Переход к неподвижным контейнерам позволил снизить массу за счет отказа от механизма подъема, повысил надежность, но вызвал ряд новых трудностей, связанных с обеспечением старта ракет. В отличие от пр. 644 передние крышки контейнеров открывались не вверх, а в сторону борта. Сложнее было обеспечить вывод струй маршевых двигателей и стартовиков из объема ограждения руки. Кроме того, требовалось исключить заливаемость нижней части ракетного контейнера. На лодках пр. 644 по этой причине допустимое волнение при пуске ограничили 3 баллами вместо заданных 4-5, а скорость лодки – шестью. а не 15 узлами. Поэтому внутри ограждения рубки сформировали своего рода «дымовые трубы» – газоотводные камеры. Для упорядочения процесса их заполнения водой при погружении и опорожнения при всплытии газоотводные камеры выполнили наподобие цистерн главного балласта Вверху каждой из двух камер находились клапаны вентиляции, внизу – кингстоны Было проанализировано несколько вариантов газоотводных камер, отличавшихся диаметром (от 1,7 до 2,05 м), а также углом наклона (от 43 до 77°). Оптимальным признали наиболее широкий газоход размещенный под углом 47,5°.
На лодке устанавливалась более совершенная аппаратура предстартовой подготовки, позволявшая осуществить залповый пуск всех четырех самолетов- снарядов Кроме того, с подводной лодки сняли запасные торпеды и кормовые торпедные аппараты. Во вновь введенной секции корпуса установили дополнительную третью группу из 112 аккумуляторов, за счет чего дальность подводного плавания двухузловым экономическим ходом возросла с 350 до 400 миль Также дополнительно разместили установку кондиционирования воздуха, противопожарную систему ВПЛ-52, систему водяного охлаждения аккумуляторной батареи Ввели и другие усовершенствования: линии вала с двумя шинопневматическими муфтами и плавающим переборочным сальником, кольцевые насадки гребных винтов, аналогичные внедряемым на строившихся в эти годы новейших лодках пр. 651 и пр. 633. Обновили и гидроакустическое вооружение, поставив гидролокатор «Плутоний», шумопеленгатор «Кола», станцию мгновенного гидроакустического обзора «Свет», аппаратуру звукоподводной связи «Свияга».
Технический проект, разработанный под руководством главного конструктора Б.А. Леонтьева, был утвержден совместным решением МСП и ВМФ в апреле 1956 г. Водоизмещение увеличилось почти на 300 т, достигнув 1418 т, длина – на 9 м, составив 85 м. Осадка возросла до 5,8 м, запас плавучести – с 27 до 30%. Большие объемы прочного корпуса позволили в 1,5 раза увеличить автономность, доведя ее до 45 суток даже с учетом увеличения экипажа до 58 человек.
В целом сформировалась относительно современная по тому времени дизель-электрическая подводная лодка- ракетоносец. Значительное отставание по максимальной скорости от вновь строившихся ПЛ пр. 651 не имело решающего значения: противолодочные корабли НАТО были намного быстрее любой из дизель-электрических подлодок, а задача активных действий против надводных целей перед лодкой-носителем стратегических ракет не ставилась.
Казалось что перед пр 665 открывались блестящие перспективы В соответствии с постановлением ЦК КССС и СМ СССР от 3 декабря 1958 г. об утверждении плана проектирования и программы строительства военных кораблей в 1959-1965 гг. предусматривалось переоборудование 37 ранее построенных лодок пр 613 в ракетоносцы пр 665, при этом 16 лодок должен был перестроить ленинградский завод №189 («Балтийский»), 14 – завод №112 («Красное Сормово») и 7 владивостокский завод №202 ( Дальзавод»).
На практике столь грандиозные планы осуществили в крайне ограниченном объеме. С учетом быстрого совершенствования отечественных баллистических ракет, усиления ПВО США и стран НАТО перспективы крылатых носителей ядерного оружия оценивались довольно скептически А противокорабельные ра кеты П-6 на переоборудованные дизельные лодки пр. 613 «прописать» не удалось, в основном из-за громоздкости антенного поста радиолинии связи с ракетой аппаратуры «Аргумент». Предложения, предусматривающие разместить пусковые установки на одной лодке, а аппаратуру «Аргумент» на другой, признали нереальными.
Но самое главное переоборудование лодок по пр 665 оказалось довольно дорогостоящим мероприятием экономия за счет использования матчасти уже построенной лодки пр 613 составила всего 15% от варианта со строительством всей субмарины заново В соответствии с постановлением от 30 мая 1960 г. о частичном изменении программы 1959-1965 гг число ПЛ, переоборудуемых по пр 665, сократилось до шести единиц.
Первую пару субмарин пр. 665 построил Балтийский завод, испытывавший в те годы кризис в части военных заказов: артиллерийские крейсера пр 68бис «пошли на иголки», а проекты их ракетоносных преемников так и не покинули конструкторские кульманы. Переоборудование головной подводной лодки С-142 (заводской номер 204) на Балтийском заводе проводилось с сентября 1958 г, а 31 декабря 1962г. она вступила в строй.
В реальности громоздкая обтекаемая надстройка преподнесла несколько неприятных сюрпризов. Подводная скорость лодки оказалась на 1 узел меньше расчетной В надводном положении форма надстройки способствовала заливаемое™. Ходовая вахта, как правило, стояла при задраенных рубочных люках Впрочем, с этим явлением столкнулись еще до войны, внедрив на «Щуках обтекаемые «лимузинные» ограждения рубки, от которых пришлось отказаться на лодках более поздней постройки Неудачная конструкция носовых балластных цистерн при движении в надводном положении в свежую погоду создавала нестерпимый шум в первых двух отсеках Что более важно, при волнении более 4 баллов заливались пусковые установки, что исключало применение ракетного оружия Даже при относительно спокойном море лодка не держалась в позиционном положении Как принято говорить у корабелов, она «сидела свиньей» Высота борта в носу составляла 3-4 см, в корме – более метра.