發展沿革
研製背景
20世紀50年代初，蘇聯建造了北約稱W級的中型常規潛艇613型和北約稱Z級的大型常規潛艇611型。
20世紀50年代後期，新的海洋戰役法和技戰術模式得到了蘇聯最高領導層的強力支持，就海軍而言，傳統的常規潛艇不再受關注，雖然仍是海軍的核心，但必須提高質量才能真正有效，因此蘇聯又開始研製下一代常規潛艇 ，這就是1957年開始建造的大型魚雷攻擊潛艇641型潛艇和1959年開始建造的中型魚雷常規攻擊潛艇633型潛艇 。
建造沿革
設計階段
611型潛艇1954年10月，641型潛艇的的設計約定通過，總設計師是C·A·葉戈羅夫，隨後由З·А·傑里賓擔任，後來又轉由他人接任，傑里賓同時也是633型潛艇的總設計師，因此不僅兩型艇幾乎同時研製，而且兩型所用的材料，設備和武器也都基本上相同。
641型潛艇的施工設計比較特殊，製造了實際大小的幾個艙室木模，艙室木模內所“安裝”的“設備”都是實尺寸的木製模型，製造木模來核實並最後確定艙室布置是當時採用的一種設計方法，也有助於落實“總段建造法”。按照潛艇設計程式，技術設計要出艙室設備布置圖，但這不夠精確。對於艙室內眾多的設備，以及管路和電纜的布置和走向很難在平面圖紙上準確定下來。因此對於複雜和重要的艙室一般是要利用1：1的實大木模來確定布置位置的，這是和水面艦船設計不同的。有了艙室木模能使施工設計圖紙更好地符合實際，有利於施工和建成後艇員的操作使用、維護保養和修理。641型潛艇柴油機艙的木模布置，塞得滿滿的設備，三台柴油機，包括減振器、各種輔機、儀表和密密麻麻的管道，各種閥件，哪裡出現設備，管道、閥件、儀表的碰撞，在艙室木模上就可以調整位置，施工圖紙就根據木模所確定的來繪製。也可以用計算機輔助設計來進行艙室布置設計並用三維圖像將艙室的布置情況直接顯示在螢幕上，將有關數據錄入資料庫。
建造方法
641型潛艇641型採用了提高建造速度的“總段建造法”。潛艇耐壓艇體分段是由圓柱殼、圓錐殼的殼圈和肋骨、艙壁和首尾端艙壁焊接而成的，傳統建造法要按照大合攏（將包括有耐壓艇體分段的總段焊接起來），泵水試驗（在不安裝艙內各種設備等的情況下進行耐壓艇體在潛艇極限下潛深度下的壓力試驗以檢驗艇體的結構強度和焊接質量），安裝設備（大合攏並經液壓試驗合格後，安裝時小型設備通過出入艙口進入，蓄電池通過蓄電池裝載艙口，柴油機，主電機等大型設備通過耐壓艇體上切割出的一個耐壓艇體可拆板進入艙內）三個步驟，這些工作都是在船台上進行的，不僅工藝複雜而且占用船台較長時間。
總段建造法則是先將艇體劃分為幾個總段，雙殼體潛艇的艇體結構可分為耐壓艇體分段和非耐壓艇體分段，如果再細分還可將艇體分為龍骨分段、舷側分段、首端結構分段和尾端結構分段，由耐壓艇體分段和一些非耐壓艇體分段組成“立體分段”，而整艘潛艇是由幾個"立體分段”對接而成的，各總段建成後先不合攏，直接在總段內安裝設備。總段的一端要有一個艙壁，另一端則是開口的，設備就從開口的這一端裝入艙內。這樣安裝工作可以在車間進行，既不占用船台，又可以好幾個總段以至全艇所有的總段都可以同時進行安裝工作。等每個總段的設備安裝好後，再在船台進行裝有設備的總段的大合攏，這既少占用船台時間，又便於施工，建造速度也加快。總段建造法中有些問題確實是不好處理的。例如，全艇電纜的敷設問題，管路的安裝問題等。俄羅斯仍在潛艇建造中採用總段建造法，877型和636型就是用總段建造法建造的，安裝工藝和焊接水平已大為提高，保證和檢查焊縫的質量也不成問題，電纜的敷設，管路的安裝也都有了更好的辦法。
建造階段
641型潛艇1957年10月3日，641型潛艇的首艇在列寧格勒蘇達米赫造船廠開工建造，1957年12月28日下水。雖然下水時只完成工作量的64%，但從開工到下水只用了不到3個月的時間，這主要是因為“開工”只是象徵性的，早在正式開工前，耐壓艇體分段的焊接和裝配工作可能就已經在進行了。
1958年4月15日，641型首艇開始系泊試驗和航行試驗。1959年10月進行深潛試驗，下潛到極限下潛深度。在這些試驗中發現了一些問題，作了一些修改和改進，首艇的完工時間在1960年。 641型潛艇總共建造了58艘，其中的45艘在蘇達米赫造船廠建造，另13艘在海軍上將造船廠建造。
系列型號
641B型641型潛艇和611型、613型不同，沒有用於改裝作試驗新研製裝備的試驗艇，只作過一些改進用作出口，設計代號是И641K。但是西方資料認為蘇聯利用641型的設計作了裝備飛航飛彈的設計方案，不過沒有用於建造。方案之—是641A型的設計方案，裝備4枚P/П-15巡航飛彈（北約稱SS-N-2“冥河”），在指揮台圍殼前後各裝2枚。方案之二的設計方案是裝備4枚P/П-5巡航飛彈。
1967年，641型潛艇停產，此時由於蘇聯大量建造和核潛艇，常規潛艇逐漸成為核潛艇的輔助和補充，蘇聯在641型的基礎上研製了其放大改進版本641Б型，代號：“Som（鯰魚）”，北約稱之為“探戈級/T級”，並將其單獨劃為蘇聯二戰後常規潛艇的一級。641Б型預研階段總設計師是З·А·傑里賓，正式設計階段由科爾米利曾接任，首艇1972年在高爾基市竣工，1973年服役，1982年停止建造，總共建造18艘，分作略有不同的兩個型號，主要用於黑海艦隊與北方艦隊海區作戰 。
1968年至1975年，蘇聯向印度出口了8艘641型，這些艇沒有有用48-Д/DM蓄電池，而仍裝46-СУ型，又由於印度地處熱帶，給艇上加裝了空調裝置，也為此而取消了Ⅳ艙的兩個艙室，艇上的淡水儲備也增加了。1976年至1983年，641型出口利比亞6艘，出口印度和利比亞的產品北約稱之為641I型。
1973年至1983年，641型潛艇出口古巴3艘，北約稱為641K型。
服役歷程
B-396艇博物館641型潛艇服役後，從波羅的海到太平洋的各大海域中都能見到它的身影。1984年，蘇聯北方艦隊擁有28艘641型，波羅的海艦隊擁有5艘，太平洋艦隊擁有27艘。
1987年至1990年，641型潛艇有2艘租給了波蘭；1992年，641型賣給加拿大1艘用於拆除；1994年，641型分別賣給比利時、芬蘭、澳大利亞並在加利福尾亞展覽各—艘。
641型潛艇退役之後有許多被當做了博物館，如2000年經改裝後停泊在列寧格勒的B-413艇，停泊在美國加利福尼亞州聖迭戈市的B-39艇等。 641Б型潛艇有1艘仍在黑海艦隊服役，有三艘被用作博物館艦，俄羅斯薩馬拉市完全安置在陸地上的B-307艇，莫斯科圖西諾水庫的莫斯科海軍博物館漂浮狀態的B-396艇，波利亞爾內市與梁贊市分別展示的是B-319與B-474艇拆下的指揮台圍殼。
技術特點
艇型結構
艇型
641型側視圖641型潛艇仍然採用常規水面艦艇線型，艇艏有類似水面艦艇的弧度；艏端上下有突出的聲吶感測器及聲吶導流罩，艇艏上部導流罩之後設有可收縮的水平舵；指揮台圍殼設在艇體中部靠前，圍殼後部上面有一個突出的導流罩，裡面是通氣管裝置的進氣圍井，在其前面設有潛望鏡；指揮台圍殼的前端呈弧形以減少航行時的阻力；指揮台圍殼的尾部傾斜與艇體相連。艇艉仍採用H型尾舵，三軸三槳推進。
641Б型潛艇艇體加長了數米，以安裝ASW飛彈裝置。在潛艇線形設計上，641Б型揚棄了早期潛艇的傳統楔型艇艏設計，改為過渡型艇艏，此設計大大降低了浸潤阻力，使得641Б型雖然比641重，水下航速卻沒有退步。
結構
641型潛艇艙室圖641型潛艇的耐壓艇體的材料採用AK-25鋼材，而611型和613型級都是用的СХЛ-4鋼材。AK-25比СХЛ-4的屈服強度大，比美國的HY-80還略高，因此641型的下潛深度就比611型要大。641型也是雙殼體，大儲備浮力、小分艙的布置形式，其結構和分艙布置和611型相同，全艇分為7個艙室，甚至艙壁的結構形式也一樣，有4個球面艙壁，球面艙壁的凹面可以承受較大的水壓。
艙室
641型的7個艙室為I艙首魚雷艙，Ⅱ艙前蓄電池艙，Ⅲ艙指揮艙，Ⅳ艙後蓄電池艙，V艙柴油機艙，Ⅵ艙主電機艙，Ⅶ艙尾魚雷艙。潛艇失事時，艇員可以從1艙、3艙和7艙的出入艙口和魚雷發射管出艇逃生。641型和633型結構類似均採用了燃油壓水艙式設計，第2、4、7、8和第9號主壓載水艙安裝了通海閥，在必要時可以用於裝載燃油以提升潛艇的自持力，641型的燃油攜帶量為477噸，而611型只有283噸。
動力系統
641B型潛艇（T級）艙室圖641型潛艇和611型一樣，使用了37-Д/D型柴油機，在後續艇上換裝了2D/Д-42型四衝程柴油機，功率也是3×2000馬力，換裝後將V艙重新作了布置，後續艇V艙的噪聲也降低了。641型的主電機和611型也一樣，兩舷的是ПГ-101型，中間軸的是ПГ-102型。641型有4組46-СУ蓄電池，每組也是112塊，後來又將46-СУ換成了48-DМ大容量蓄電池，並為蓄電池安裝了冷卻系統。 641Б型動力裝置與641型最後批次的相同，但改為雙軸雙槳推進，簡化了動力系統，減小了空泡噪聲，電池容量比之前的蘇聯潛艇有了巨大改進，因此水下續航力超過了一周。
641型的水下最大航速和611型雖然一樣，但這是在排水量比611型大，但功率卻相同的情況下取得的，所以641型的快速性也比較好。641型的通氣管狀態航速達8節，也比611型有提高；空氣再生裝置也比611型的多，所以水下連續逗留時間比其大了一倍多，這些都更有利於發揮遠洋作戰的能力。
艇載武器
B-413艇在列寧格勒641型和611型一樣，首部有6具533毫米魚雷發射管，尾部有4具，可攜帶22枚533毫米魚雷，可用44枚水雷代替 ，由於採用氣壓 發射系統，發射深度為80米大於611型。曾在一艘641型艇上試驗過魚雷發射管的快速裝填裝置，證明可以提高魚雷的裝填速度，這也為以後採用快速裝填裝置創造了條件。
641Б型按照核潛艇的標準，裝備了蘇聯的第一代制導魚雷，且採用了最大使用深度達240米的氣動魚雷發射管，由於制導魚雷這一革命性突破，艇艉原用於發射尾部魚雷的四具魚雷發射管被取消了。641Б型可發射ТЭСТ-71M型，53-65M型和53-65K型魚雷。1965年列裝的53-65型是尾流主動自導系統，航速70節，單速制，渦輪煤油過氧化氫型。而641Б型裝備的則是53-65型的改進型53-65M型，1969年列裝。53-65K也是尾流主動自導系統，也是1969年列裝。ТЭСТ-71M型為雙平面聲主動自導電動線導魚雷，其放線長度將近20千米，在魚雷上和潛艇上都有線盤，雙速制，航程15千米/40節，航程20千米/25節 。
水聲系統
641型潛艇裝有“北極”聲吶，主/被動搜尋與攻擊 ，ИЭЛ-5型回聲測深儀，還將“杜羅姆”環掃聲吶安裝在首艇上進行試驗，不過沒有成功 。641Б型採用了新一代的產品МГК-400“盧比康”聲吶，這也是在核潛艇上使用的聲吶，比641型的“北極”聲吶先進，其作用距離要大好幾倍。從艇尾的形狀可以看出有2艘641Б型裝備了拖曳陣列聲吶，這也是641型沒有的。
艇電系統
641型潛艇內部魚雷發射管641型潛艇屬遠洋作戰大型魚雷攻擊潛艇，其作戰使命和611型相同，不過641型的戰術技術性能比611型有提高，但排水量只比611型稍大，所裝備的觀察通訊導航設備換了一代新產品，比611型的的先進。包括“航向-5”電羅經，ЛР-2計程儀，“暴風雨”攻擊雷達，“涌浪”搜尋雷達，“鉻-5”敵我識別應答器，“停車燈”電子戰設備，“亮光-M”偵察雷達。
641Б型的觀察導航設備也採用了新一代的產品，安裝了新的“節點”作戰情報指揮系統，還有為潛艇研製的“橋“導航系統，都是在1973年完成研製的。
隱身技術
641型潛艇艇艉641型潛艇被西方國家認為噪聲大，採取的降噪措施不夠。尾部的3個螺旋槳易產生空泡，而且和艇體結構及舵相互干擾產生噪聲。不過，641型能突破大西洋防潛帶（格陵蘭-冰島-蘇格蘭為第一反潛防線和紐芬蘭島-亞速爾群島第二反潛防線）遠航到古巴，說明已經不錯了。除了在641型之前的Q級和以後的641Б型外，蘇聯再也沒有研製過3槳潛艇。此外，後續的641型潛艇換裝了2D-42四衝程發動機，並和629型一樣柴油機艙也設定了隔聲隔壁，從而改進了安靜性能。
641Б型在降低噪聲方面也採取了一些措施，如對機械和管路採取的減振，上層建築的流水孔也改成縱縫式的，以減小流體動力噪聲，艇內機械管路進行了減振降噪處理，甚至有部分艇還安裝了消聲瓦 。
性能數據
| 艇體參數 | 641型 | 641Б型 |
| 艇長 | 89.9米-91.3米 | 92米 |
| 艇寬 | 7.4米-7.5米 | 8.6米 |
| 吃水 | 5.1米（平均） 6米 | 5.7米 |
| 排水量 | 1950/1952/1983噸（水面） 2475/2515/2550噸（水下） | 2750噸（水面） 3546噸（水下） |
| 航速 | 16.4-17節（水面） 15-16節（水下） 9節（通氣管狀態） | 13節（水面） 15-16節（水下） |
| 潛深 | 245-250米（標準） 280米（極限） | 240米（標準） 300米（極限） |
| 自持力 | 90天 ，水下連續逗留時間575小時 | |
| 續航力 | 2萬-3萬海里/8.13節（水面） 15.3海里/16節（水下） 380海里（水下） | |
| 艇員編制 | 75-78人 | |
| 傳動 | 3軸3槳 | |
| 動力系統 | 柴電推進 3台37-D型柴油機，功率6000馬力 3台電機，功率5400馬力，其中1台ПГ-102功率2700馬力，另2台ПГ-101各1350馬力 1台輔助電機，功率140馬力 | |
服役動態
古巴危機期間641型1962年加勒比海危機期間，蘇聯派出四艘續航力大641型潛艇前往古巴地區，分別是B-4，B-36，B-59以及 B-130，這些潛艇裝備了擁有核彈頭的魚雷。當時蘇聯已有核潛艇，但是蘇聯海軍不敢貿然派出核潛艇去執行這樣的遠征任務。其中B-4，B-36和B-130先後被美國海軍反潛兵力發現被迫上浮，直到1963年前夕才回到蘇聯 。
1962年10月27日，美國海軍的驅逐艦發現了蘇聯641型B-59艇，並向潛艇投下了深水炸彈，如不能炸毀也要迫使這艘潛艇上浮。但當天由於蓄電池電能耗盡，潛艇不得不被迫浮出水面。雖然當時641型潛艇還有另一種選擇，就是向美驅逐艦發射魚雷進行反擊，但是艇上的支隊參謀長海軍中校阿爾希波夫沒有這樣做。若干年後，美國有關人士曾回憶說，641型潛艇沒有發射核彈頭的魚雷，使當時的美蘇避免了一場核戰爭的危險，高度評價了阿爾希波夫。
總體評價
613型和611型是蘇聯戰後的第一代魚雷常規潛艇，633型和641型是第二代，第二和三代之間的過渡型是20世紀70年代在641型基礎上研製的在641Б型潛艇（北約稱T級），20世紀80年代初研製的北約稱K級的877型潛艇及其改進型636型為第三代，此後研製的北約稱拉達級的677型潛艇則屬第四代多用途常規潛艇 （艦船知識）。
641型潛艇作為蘇聯核動力潛艇投入使用前的最後一批常規動力攻擊潛艇，其航程、續航能力都與前者相差甚遠，即便如此仍然有為數眾多的641型被投入到使用之中。 （環球網，現代艦船）
641型潛艇在古巴飛彈危機中被發現並上浮可以說是蘇聯海軍在二戰之後受到的最大的侮辱，也641型潛艇服役歷程中最大的污點，這也從側面說明了現代戰爭中常規潛艇在海空封鎖面前顯得力不從心。 （寰球網）
641型潛艇標誌著蘇聯海軍封鎖破交作戰效能的提升，641Б型則標誌這蘇聯海軍任務要求和作戰方式的根本性轉變 （艦船知識） 。
