В ходе создания баллистических ракет Р-1 и Р-2 советские конструкторы накопили немалый опыт в ракетостроении. Это позволило конструкторам заняться проектированием ракет с большей дальностью полета. Да и руководство страной требовало создать ракеты с дальностью полета более 1000 км. Такое распоряжение Правительства поступило сразу же после по окончания работ по ракете Р-2. И если ракета Р-1 считалась аналогом немецкой V-2, а ракета Р-2 - модернизацией V-2, то конструкции последующих советских ракет имели уже существенные отличия самих ракет и их двигателей. В связи с этим ракеты, созданные советскими ракетостроителями, в дальнейшем являются оригинальными отечественными разработками.

Уже в 1947 г., т.е. когда еще только шли испытания первой советской баллистической ракеты с дальностью полета 280 км, С.П. Королев начал проработку перспективных конструкций баллистических ракет большой дальности. В апреле того же года одной из главных тем во время встречи в Кремле С. Королева с И. Сталиным было обсуждение проекта ракеты Р-3 (индекс ГРАУ - 8А67), способной преодолевать 3 000 км. Этот проект был одобрен советским правительством. Таким образом, программа по ракете Р-3 была одобрена в Кремле еще до того, как был дан зеленый свет менее амбициозному проекту Р-2. Но именно Королев настоял на разработке ракеты Р-2 в качестве предварительного шага в программе Р-3.

В самом начале в программе Р-3 участвовал ряд конструкторских бюро и организаций. Помимо НИИ-88, головной организации, проблемами радиоуправления на больших расстояниях занимался НИИ-20 под руководством Бориса Коноплева, а также и НИИ-885. Разработку двигателя вели на конкурсной основе ОКБ-456 во главе с Валентином Глушко и НИИ-1 Министерства авиационной промышленности, под руководством Александра Полярного. Тут следует отметить, что в составе НИИ-88 числилось почти 150 немецких конструкторов, попавших в плен после окончания Великой Отечественной войны, и работавших на острове Городомля, где они проживали со своими семьями в приличных для того времени условиях.

К началу 1949 года, когда предварительные проектные работы над ракетой почти достигли своей цели, к работам подключили две команды немцев во главе с Хельмутом Грёттрупом и Вернером Альбрингом, которые проработали различные концепции ракеты и представили проекты ракет Р-14 (по немецким документам проект German-4 или в сокращенном варианте G-4) и Р-15 (G-5). Нигде нет данных о том, какое влияние немецкие проекты осуществили на разработку ракеты Р-3 в НИИ-88, но дальше концептуальной разработки и базовых расчетов работы немецких конструкторов-ракетчиков не шли.

Как бы там ни было, в июне 1949 года разработка проекта Р-3 была завершена. Конструкция ракеты Р-3 представляла собой одноступенчатую баллистическую ракету длиной 27,1 метра и максимальным диаметром 2,8 метра. Полная масса заправленной топливом ракеты должна была составлять 65-70 тонн. На ракете планировалось установка одного ракетного двигателя с максимальной тягой 120-140 тонн. 7 декабря 1949 года научно-технический совет (НТС) НИИ-88 официально утвердил конструкцию ракеты Р-3. Однако НТС увидел и беспрецедентную сложность, с которой столкнулись конструкторы Р-3, и поэтому рекомендовал разработку экспериментальной ракеты Р-3А, несколько меньших размеров, чем Р-3, как дополнительный промежуточный шаг к созданию Р-3. Ракета Р-3А с сухой массой 4 т и полной массой с заправкой в 23,4 т с двигателем с тягой в 40 тс могла иметь дальность полета 935 км. Первый испытательный полет ракеты Р-3А был запланирован на октябрь 1951 года.

Однако в октябре 1951 года, сразу после успешной защиты проекта Р-3 перед государственной комиссией, С.П. Королев предложил закрыть его и начать работу над более амбициозным проектом - разработкой многоступенчатой межконтинентальной баллистической ракеты, основанный на концепции многокамерного двигателя. А в качестве промежуточного шага он предложил реализовать проект новой ракеты Р-5 с дальностью полета 1200 км, который к октябрю 1951 года уже был подготовлен. По внешнему виду ракета Р-5 выглядела как Р-3, только меньшего диаметра. С.П. Королев смог убедить правительство в том, что Р-3 была слишком громоздкой и неэффективной, в то время как Р-5 могла открыть дорогу к созданию межконтинентальной баллистической ракеты (МБР). Правда, название «Р-5» ракета получила только в 1953 г. В конечном счете в конце 1951 г. проект Р-3 был закрыт.

Несмотря на то, что ракета Р-3 так и не смогла оторваться от чертежной доски, опыт ее разработки оказал долгосрочное влияние на советскую ракетную технику. Он вывел советских конструкторов на новый уровень технической сложности и обеспечил беспрецедентное расширение советской ракетной промышленности, которое вскоре было использовано в полную силу для разработки первой МБР. Кроме того, проект Р-3 стал первым масштабным проектом в СССР, который отошел от немецкой ракетной техники и позволил разработать комплексный подход к конструированию ракет.

Тактико-технические характеристики ракетЫ Р-3
Дальность стрельбы: 3000 км
Максимальная скорость: 4500 м/с
Боевая часть: фугасная, в дальнейшем предполагалась ядерная
Масса БЧ: 3000 кг
Максимальная температура нагрева: 1500°С
Система управления: инерциальная с радиокоррекцией
Органы управления: рулевые двигатели
Тип старта: вертикальный с наземной ПУ
Длина собранной ракеты: 27,1 м
Максимальный диаметр корпуса: 2,8 м
Стартовая масса: 71-72 т
Масса пустой ракеты: 9-11 т
Топливо: керосин
Окислитель: жидкий кислород
Масса топлива: 60-62 т
Двигатель: ЖРД РД-110
Тяга двигателя в пустоте: 117,5-120 тс
Время работы: 150 с