21 июля 1962 г. К-3 возвратилась в Йоканьгу. Корабль встречали члены правительства во главе с Председателем Совета Министров СССР Н.С, Хрущевым. Прямо на пирсе всем членам экипажа и научной группы, участвовавшим в походе, вручили правительственные награды. В соответствии с Указом Президиума Верховного Совета СССР от 20 июля 1962 г. руководителю похода контр-адмиралу А.И. Петелину, командиру корабля капитану 2 ранга Л.М. Жильцову и командиру электромеханической боевой части инженер- капитану 2 ранга Р.А. Тимофееву было присвоено звание Герой Советского Союза, а весь остальной личный состав корабля наградили различными орденами и медалями.
Несколько позднее в честь ПЛ «Ленинский комсомол» назвали одну из вершин подводного хребта Гаккеля в Северном Ледовитом океане. В следующем году советские подводники все же выполнили всплытие на Северном полюсе. Возглавил поход командующий КСФ адмирал В.А. Касатонов, командир корабля — капитан 2 ранга Ю.А. Сысоев. Для плавания под паковым арктическим льдом активно использовались эхоледомеры, подводные телевизоры, современный навигационный комплекс.
Пройдя в подводном положении без всплытия более 1000 миль, атомоход достиг полюса. При помощи эхоледомера была обнаружена полынья, в ней-то субмарина и всплыла. Командир корабля и командующий флотом первыми вышли на лед на Северном полюсе. А затем впервые в истории отечественного ВМФ на широте 90° были установлены Государственный и Военно-морской флаги СССР, а также заложен пенал с запиской: «Очередное посещение Северного полюса подводной лодкой Союза Советских Социалистических Республик 29 сентября 1963 г.».
Участники похода также не остались без наград: адмирал В.А. Касатонов и капитан 2 ранга Ю.А. Сысоев были удостоены звания Герой Советского Союза, остальные члены экипажа награждены орденами и медалями, а атомоход первым в мирное время получил орден Красного Знамени.
К началу 1958 г. в СССР уже был накоплен достаточный опыт проектирования и строительства первых атомных подводных лодок, позволивший приступить к разработке более совершенных субмарин, оснащенных не только торпедным, но и ракетным оружием и не уступающих по своим тактико-техническим элементам атомным ПЛ ВМС США.
28 августа 1958 г. было принято постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР о создании новой скоростной ПЛ, энергетических установок новых типов и развитии научно-исследовательских, опытно- конструкторских и проектных работ для подводных лодок. Так началось проектирование опытной атомной ПЛ проекта 661 «Анчар», способной развивать скорость подводного хода более 30 узлов и погружаться на глубину, в полтора раза большую достигнутого на то время показателя. В рамках этой же программы приступили к разработке комплекса малогабаритного ракетного оружия.
Головными организациями по проектированию, постройке и отработке подводной лодки второго поколения, вооруженной крылатыми ракетами с подводным стартом, были определены ЦКБ-16 (переименованное позже в ЦКБ «Волна» и вошедшее затем в состав СПМБМ «Малахит») и судостроительный завод № 402 Государственного комитета Совета Министров СССР по судостроению (ныне Северное машиностроительное предприятие). Главным конструктором по проекту назначили Николая Исанина, главным наблюдающим от ВМФ — капитана 1 ранга Ю.Г. Ильинского, а позднее — капитана 2 ранга В.Н. Мракова.
В начале 1959 г. Совет Министров СССР издал два распоряжения относительно обеспечения проведения научно-исследовательских и опытных работ по созданию титановых и алюминиевых сплавов и освоению производства из них листов, профильного проката, отливок, поковок и штамповок для новых скоростных подлодок. Требовалось также изготовить опытные конструкции и отсеки для отработки на них технологии изготовления корабельных и машиностроительных конструкций, их сварки и сборки, полунатурные отсеки прочного корпуса для испытаний их на прочность, автоматические и полуавтоматические сварочные агрегаты, проволоку для сварочных электродов и гидрокамеры для испытания опытных конструкций.
В связи со сложностью и наличием множества научных и технических проблем пришлось начинать со стадии исследовательского проектирования, по результатам которого исходя из определенного назначения новой ПЛ (борьба с авианосными соединениями противника) были разработаны два типа ракетного вооружения: самолеты-снаряды с надводным стартом (главный конструктор — Г.М. Бериев) и крылатые ракеты с подводным стартом (главный конструктор — В.Н. Челомей). В конечном итоге предпочтение отдали последнему варианту, что было отражено в постановлении ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 1 апреля 1959 г. Комплекс «Аметист», являвшийся первой в Советском Союзе ракетной системой с подводным стартом ракет, официально приняли на вооружение подводных лодок 3 июня 1968 г.
В январе 1960 г. после длительного обсуждения материалов предэскизного проектирования Главнокомандующий ВМФ адмирал С. Горшков и председатель Госкомитета Совета Министров СССР по судостроению Б. Бутома представили в ЦК КПСС и Совет Министров предложения по основным тактико- техническим элементам новой скоростной атомной ракетной ПЛ проекта 661, которые утвердили 9 апреля того же года. Тактико-техническое задание было одобрено министром обороны маршалом Р. Малиновским несколько ранее — 26 января.
Основная трудность заключалась в том. что, согласно постановлению ЦК КПСС и Совета Министров и тактико-техническому заданию Министерства обороны СССР, при работе над эскизным и техническим проектами ПЛ конструкторскому бюро рекомендовалось (а фактически приказывалось) применять новейшие технические средства, оборудование, приборную технику, системы автоматики и материалы, не используя уже отработанные элементы.
Эскизный проект поступил на рассмотрение ВМФ и Госкомитета по судостроению в мае 1960 г. с опозданием на 4 месяца вследствие чересчур долгого изучения этими же инстанциями предэскизного проекта. Совместным решением ВМФ и Госкомитета эскизный проект опытной скоростной ПЛ с ракетным оружием и атомной энергетической установкой проекта 661 был утвержден 6 июля 1960 г. как соответствующий требованиям постановления ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 28 августа 1958 г.
ТТЭ новой атомной ПЛ определялись следующими:
— нормальное водоизмещение с покрытием/без покрытия — 4745/4993 т;
— длина- 105 м;
— ширина- 10,6 м;
— скорость подводная максимальная — 37,9 уз.;
— дальность плавания при скорости 25–30 уз.
— 35–40 тыс. миль;
— время непрерывного пребывания под водой — 1700 ч;
— автономность плавания — 70 суток;
вооружение
— 10 ракет «Аметист», 4 торпедных аппарата с боекомплектом 8 торпед.
Технический проект был подготовлен в декабре 1960 г., одновременно с представлением основных тактико-технических элементов новой ПЛ в Совет Министров СССР. Совместным решением Главнокомандующего ВМФ и председателя Госкомитета по судостроению проект был одобрен 3 марта 1961 г., а 6 сентября того же года постановлением Совета Министров СССР были утверждены тактико- технические элементы опытной скоростной ПЛ проекта 661. Строительство лодки поручалось заводу № 402
