Наиболее рациональным для ракеты был признан двухрежимный двигатель. Он обеспечивал как стартовый режим большой тяги, необходимый для энергичного старта с короткой направляющей и быстрого разгона, так и маршевый — для поддержания высокой средней скорости полета.

Значительные трудности возникли при выборе топлива. Удельный импульс двигателя должен был составлять 220–230 с: при меньшем значении ракета просто не могла долететь на требуемую дальность. Достигнутый к тому времени удельный импульс твердотопливных двигателей не превышал 200 с, и требовавшийся для В-611 прирост в 20–30 с казался фантастикой.

Учитывая опыт разработки удачной ЗУР В-600 комплекса М-1, проектанты быстро скомпоновали новую ракету по схеме «утка», с минимальными размерами рулей и приводов. Но, как говорится, не успели высохнуть чернила на последней подписи в эскизном проекте, выпущенном в июне 1961 г., как схема ракеты изменилась. Продувки моделей в аэродинамических трубах и проведенные дополнительно расчеты показали, что характерные для нового изделия большие скоростные напоры должны были вызывать реверс элеронов на задней кромке крыльев.

В результате в окончательном варианте ракета В-611 была выполнена по нормальной схеме с Х-образным расположением аэродинамических поверхностей. Размах крыльев ракеты составил 1,7 м, при этом каждая консоль представляла собой треугольник со срезанной законцовкой с длиной хорды у основания 1445 мм и стреловидностью по передней кромке 62’ при площади 0,48 м^2. Площадь единичного трапециевидного руля — 0,086 м^2. Масса ракеты составила 1833 кг, из которых 125 кг приходилось на боевую часть.

Корпус ракеты длиной 6167 мм состоял из пяти отсеков. В первом отсеке длиной 1095 мм с максимальным диаметром 465 мм располагались радио- и контактный взрыватели, а также антенна радиовзрывателя. Во втором отсеке длиной 540 мм и максимальным диаметром 530 мм располагались основные элементы системы управления. В третьем отсеке длиной 820 мм находилась боевая часть. Четвертый отсек длиной 2540 мм при диаметре 655 мм представлял собой корпус РДТТ. Хвостовой отсек длиной 1172 мм был выполнен в виде усеченного конуса, сужающегося до диаметра 502 мм. В нем размещались элементы рулевого привода, расположенные вокруг сопла двигателя с удлиненным газоводом.

Опытовое судно ОС-24.

В результате твердотопливный заряд оказался расположенным ближе к центру масс ракеты, и его выгорание стало меньше сказываться на изменении центровки ракеты в процессе полета. При этом время работы двигателя было близко к продолжительности полета ракеты на максимальную дальность, что позволяло обойтись без использования пассивного участка полета траектории и сопутствующих ему эффектов снижения маневренности и управляемости. Не менее важным при этом было и сохранение работоспособности корпуса двигателя при выполнении ракетой маневров в районе цели.

Еще одной новинкой стал бортовой источник питания, обеспечивающий аппаратуру ракеты переменным и постоянным током. В отличие от применявшихся ранее, он работал на твердом топливе. Его отработка оказалась сопряженной со множеством трудностей.

При первом бросковом пуске ракеты В-611, выполненном 30 июля 1964 г. на полигоне Капустин Яр с использованием пусковой установки от комплекса С-75 (с укороченной направляющей), еще досходас направляющей оторвалось днище двигателя с соплом и газоводом. Несмотря на то, что выполненный через несколько дней второй пуск прошел успешно, пришлось доработать конструкцию двигателя. На устранение проблем, которые проявились во время первого пуска, потребовалось почти полгода исследований и доработок.

Испытания ракеты велись не только на сухопутном полигоне, но и на опытовом корабле. Большие габариты и массы элементов М-11 не позволили разместить его опытный образец на эсминце. Было принято решение использовать для испытаний один из ранее построенных крейсеров. Но при этом, в отличие от использовавшегося для отработки М-1 эсминца «Бравый», последующее применение этого опытового корабля как боевой единицы не предусматривалось с самого начала.

Выбор опытового корабля был сделан еще в 1955 г., когда руководство Министерства обороны и флота обратились к ЦК КПСС с предложением переоборудовать по пр. ЗЗ для испытаний ракетного оружия два крейсера-ветерана Великой Отечественной войны: черноморский «Ворошилов» (пр.26) и балтийский «Максим Горький» (пр.26бис). На пр. ЗЗ предлагалось испытывать ПКР: П-35 — на «Ворошилове» и П-6 — на «Максиме Горьком». При этом на последнем предусматривалось провести и отработку баллистических ракет Р-15. Однако вопрос о судьбе пр. ЗЗ решался столь медленно, что ему стали «наступать на пятки» штатные носители разрабатываемого оружия — подводные лодки пр.651 и ракетные крейсера пр.58. В итоге «Максим Горький» отправился на слом, а «Ворошилов» все-таки был переоборудован в опытовое судно ОС-24, но уже по другому проекту, разработанному в ЦКБ-17 (ныне — «Невском ПКБ») под руководством Г.И. Власова, — пр. ЗЗМ, которым он был предназначен для испытаний комплексов М-11 и «Оса-М».

В результате проведенной модернизации архитектура корабля изменилась до неузнаваемости. С крейсера сняли штатные надстройки, мачты и всю имевшуюся артиллерию, поставив пару спаренных 57-мм автоматов 3иф-31 Б, предназначенных для самообороны. На ОС-24 было размещено по станции наведения и по пусковой установке комплексов М-11 и «Оса-М», а также множество стоек, как собственно аппаратуры комплексов, так и систем, обеспечивающих измерения, проверки и прочие операции, не предусмотренные на боевом корабле. Все это хозяйство требовало больших объемов для размещения. Чтобы свести к минимуму демонтажные работы внутри корпуса, большинство оборудования расположили в двух новых прямоугольных надстройках. На крыше более высокой носовой надстройки установили опытный образец антенного поста станции «Гром». На нее же опирались две из четырех стоек решетчатой фок-мачты, несшей самую совершенную на начало 1960-х гг. трехкоординатную радиолокационную станцию обнаружения «Ангара-А» МР-310. Столь же солидная, но более низкая решетчатая грот- мачта перед второй трубой предназначалась для перспективной станции «Восход» МР-600. Но ее разработка задерживалась, и опытный образец МР-600 поставили на первый боевой корабль, оснащенный комплексом «Гром» — противолодочный крейсер «Москва».

Вновь установленное на ОС-24 радиоэлектронное хозяйство многократно увеличило потребности в энергопотреблении. Чтобы решить эту проблему суммарную мощность турбо- и дизельгенераторов почти утроили, доведя до 3700 кВт, но при этом пришлось ополовинить котлотурбинную установку, снизив ее мощность до 61000 л.с. Тем не менее корабль мог по-прежнему развивать неплохую скорость в 29 узлов, поскольку по водоизмещению (стандартное 8100 т, полное 9550 т) ОС-24 не превышал «Ворошилов» в лучшие времена завершения его строительства, до установки непредусмотренного проектом дополнительного вооружения и оборудования.