到发展水面舰艇投入大、见效慢，苏俄海军遂确立了优先建设海航和潜艇部队的战略规划，k级潜艇便是第三个“海军五年计划”的杰出作品。
尽管在国际海军领域的权威人士们眼里，苏俄依靠自身的科研力量想要搞出建造水下高速潜艇所必须的“闭式循环推进系统”简直是异想天开，但凭着舰艇工程师们的聪明才智和钻研精神，再加上情报部门从欧美国家那里搞来的一些技术资料和技术设备，摩尔曼斯克造船厂研发部门于1943年完成了k级潜艇的理论验证工作——仅仅比德国和爱尔兰联合研究机构慢了10个月，领先于美、日、意这三个传统的海军强国。到了1944年初，苏日战争正展开新一轮角逐，苏俄军队已有取胜迹象，但是想要彻底击败日本军队，尚需巨大的人力物力投入，苏俄二号人物布勃诺夫又一次率领庞大的代表团遍访欧美，利用西方国家积极压制日本扩张的心态，谋求资金、技术、物资等方面的援助。正是这次出访，使苏俄获得了德国克虏伯研发生产的新型高强度钢材，为k级潜艇的建造夯实了物质基础。在设计和建造部门的不懈努力下，第一艘k级潜艇于1945年4月建成，建造周期仅为15个月又10天，另外三艘则分别于6月、8月、11月完工。
建成服役的k级“水下高速潜艇”，排水量为水面1870吨，水下2410吨，海上自持周期为45天，最大可达60天，水面续航力为18000海里，水下续航力300海里，具备深入大西洋和太平洋展开作战活动的能力，安全潜航深度达到100米，较普通潜艇增加了一倍，而作为深度最大的边缘海，巴伦支海的平均深度为229米（一般的边缘海平均深度在百米左右），这种地理条件正适合水下它们施展功力。武器方面，k级装备533毫米鱼雷发射管8具，搭载鱼雷22枚，为了最大限度地保证水下航行速度，该级潜艇仅在指挥塔后部安装了两门25毫米机关炮，一旦遇到敌方反潜飞机，最直接的做法就是逃——据情报显示，苏俄海军潜艇部队紧急下潜的训练标准是90秒
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