В конце 50-х годов в СССР развернулись работы по формированию облика атомных подводных лодок 2-го поколения, предназначенных для крупносерийного производства и призванных решать различные боевые задачи, одной из которых традиционно являлась борьба с авианосцами, а также другими крупными кораблями противника.
После рассмотрения ряда предложений конструкторских бюро техническое задание на разработку относительно простой и дешевой атомной подводной лодки проекта "670 Скат", оптимизированной для борьбы с надводными целями, было выдано горьковскому СКБ-112 (с 1974 г. - ЦКБ Центральное конструкторское бюро “Лазурит”) в мае 1960 г.
Основным отличием нового корабля от ПЛАРК Атомная подводная лодка с крылатыми ракетами первого поколения являлось оснащение его ракетным противокорабельным комплексом П-70 Аметист с подводным стартом. Правительственное постановление о создании этого комплекса вышло 1 апреля 1959 г.
Одной из наиболее сложных проблем при разработке проекта новой ПЛАРК Атомная подводная лодка с крылатыми ракетами, серийное строительство которой предполагалось организовать в г. Горьком, в самом центре России, на удалении более тысячи километров от ближайшего моря, было удержание размеров и водоизмещения корабля в пределах, допускающих его транспортировку по внутренним водным путям.
В результате конструкторам пришлось принимать ряд нетрадиционных для нашего флота технических решений, противоречивших “Правилам проектирования подводных лодок”. В частности, было решено перейти на одновальную схему, а также пожертвовать обеспечением надводной плавучести при затоплении любого из водонепроницаемых отсеков. Все это позволило уложиться в рамках эскизного проекта в нормальное водоизмещение 2400 т (впрочем, в процессе дальнейшего проектирования этот параметр все же увеличился, превысив 3000 т).
По сравнению с другими лодками 2-го поколения, проектировавшимися под мощный, но довольно крупногабаритный и тяжелый гидроакустический комплекс “Рубин”, на "670 Скат" было решено остановиться на более компактном ГАК Гидроакустический комплекс “Керчь”.
Утверждение технического проекта нового атомохода состоялось в июле 1963 г. ПЛАРК Атомная подводная лодка с крылатыми ракетами "670 Скат" имела двухкорпусную архитектуру с веретенообразными обводами легкого корпуса, имеющего в носовой части эллиптическое сечение, обусловленное размещением ракетного вооружения.
Применение крупногабаритных гидроакустических систем, а также стремление обеспечить им максимально возможные углы обзора в кормовых секторах, вызвали “притупление” носовых обводов. По этим же причинам часть приборов пришлось разместить в верхней части носовой оконечности легкого корпуса. Передние горизонтальные рули (впервые в практике отечественного подводного кораблестроения) были сдвинуты к средней части лодки.
В дальнейшем, уже в ходе модернизации "670 Скат", перед ограждением выдвижных устройств рубки установили гидродинамический стабилизатор - плоскость с отрицательным углом атаки, компенсирующую излишнюю плавучесть несколько “раздутого” носа.
Прочный корпус корабля был выполнен из стали АК Cargo Ship (сухогрузный транспорт)-29. В носовой оконечности на протяжении 21 м он имел своеобразную форму “тройной восьмерки”, образованной цилиндрами относительно малого диаметра, что было обусловлено необходимостью размещения в легком корпусе ракетных контейнеров. Корпус делился на семь водонепроницаемых отсеков:
1-й (составленных из трех цилиндров) - торпедный, жилой и аккумуляторный;
2-й - жилой;
3-й - центральный пост и аккумуляторный;
4-й - электромеханический;
5-й - реакторный;
6-и - турбинный;
7-й - электромеханический.
Легкий корпус, балластные цистерны и прочная рубка изготавливались из маломагнитной стали и АМГ, а надстройка и ограждение выдвижных устройств рубки - из алюминиевого сплава. В обтекателях гидроакустических антенн, а также в проницаемых частях кормовой оконечности и в кормовом оперении использовались титановые сплавы. Применение столь разнородных материалов, в ряде случаев образующих гальванические пары, потребовало принятия специальных мер по защите от коррозии (цинковые протекторы, прокладки и т.п.).
Для снижения гидродинамического шума при движении с большой скоростью, а также улучшения гидродинамических характеристик впервые на отечественных подводных лодках были применены механизмы закрытия шпигатных и вентиляционных отверстий.
Главная энергетическая установка мощностью 15.000 л. с. в значительной степени была унифицирована с вдвое более мощной ГЭУ Главная энергетическая установка скоростной АПЛ Атомная подводная лодка проекта 671 Ерш - однореакторная. ППУ Паропроизводящая установка ОК-350 включала водоводяной реактор ВМ-4 (89,2 мВт). Турбина ГТЗА-631 приводила во вращение пятилопастный гребной винт (в дальнейшем в процессе модернизации лодка получила новые малошумные четырехлопастные винты диаметром 3,92 и 3,82 м, установленные по схеме “тандем”). Имелось два вспомогательных водомета с электоприводом (мощность - 270 кВт), обеспечивающих возможность движения со скоростью до 5 узлов.
Меры по снижению акустического поля ПЛАРК Атомная подводная лодка с крылатыми ракетами включали применение звукоизолирующей амортизации механизмов и их фундаментов, а также облицовку переборок и палубных настилов вибродемпфирующими покрытиями.
Все наружные поверхности легкого корпуса, надстройка и ограждение рубки также были обшиты резиновым противогидролокационным покрытием. Подобное покрытие имела и внешняя поверхность прочного корпуса. Благодаря этому, а также одновальной и однотурбинной компоновке, лодка проекта "670 Скат" имела весьма низкий, для своего времени, уровень акустической заметности. На полном ходу в ультразвуковом диапазоне частот ее шумность не превышала 80 децибел, в звуковом диапазоне - 110 децибел и в инфразвуковом - 100 децибел, причем большая часть акустического диапазона совпадала с естественными шумами моря.
Для снижения магнитной заметности на подводной лодке было смонтировано размагничивающее устройство.
Гидравлическая система корабля разделялась на три автономные подсистемы, служащие для привода общекорабельных устройств, крышек ракетных контейнеров, а также рулей. В процессе эксплуатации лодок рабочая жидкость гидросистемы, из-за своей пожароопасности являвшаяся предметом постоянной “головной боли” экипажей, была заменена на новую, менее горючую.
ПЛАРК Атомная подводная лодка с крылатыми ракетами "670 Скат" имела стационарную электролизную систему регенерации воздуха (что позволило отказаться и от другого источника повышенной пожарной опасности - регенерационных патронов). Эффективную борьбу с огнем обеспечивала система объемного фреонового пожаротушения.
Корабль был оснащен инерциальным навигационным комплексом “Сигма-670”, точностные характеристики которого в 1,5 раза превосходили соответствующие характеристики навигационной аппаратуры лодок 1-го поколения.
Гидроакустический комплекс “Керчь” обеспечивал дальность обнаружения до 25 км. Для управления боевыми средствами на борту лодки была размещена БИУС Боевая информационно-управляющая система “Брест”.
По сравнению с лодками 1-го поколения на корабле проекта "670 Скат" был резко увеличен уровень автоматизации. В частности, автоматизировались управление движением лодки по глубине и курсу, стабилизация на ходу и без хода, процесс погружения и всплытия, предотвращение аварийных дифферентов и провалов, управление подготовкой к ракетной и торпедной стрельбе и т. п.
Была несколько улучшена обитаемость. Весь личный состав корабля обеспечивался индивидуальными спальными местами. Имелись кают-компании для офицеров и столовая матросского и мичманского состава. Улучшился дизайн внутренних помещений. На корабле были применены лампы дневного света.
Подводные лодки проекта "670 Скат" приступили к несению боевой службы в 1972 г. Они осуществляли слежение за американскими авианосцами, активно привлекались к участию в различных учениях и маневрах, наиболее крупными из которых были “Океан-75”, “Север-77”, “Разбег-81” и другие.