После «Бравого» ЗРК М-1 «Волна» был испытан пятью стрельбами в составе вооружения первого советского ракетного крейсера пр.58 «Грозный» (главный конструктор В.А. Никитин), построенного в Ленинграде на заводе № 190 («Заводе им А.А. Жданова») и вступившего в строй 30 декабря 1962 г. В 1963-1964 гг. в составе этого корабля ЗРК М-1 «Волна» был впервые испытан в зимних условиях. До 1965 г. было построено еще три таких корабля.

Первый из больших противолодочных кораблей проекта 61 (главный конструктор Б.И. Купенский), укомплектованных двумя комплексами М-1 «Волна» был построен на заводе №445 в Николаеве и вступил в строй 31 декабря 1962 г. Всего в состав советского ВМФ было введено 20 кораблей этого проекта, еще пять (построенных по проекту 61МЭ) - вошло в состав индийского флота. В середине 1960-х гг. был создан ракетный крейсер проекта 1134 (главный конструктор В.Ф. Аникеев), оснащенный двумя комплексами М-1 «Волна» с пусковыми установками ЗИФ-102. Всего было построено четыре корабля этой серии, первый из которых («Адмирал Зозуля») вступил в строй 8 октября 1967 г. Помимо новых кораблей, комплексом М-1 «Волна» оснащались также корабли, проходившие модернизацию при капитальном ремонте. Так, через пять лет после испытаний «Бравого» началось перевооружение еще 8 из 27 последних торпедно-артиллерийских эсминцев советского ВМФ проекта 56. По аналогичной схеме - с кормовым размещением комплекса М-1 «Волна», но уже с пусковыми установками ЗИФ-102 были переоборудованы по проекту 57А восемь ракетоносцев проекта 57бис.

В 1967 г. была выполнена первая модернизация ЗРК М-1 «Волна-М». Еще на этапе принятия на вооружение комплекса ПВО С-125 Постановлением от 21 июня 1961 г. №561-263 была поставлена задача расширения его зоны поражения за счет модернизации ЗУР. Через три года испытания комплекса С-125М с вновь разработанной ЗУР В-601П были завершены. Ее основными отличиями от В-600П стали новый, более совершенный маршевый двигатель с вкладным зарядом из смесевого топлива, радиовзрыватель, предохранительно-исполнительный механизм и боевая часть массой 72 кг с увеличенным числом осколков. Наиболее заметным отличием новой ЗУР стало появление на ее ускорителе двух дополнительных поверхностей. Располагаясь «по потоку» во время работы ускорителя, они сразу же после его отделения переводили ускоритель в крутое пикирование, значительно уменьшая дальность его полета. Аналогичным образом была выполнена и модернизация корабельного варианта ЗУР, получившей обозначение В-601 (4К-91) и поступившей на вооружение в 1967 году. Досягаемость новой ракеты по высоте увеличилась до 14 км, дальность стрельбы по дозвуковым целям - до 22 км. Наряду с ракетами совершенствовались и другие элементы ЗРК. Так, в состав созданного в 1972-1974 гг. ЗРК «Волна-П» был введен телевизионно-оптический визир, камера которого была закреплена на подвижной части антенного поста системы «Ятаган».

В середине 1970-х гг. был создан ЗРК «Волна-Н», способный поражать цели, летящие на высотах до 5-6 м. Комплекс М-1 «Волна» стал первым серийным образцом отечественного корабельного зенитного ракетного оружия, который позволил освоить на практике его эксплуатацию и боевое применение, организовать соответствующие службы на флоте, создать необходимую инфраструктуру арсеналов флота, оснастив их оборудованием для сборки, хранения, регламентных работ и проверок ЗУР, а также подготовить квалифицированных специалистов. Опыт, накопленный при создании и эксплуатации М-1 и его модификаций, был широко использован при дальнейшем совершенствовании корабельного ракетного оружия.

Тактико-технические данные ЗРК М-1 «Волна»
Максимальная скорость поражаемых целей, м/с 600
Минимальная ЭПР цели, (м²)  0,5
Максимальная высота целей, км  10
Минимальная высота целей, км 0,2
Максимальная дальность, км 14
Минимальная дальность, км  4
Вероятность поражения 0,25-0,99

Ракета В-600 (4К90), В-601(4К91)
Двигатели 1 и 2 ступени — РДТТ
Двигатель 1 ступени - ПРД-36 (14 одноканальных шашек из пороха НМФ-3К, масса 280 кг)
Двигатель 2 ступени - 1 одноканальная шашка из пороха НМ-4Ш, масса 125 кг. На ракете В-601 шашка из пороха «301» массой 150 кг.
Длина ракеты: 5890 мм (В-600), 6093 мм (В-601)
Диаметр: 1 ст. - 552 мм (В-601), 2 ст. - 379 мм (В-601)
Размах крыла: 1,6 м
Размах стабилизаторов стартового двигателя: 2.2 м с раскрытием после старта
Масса ракеты: 912 кг (В-600), 953 кг (В-601)
Масса БЧ: 60 кг (В-600), 72 кг (В-601)
Масса ВВ: 32-33 кг (тротил с гексогеном)
Масса поражающих элементов БЧ: 22 кг
Средний вес осколков: 5,1 г (В-600), 4,7 г (В-601)
Скорость ракеты: 600 м/с (В-600), 730 м/с (В-601)
Скорострельность (ЗИФ-101): 1 залп за 50 сек