ГТЗА приводили во вращение валопроводы через соединительно-разобщительные шинно-пневматические муфты. От ГТЗА также приводились навешенные ТГ, размещавшиеся в седьмом (электромеханическом) отсеке. Их валы соединялись с колесом первой ступени редукторной передачи через шарнирные звукоизолирующие муфты. На НТГ расходовалась мощность порядка 2000 л.с. и, таким образом, суммарная выходная мощность на валу каждого из ГТЗА составляла 19 500 л.с (500 об/мин).
Для движения на малых скоростях хода на каждой линии вала устанавливались ГЭД, как и НТГ, располагавшиеся в седьмом отсеке. Они получали питание либо от НТГ (турбогенераторный режим), либо от АБ. Оба ГЭД также могли использоваться в качестве источников электроэнергии (в генераторном режиме) во время движения корабля в надводном положении под ГТЗА. В качестве вспомогательных источников электроэнергии использовались два ДГ, а в качестве аварийных – АБ.
Вооружение корабля состояло из восьми 533-мм ТА, расположенных в двух вертикальных рядах. Общий боезапас составлял 20 торпед. При этом, впервые в отечественной практике, обеспечивались восьмиторпедный залп и стрельба всеми типами существовавших тогда торпед на глубинах до 100 м. Выработка данных для стрельбы и их автоматический ввод в БСУ торпед осуществлялся ПУТС «Торий».
К разработке рабочих чертежей СКВ-143 приступило еще на стадии разработки эскизного проекта, и уже в мае 1954 г. они стали поступать на ССЗ-402 в Молотовске (в настоящее время СМП в Северодвинске), который должен был строить корабль. По мере поступления рабочих чертежей по ним сразу же стали изготавливать обечайки и секции прочного корпуса. Благодаря этому фактическая постройка АПЛ (зав. №254) началась в июне 1954 г., т.е. за год до окончательного утверждения технического проекта. Если кормовые отсеки прочного корпуса не пострадали от столь нетрадиционного подхода к этапам постройки корабля, то два носовых отсека пришлось не только перепроектировать, но полностью переделывать. К моменту, когда в июле 1955 г. пришли корректированные чертежи, заводом уже были изготовлены обечайки носовой части прочного корпуса, межотсечные сферические переборки и гигантский ТА для 1550-мм торпеды.
Официально первую отечественную АПЛ, получившую тактический номер К-3, заложили 24 сентября 1955 г. К марту 1957 г. ССЗ-402 получил всю техническую и эксплуатационную документацию по строившемуся кораблю, которая с июля 1954 г. разрабатывалась под непосредственным наблюдением уполномоченных Главного управления кораблестроения (ГУК) ВМФ. После того, как были изготовлены все секции прочного корпуса, их соединили между собой и провели гидравлические испытания в специально построенной док-камере. Здесь же испытывались прочные цистерны и сферические переборки. После этого началось насыщение отсеков, в том числе установка в них ППУ и ПТУ. Причем каждый из отсеков имел своих «хозяев», представлявших СКВ-143 и руководивших размещением в них механизмов, оборудования и систем, внося на месте необходимые изменения в чертежи и рабочую документацию. По мере насыщения отсеков на них надстраивались обечайки легкого корпуса и формировались ЦГБ с системами вентиляции. Отсеки располагались на транспортных тележках, при помощи которых соединялись межу собой после полного насыщения, формируя корпус. В начале августа 1957 г. монтажные работы в отсеках были в основном закончены. К этому моменту полностью сформировали легкий корпус и облицевали его резиновым покрытием. После этого на корабль навесили шесть пар киль-блоков (еще две пары располагались в оконечностях под корпусом) и на грузовых тележках вывели из цеха, а 9 августа 1957 г. – его, при помощи навешенных киль-блоков, спустили на воду по наклонным направляющим лагом к урезу воды. Такой способ позволял вывести корабль на воду без существенного углубления акватории завода.
Одновременно с постройкой корабля в Обнинске на территории ФЭИ АН СССР создавался наземный прототип корабельной АЭУ, в специальной литературе именуемый натурным стендом. Он представлял собой реакторные и турбинные отсеки ПЛ со смонтированными в них ППУ и ПТУ правого борта корабля и штатными системами дистанционного управления. Кормовой частью эти отсеки выходили в специальный бассейн, в котором гидротормозом снималась мощность с гребного вала. Этот натурный стенд, помимо отработки конструкции АЭУ, использовался для подготовки и обучения, под непосредственным руководством А.П. Александрова, личного состава электромеханической боевой части (БЧ-5) К-3. Командиром корабля был назначен капитан 1 ранга Л.Г.Осипенко, а командиром БЧ-5 – капитан 2 ранга Б.П. Акулов.
С сентября 1957 г. по июль 1958 г. АПЛ проходила швартовные испытания. 14 сентября 1957 г. на ней осуществили физический пуск обоих реакторов с выходом на минимально контролируемый уровень мощности. 3 июля 1958 г. она была предъявлена к ходовым испытаниям. Так как заказчиком корабля являлось Первое Главное Управление Совмина, то и принимала его специально созданная Правительственная комиссия под председательством вице-адмирала В.Н. Иванова и под научным руководством А.П. Александрова. Причем во время проведения ходовых испытаний было решено (в соответствии с очередным совместным решением флота и промышленности) ограничить тепловую мощность энергетической установки 60% от номинальной величины ввиду того, что A3 реакторов все еще находились в стадии разработки.
Ходовые испытания К-3 проводились с 3 июля по 1 декабря 1958 г. За это время корабль пять раз выходил в море и за 25 суток в общей сложности прошел 3801 милю – из них 2602 мили под водой. В подводном положении он развивал ход 23,3 уз и при этом хорошо управлялся, легко изменяя глубину и направление движения, быстро одерживался по глубине и дифференту. Как показали расчеты, спецификационная скорость 25 уз могла быть достигнута при тепловой мощности 80% от номинальной величины. Важным достижением этих испытаний являлось то, что лодка впервые в мировой практике (26 ноября 1958 г.) погрузилась на глубину 300 м. Тем не менее, их пришлось прервать из-за отказов в работе отдельных механизмов и оборудования, вызванных низким качеством их изготовления и конструктивными недостатками. Особую обеспокоенность вызывала течь ЦНПК и ПГ. У первых, например, она стала следствием некачественной сварки элементов насосов, обеспечивавших герметичность первого контура, а также неудачной конструкции рубашек их статоров, а у вторых – растрескиванием трубок, изготовленных из нержавеющей стали под воздействием хлоридов и кислорода, содержавшихся в воде второго контура, что приводило к протечке воды одного контура в другой. Малая надежность некоторых из механизмов, входивших в состав ППУ, заставила в период проведения ходовых испытаний корабля затратить на их ремонт или замену 115 суток.
Несмотря на то, что во время ходовых испытаний не удалось проверить системы вооружения и некоторые из режимов работы АЭУ, Правительственная комиссия в своем акте отметила, что создание первой АПЛ являлось крупнейшим научно-инженерным достижением в области военного кораблестроения. Далее шло сравнение этого корабля с новейшими для того времени дизельными лодками. В частности указывалось на то, что полная подводная скорость АПЛ (24-25 уз) в 1,5-2 раза превышала кратковременную подводную скорость, достигнутую ДЭПЛ, а дальность непрерывного подводного плавания (25 00030 000 миль) в 70-75 раз – их непрерывную дальность подводного плавания (не более 400 миль).
Если в оценке боевых возможностей АПЛ мнение Правительственной комиссии было единодушным, то в части касающейся ее дальнейшей судьбы наметились серьезные разногласия. Представители ВМФ потребовали передать корабль в опытную эксплуатацию только после того, как будут устранены все обнаруженные недостатки и обеспечена надежная работа механизмов и оборудования АЭУ. Однако представители науки и промышленности наоборот считали, что АПЛ следует сначала передать в опытную эксплуатацию ВМФ, а уже затем устранять все выявляемые недостатки. Последняя точка зрения возобладала, что и было зафиксировано постановлением Правительства от 17 января 1979 г., в соответствии с которым флот обязали принять К-3 в опытную эксплуатацию, а промышленность – выполнять по его заявкам все необходимые работы.
Подготовка К-3 к опытной эксплуатации была осуществлена на СС3-402 в период с декабря 1958 г. по июнь 1959 г. В ходе выполнения работ перегрузили A3 носового реактора[13*] в связи с выработкой ею кампании до 26%, заменили все ПГ и ЦНПК более совершенными, изготовленными по новой технологии. Кроме того, в компенсаторах объема установили новые трубные системы, провели ревизию и устранили мелкие неисправности оборудования, арматуры и приборов.
13 июня 1959 г. корабль был подготовлен к опытной эксплуатации, в рамках которой он с 24 июля по 14 ноября 1959 г. совершил три выхода в море общей продолжительностью 45 суток. Несмотря на ряд неисправностей в работе АЭУ, в том числе и весьма серьезных (таких, например, как выход из строя ПГ правого борта и НТГ левого борта), удалось достичь значительного повышения скорости в подводном положении – до 28 уз при тепловой мощности реакторов 80% от номинальной величины. Кроме того, были проведены (правда, по сокращенной программе) испытания торпедного вооружения и проверена эффективность работы ПУТС «Торий».
