Первоначально контейнеры с ракетами (как и на лодках-носителях баллистических ракет) находились внутри прочного корпуса, но не в кормовой, а в носовой его части. В дальнейшем выяснилось, что значительные нагрузки на контейнер в процессе старта ракеты и после этого определяют столь солидное конструктивное исполнение корпуса контейнера, что попутно обеспечивается его устойчивость и при воздействии внешнего давления воды. Это позволило разместить контейнеры побортно, в зазоре между прочным и легким корпусами лодки. При более или менее традиционной компоновке прочного корпуса атомохода это привело бы к «приплюснутой» форме внешних обводов с увеличенной смачиваемой поверхностью и, следовательно, росту гидродинамического сопротивления. Для сохранения цилиндрической формы легкого корпуса прочный корпус в носовой части, т.е. в зоне размещения ракетных контейнеров, выполнили с формой поперечного сечения, близкой к «восьмерке», скомпоновав его из двух расположенных друг над другом цилиндров.
В первое послевоенное десятилетие советское подводное кораблестроение базировалось на опыте массовой постройки субмарин в предвоенные годы и (в не меньшей мере) на использовании достижений немецкого флота, ушедшего далеко вперед за счет практической реализации давно известных, но так и не внедренных в других странах новых технических решений. Советские атомоходы первого поколения при принципиально новой энергетике комплектовались системами и агрегатами, отработанными на дизельных лодках первых послевоенных проектов. Но боевая эффективность подводной лодки определяется не только ходовыми качествами, зависящими в основном от мощности атомного реактора и формы корпуса, но и возможностью своевременно обнаружить цель, точно навести на нее оружие, обеспечить скрытность атаки и отхода. Чтобы освободить проектантов пр. 661 от диктата смежников, стремившихся навязать корабелам уже хорошо освоенные в производстве системы и агрегаты, правительственное постановление напрямую запрещало применение традиционных, ранее освоенных технических решений, материалов и оборудования. Кроме того, тактико-техническое задание флота в части, определявшей назначение корабля, наряду с боевыми задачами ставило цель комплексной отработки новых технических решений. При этом имелось в виду последующее их использование и на подводных лодках другого тактического назначения, в том числе на многоцелевых торпедных субмаринах и стратегических ракетоносцах.
Именно применительно к атомоходу пр. 661 началась разработка систем управления по курсу и глубине («Шпат»), предотвращения аварийных дифферентов и провалов в глубину («Турмалин»), управления общекорабельными системами, устройствами и забортными устройствами («Сигнал»), управления торпедной стрельбой («Ладога). Большинство из них (либо их модернизированные варианты), а также гидроакустический комплекс МГК-300 «Рубин» нашли применение на массовых атомоходах второго поколения, а часть из них - и на еще более современных кораблях. Однако такая перенасыщенность новой техникой создавала предпосылки для задержек в комплектовании и строительстве корабля.
Крылатая ракета «Аметист». Справа - стартовый агрегат.
На проектной стадии работы шли в основном в соответствии с заданными сроками их исполнения. В июне 1959 г. ЦКБ-16 выпустило предэскизный проект, в мае следующего года - эскизный, а в декабре -технический. Росло водоизмещение лодки (от 1900 до 5200 т), но максимальная скорость оставалась на уровне 38 узлов.
Правительственным постановлением от 6 сентября 1961 г. задавались основные тактико-технические элементы пр. 661, в основном соответствующие материалам технического проекта: водоизмещение - 5300 т, полная скорость - 37-38 узлов при мощности 40000л.с. на каждом из двух валов, дальность плавания - 35000-40000 миль при скорости 25-30 узлов, предельная глубина погружения - 400 м, автономность - 70 суток, вооружение - 10 крылатых ракет и четыре торпедных аппарата с общим боекомплектом 12 торпед. С 1959 г. на заводе №402 в Северодвинске началась подготовка к постройке корабля, которому был присвоен строительный номер 501, а в 1965 г. - тактический номер К-162.
Вслед за первым правительственным постановлением на разработку эскизного проекта было оформлено постановление от 1 апреля 1959 г., определившее проведение опытно-конструкторской работы по ракетному комплексу П-70 «Аметист». Требования к максимальной дальности увеличили до 80 км. Головным разработчиком ракеты (изделие 4К-66) и комплекса определили ОКБ-52, системы управления - ленинградский НИИ-49. Совместные летные испытания должны проводиться с борта атомохода пр. 661 в 1963 г.
Владимир Николаевич Челомей выделялся среди остальных ракетных академиков не только неизжитым со студенческих лет пристрастием к настоящей, насыщенной серьезной математикой науке, но и склонностью к смелому и массированному внедрению в свои конструкции новых технических решений, не отработанных ранее на других изделиях. В своем многотысячном коллективе он был не только довольно жестким руководителем, но и генератором идей.