Казалось бы, к концу 1950-х гг. что в этом могло быть нового? Параллельно с пр. 651 исходя из того же вооружения — комплекса П-6 — намечались к строительству атомоходы пр. 675. Но стоили они, естественно, намного дороже, да и производственные .мощности по атомным энергоустановкам были еще весьма ограничены.

Основная идея «атомизации» пр. 651 состояла в том, что речь не шла о строительстве полноценного атомохода, развивающего скорость, сопоставимую с показателями боевых надводных кораблей. Основной целью использования атомной энергии было достижение неограниченной подводной дальности и автономности.

Наиболее ярко эта идея проявилась в проекте так называемого «Яйца Доллежаля», названного в честь ее автора, главного конструктора атомных реакторов для флота. Речь шла о миниатюрном реакторе с термоэлектрическим преобразователем, без традиционных для атомоходов паропроизводящих установок и турбин. На первых порах для исключения тяжелой биологической защиты «яйцо» предполагалось буксировать на удалении нескольких сотен метров за лодкой, а выработанный энергоустановкой электрический ток подавать на субмарину по кабелю. При этом сама подводная лодка сохраняла штатную дизель-электрическую энергетическую установку.

Постепенно идея стала приобретать более реальные очертания. Об экологии в те годы не слишком заботились, однако экономия, достигаемая за счет отсутствия биологической защиты, могла обернуться большими потерями лодок в случае разработки вероятным противником эффективных средств слежения по радиоактивному следу. Кроме того, в силу «неизбежных в море случайностей» лодки вполне могли лишиться своих «яиц». В результате мощный источник радиоактивных веществ мог оказаться в распоряжении склонных к провокациям спецслужб враждебных государств, а то и групп частных лиц. Поэтому в дальнейшем перешли к проработке схемы с размещением маломощной ЯЭУ непосредственно на лодке. От первоначального замысла осталась идея размещения всех систем энергоустановки в герметичной капсуле, находящейся вне прочного корпуса лодки.

В конце 1950-х гг. проработки по «полуатомной» лодке велись применительно к пр. 668. В начале следующего десятилетия группой конструкторов ЦКБ-18 во главе с Э.А. Деребиным на базе пр. 651 был предложен проект 683 лодки не намного большей длины (на 4,1 м) и водоизмещения (на 12,7%), но обладавшей практически не ограниченным запасом хода с максимальной скоростью 18 узлов за счет применения двух атомных энергоустановок мощностью по 6000 л.с.

В связи с этими замыслами менее чем через полгода после принятия семилетней кораблестроительной программы она была скорректирована постановлением от 25 сентября 1959 г., в соответствии с которым наряду с прекращением работ по средней лодке пр. П654 освободившиеся мощности «Красного Сормово» выделялись для строительства лодок пр.651 и задавалось строительство 12 лодок пр. 651 со спецэнергоустановкой. В следующем году постановлением от 30 мая 1960 г. число строящихся лодок пр. 651 сокращалось с 61 до 28 единиц, из которых всего 10 предусматривалось оснастить серебряно-цинковыми батареями. При этом выполнение программы почти полностью возлагалось на «Красное Сормово, а ленинградские и амурский заводы освобождались от ранее выданных заданий. Исключение составил Балтийский завод (№189), на котором достроили пару лодок.

Однако и на этом процесс сокращения объема строительства лодок пр. 651 не завершился. В соответствии с постановлением от 21 июня 1961 г. число строившихся кораблей этого типа сократили до 16, а также прекратили работы по «полуатомным» модификациям этого проекта. Вместо планировавшейся к постройке дюжины кораблей пр. 683 на Судомеханическом заводе (№196) должно было строиться девять полноценных атомных ракетоносцев пр. 675 и четыре торпедных атомохода пр. 671. Впрочем, и это решение не стало окончательным. Постановлением от 7 августа 1962 г. Судомеханический завод освободили и от строительства пр. 675, поручив ему изготовление высокоавтоматизированных титановых атомоходов пр. 705 и продолжение постройки дизельных лодок.

Антенный пост аппаратуры «Аргумент» в рабочем положении.

Головную подводную лодку пр. 651 К-156 (заводской номер 552) начали строить на Балтийском заводе 16 ноября 1960 г. и спустили на воду 31 июля 1962 г. К зиме успели осуществить ходовые испытания на Балтике, но на ограниченной акватории Балтийского моря отсутствовали полигоны, пригодные для испытаний ракетного оружия. До ухода на Север, весной 1963 г. смогли только провести гонку турбореактивных двигателей крылатых ракет. При этом, как и ранее в ходе испытаний ракет П-5 на атомоходе пр. 659, выявилось, что при предстартовой подготовке струя продуктов сгорания двигателя впереди расположенной ракеты способна заглушить двигатель находящегося позади изделия. По результатам экспериментов была установлена оптимальная последовательность пуска ракет — «крест-накрест» (1-4-2-3) и допустимые минимальные интервалы между стартами — 6, 26 и 5 с.

Основные ракетные стрельбы состоялись уже после перехода лодки на Северный флот, в ходе государственных испытаний. Проведенные с 21 ноября 1963 г. пуски всех трех ракет П-6 прошли успешно: были достигнуты прямые попадания в корабль-цель пр. 1784. Для порядка отстрелялись и ракетой П-5, правда, с несколько невнятной оценкой результатов: «ракета дошла до боевого поля, но координаты падения определить не удалось».

Контейнеры с ракетами П-6 перед стрельбой поднимались на угол 15°.