Как только выяснилось, что нержавеющая сталь в этих условиях не работает, адмирал заставил Гасанова заменить материал парогенераторов на титан. Его требования в довольно категоричных выражениях поддержал Хрущёв, который с самого начала программы развития атомного подводного флота в 1954 г настаивал на применении в парогенераторах титана. С помощью специалистов ОКБ-301 Семёна Алексеевича Лавочкина, преодолев большие технологические трудности, коллектив Балтийского судостроительного завода им Орджоникидзе освоил в 1958 г технологии механической обработки и сварки титана.
Тщательная отработка конструкции парогенераторов, и переход на новые конструкционные материалы помогли избежать тяжёлой радиационной аварии на атомной лодке К-8 проекта 627 13 октября 1960 г, и ещё целого ряда аварий и происшествий.
На базе многоцелевой лодки проекта 627 была разработана лодка проекта 645, имевшая реактор с жидкометаллическим теплоносителем. Разработка велась с 1952-го по 1957 й год. Главным конструктором лодки до 1956 года был начальник СКБ-143 Владимир Николаевич Перегудов, затем работы по ней вёл Александр Карпович Назаров. При её разработке также учли выявленные в ИАЦ недостатки проекта, поэтому теперь лодки проектов 627 и 645 различались меньше, чем в «той» истории. Часть технических решений с проекта 645 перешли на 627-й, в то же время от некоторых спорных моментов, вроде переноса реакторов ближе к носовой части, отказались.
Лодка была заложена 15 июня 1958 года, её командиром был назначен капитан 2 ранга Иван Иванович Гуляев. Сложность проекта и задержки с поставками оборудования привели к сдвигу срока сдачи флоту с конца 1960 года на начало 1962-го. Для отработки совершенно нового типа реактора в Обнинске был построен испытательный стенд, на котором проводились эксперименты по изучению его поведения на различных режимах работы.
Конструкцию реактора изменили, теперь он представлял собой заполненную свинцом стальную капсулу, в которой размещалась активная зона. Капсула помещалась в водяной бак второго контура (АИ, см. гл. 02-08). В 1959 году на стенде в Обнинске произошла радиационная авария. По результатам расследования было принято решение, что конструкция ЖМТ-реактора требует серьёзной доводки и пока не готова для установки на боевую АПЛ. В связи с этим было принято решение доводить ЖМТ-реакторы на исследовательских подводных аппаратах, а лодку 645-го проекта достроить с использованием обычного водо-водяного реактора, как в проекте 627. В процессе достройки было принято решение переоборудовать лодку в носитель диверсионных и исследовательских глубоководных аппаратов, для чего позади рубки на корпусе были приварены крепления, к которым крепились секции модульной надстройки-банкета, в углублениях которой эти аппараты могли «парковаться».
Помимо многоцелевых лодок, для слежения за авианосцами противника и их уничтожения ВМФ СССР получал атомные подводные лодки с крылатыми ракетами. Они проектировались в ленинградском ЦКБ-18 («Рубин») под руководством Павла Петровича Пустынцева. Первоначальный проект 659 после анализа информационной подборки, составленной в ИАЦ, был кардинально пересмотрен. Теперь лодка 659-го проекта больше напоминала улучшенный проект 675 (АИ, подробнее см. гл. 02-46). Она несла не 6, а 8 ракет П-6 в поднимающихся пусковых контейнерах. В качестве дальнейшего развития системы вооружения предлагалось два пути. Первый – оснащение лодок 659-го проекта ракетами П-7 с увеличенной до 1000 километров дальностью полёта, и получением целеуказания от создаваемой глобальной информационной системы СССР через спутники-ретрансляторы.
В этом случае снималась основная проблема лодок этого проекта – невозможность выдачи целеуказания на больших дальностях, из-за чего лодка была вынуждена долго оставаться в надводном положении, пока операторы дождутся выхода ракет на рубеж обнаружения целей их бортовыми локаторами и раздадут ракетам целеуказания по полученной от них радиолокационной картинке. Теперь лодка могла выпустить одним залпом все 8 ракет и погрузиться сразу же. Ракеты шли в район цели «стаей», ориентируясь по сигналам радиолокаторов американских кораблей, и предварительному целеуказанию от самолётов дальней морской разведки, вместе с лодками образующих морскую разведывательно-ударную систему «Успех». Радиолокационную картинку одна из ракет передавала через спутник в центр управления в Москве, или на борт ближайшего самолёта, либо дирижабля морской разведки. Там оператор распределял цели между ракетами, после чего они действовали уже полностью автономно.
Второй путь модернизации предполагал развитие до проекта 675, который теперь планировалось вооружить дозвуковыми крылатыми ракетами 3М10Т в количестве до 32-40 единиц. Конкурентом этого проекта был предложенный Сергеем Никитичем Ковалёвым вариант с установкой в пусковых шахтах лодки 667-го проекта установок вертикального пуска для 7 крылатых ракет на каждую шахту (АИ, см. гл. 04-17, в реальной истории таким образом модифицированы для запуска 154 КР «Томагавк» 4 американские подлодки типа «Огайо»). Таким образом, лодка проекта 667 могла бы нести порядка 112 крылатых ракет с дальностью полёта около 2500 километров. За счёт меньшей длины крылатой ракеты можно было избавиться от огромного «горба» позади рубки и уменьшить водоизмещение лодки до 11500 тонн. Кроме того, этот вариант выгодно отличался почти полной унификацией с лодками 667-го проекта, оснащаемыми баллистическими ракетами.
На конец 1960 г завод № 199 имени Ленинского комсомола в Комсомольске-на-Амуре, спустил на воду две лодки 659-го проекта из 6 запланированных – К-45 и К-59. Их сдача флоту планировалась, соответственно, на июнь и декабрь 1961 года.
Предельно основательный подход использовался при и разработке и постройке лодок с баллистическими ракетами. Откровенно неудачный проект 658 был забракован ещё на начальном этапе, и вместо него Сергей Никитич Ковалёв разрабатывал на базе лодки 627-го проекта субмарину проекта 667, более похожую на более поздние 667БДР / БДРМ.
Первая из них, получившая номер К-137, была сдана флоту в середине ноября 1960 г, после успешного окончания испытаний. Её командиром был назначен капитан 2-го ранга Николай Владимирович Затеев. (В реальной истории командовал первой советской ПЛАРБ К-19 658-го проекта. Хотя в АИ проект 658 отменён, лучшей кандидатуры командира для первой ПЛАРБ на тот момент найти сложно.) При проектировании лодки и ракет, как системы оружия, была поставлена задача гарантированно превзойти американскую систему «Поларис», данные по которой были известны.
Принцип, использованный конструктором лодки Сергеем Никитичем Ковалёвым и конструктором ракеты Виктором Петровичем Макеевым, был прост, как лом. Американский «Поларис» был двухступенчатым, имел диаметр 1,37 метра, при длине 8,53 метра («Поларис» А-1) и массу 13 тонн. Ковалёву и Макееву была также предоставлена информация из ИАЦ, о том, что «перспективные американские проекты» баллистических ракет для подводных лодок имеют три ступени, диаметр 1,8-2,1 метра, длину 10-13 метров и массу 33-60 тонн, при дальности 7800-11000 км. (характеристики БРПЛ «Трайдент-1» и «Трайдент-2»)
Исследования различных рецептур смесевого твёрдого топлива в НИИ-125 Борис Петрович Жуков вёл с конца 1953 года, и к 1956-му добился существенных успехов. Он использовал те же компоненты, что и американцы (АИ). Исходя из полученных данных, Сергей Никитич Ковалёв заложил диаметр пусковой шахты 2200 мм, длину шахты 15 м, и массу ракеты до 65 тонн. Лодка под такую ракету выходила предсказуемо огромной, поэтому, опасаясь возможных технических трудностей, ракетный отсек сделали наборным из отдельных секций, каждая из которых содержала по 2 ракеты, а также набор аппаратуры и механизмов для их запуска. Предполагалось, что если возникнут проблемы с водоизмещением и размерами, можно будет уменьшить количество секций.