Челомей, найдя удачную компоновку ракеты на примере П-5/П-6, взялся развивать её в целое семейство. Помимо П-35, предназначенной для вооружения эскортных кораблей, он намеревался увеличить дальность ракеты, для её применения по наземным целям. За счёт использования более экономичного варианта турбореактивного двигателя сверхзвуковая ракета, получившая наименование П-7, теперь могла поражать цели на дистанции 1000 километров, вместо 550 у П-5Д, и при этом запускалась из тех же пусковых контейнеров, что и П-5/П-6 (АИ, в реальной истории проект был отменён из-за прогресса баллистических ракет. Затем задачу увеличения дальности ПКР так или иначе пришлось решать созданием образцов П-500 «Базальт» и П-1000 «Вулкан»). Владимир Николаевич точно угадал основную тенденцию, и, помимо ядерного оснащения, распорядился уделить особое внимание варианту с обычной БЧ и высокоточной телевизионной системой наведения с лазерной подсветкой цели. Этот вариант в мае 1960-го удачно зарекомендовал себя в Греции (АИ), и теперь Челомей считал его основным.
В этот же период шло совершенствование торпедного вооружения лодок. На базе принятой на вооружение в 1956 году торпеды 53–56 разрабатывалась акустическая самонаводящаяся модификация 53-56ВА. Подводные лодки получили также модификацию торпеды 53–57, управляемую по проводу в шланговой катушке (АИ). Параллельно разрабатывалась новая торпеда 53–61, с самонаведением по кильватерному следу. На базе торпеды 53–57 была разработана атомная торпеда 53–58 (Т-5), с ядерной боевой частью мощностью 3 килотонны, предназначавшаяся для поражения авианосных ударных соединений противника.
Для вооружения атомных подводных лодок разрабатывалась торпеда увеличенного диаметра 650 мм. Постановление о её разработке было принято 4 марта 1958 г, и весной 1961-го ожидалось начало испытаний опытной партии на озере Иссык-Куль. Предполагалось, помимо обычной прямоходной торпеды, также разработать её телеуправляемый вариант, тоже с управлением по проводу, и самонаводящийся, с наведением по кильватерному следу.
В программе строительства атомного подводного флота изменения были ещё более значительны. В постройке были торпедные лодки изменённого проекта 627, на конец 1960 года их было построено и сдано флоту 5 единиц: К-3, К-5, К-8, К-14 и К-52. Благодаря тщательной конструкторской отработке, строжайшей трудовой дисциплине на производстве, и отсутствию спешки работа шла даже более ритмично и быстро, чем когда людей подгоняли. У конструкторов было время на доработки, так как многие недостатки лодок первого поколения были учтены, благодаря «информации из ВИМИ», уже на этапе проектирования. Теперь не было проблем с текущими парогенераторами, значительно уменьшилась шумность и пожароопасность.
Изучая в 1957 году информационную подборку по атомным подводным лодкам, подготовленную аналитиками ИАЦ (АИ, см. гл. 02–46), военно-морской министр адмирал Кузнецов с ужасом выяснил, что в «той» истории почти все АПЛ проекта 627 в период 1960-63 гг оказались небоеспособны. Причиной было применение в конструкции парогенераторов нержавеющей стали, которая при тех температурах и давлениях быстро выходила из строя из-за образования большого количества микротрещин.
13 октября 1960 года во время похода в Баренцевом море на лодке К-8 была обнаружена протечка трубопроводов 1-го контура. В ходе ликвидации аварии произошёл разрыв парогенератора 2-го контура. В результате аварии экипаж получил большие дозы облучения. Аналогичные аварии повторялись 1 июня 1961 г и 8 октября 1961 г, в результате лодка 11 ноября 1961 г встала на средний ремонт и не смогла принять участие в походе к берегам Кубы в октябре 1962 г. По тем же причинам в 1962–1964 гг однотипная лодка К-14 также оказалась в ремонте, у неё полностью вырезали и заменили реакторный отсек. Похожая авария произошла во время учебного похода 4-10 апреля 1962 г на лодке К-52, из-за чего она также всю вторую половину 1962 г провела в ремонте. Радиационная авария, связанная с разрушением ТВЭЛов в реакторе, произошла в 1963 г на лодке К-5, также проходившей ремонт в период с 19 ноября 1960 г по декабрь 1962 г.
Таким образом, все многоцелевые АПЛ первого поколения, строившиеся в тот период с невероятным напряжением всей промышленности страны, оказались непригодны к боевой службе, и встали на ремонт ровно в тот момент, когда были более всего востребованы — в момент Карибского кризиса. Хуже того, командование Северного флота, получив приказ отправить к Кубе подводные лодки, побоялось доложить, что все наличные АПЛ находятся в ремонте, и, выполняя приказ, послало для выполнения нереальной для них боевой задачи 4 дизельные лодки 641 проекта, фактически дезинформировав министерство обороны и высшее политическое руководство страны.
Прояснив ситуацию, адмирал замучил требованиями разработчика парогенераторов Генриха Алиевича Гасанова и руководителя подводной атомной программы СССР академика Александрова, настаивая на замене нержавеющих парогенераторов на титановые.
