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  二戰結束之後的1946年,蘇聯政府做出了二戰之後蘇聯海軍的發展計劃。其中制定了兩個關於潛艇的規劃工程,分別是“611計劃”,“613計劃”。其中“611計劃”是計劃設計建造遠洋型柴電潛艇,“613計劃”則為設計建造中程潛艇。隨後又出爐了“612計劃”即從“613計劃”中的一部分設計潛艇改為近海潛艇。後來“611計劃”研製出的611型即為北約代號的Z級潛艇,而“613計劃”和“612計劃”則分別為W級和W級改裝型。  1946年1月,蘇聯海軍司令部批准了613型的設計要求計劃書,預先研製階段的總設計師為B·H·別列古多夫,到了正式研究階段則改為Я·Е·葉夫格拉夫負責,由當時第18中央設計局負責設計。1950年3月,首艇在高爾基市建造,1950年10月下水,1951年12月服役。  蘇聯本國在高爾基市紅色索爾莫沃工廠建造了113艘,黑海造船廠建造了72艘,列寧格勒的波羅的海工廠建造19艘,共青城建造了11艘,本國總共建造了215艘,最後一艘613艇為波羅的海工廠建造,1958年6月交艇。  1954年,根據中蘇雙方簽訂的《海軍訂貨協定》(“六·四協定”,1953年6月4日簽訂)蘇聯將全部技術資料有償轉讓給中國,並有償轉讓了建造權,中國將其命名為6603型(後普遍稱為03型)。1955年4月6603型首艇在江南造船廠開工建造,1956年3月下水,1957年10月服役。隨後一直到1964年,江南造船廠製造了13艘6603型艇,而從1956年到1962年,武漢造船廠共建造8艘。之後分別向阿爾巴尼亞、孟加拉國、埃及和巴基斯坦四國各出口4艘6603艇。早期中國大陸潛艇建造經驗和工程師都出自於建造613型艇的過程。

  W級潛艇的整體結構設計對於後續蘇聯/俄羅斯潛艇的研究都起了相當大的影響。該級採用雙殼體結構,典型大儲備浮力,艙室小的佈局。全艇共7個耐壓艙:  蘇聯後來研製的中型攻擊潛艇,除基洛級潛艇為單槳潛艇,佈局不同以外,其他的潛艇的佈局與W級基本相似。  W艇級潛艇雖然為戰後設計,但明顯還帶有二戰時期潛艇的一些特徵,最主要的是W級原型設計裝備了一門甲板炮。所有1956年以前建造的W級潛艇都攜帶有甲板炮,直到1956年才被拆除。但相比於二戰時期的潛艇,W級裝備了通氣管,並能使潛艇在潛望鏡深度通過通氣管使用柴油機並給電池充電。與此同時還裝備了經航電機(用於節能型航行時的電機)這樣大大降低了經航時的噪音。

  

  1957年,蘇聯S-146艇被改裝為導彈發射試驗艇,被稱為П-615型。加裝了單筒П-5型導彈發射裝置用於導彈發射試驗,後因為潛艇排水量小以及П-5導彈發射裝置落後而被替代。隨後1962年,該艇被用於進行進行水下爆炸試驗。  613АД型和613Д型都是613型改裝而來的導彈發射試驗艇。其中613АД型進行了“紫晶石”導彈的發射試驗,隨後這種導彈被裝備在了C級核潛艇上,而613Д型則主要進行水下導彈發射試驗。

  613АД型和613Д型是由613型改裝的魚雷發射試驗艇,兩型各1艘。613АД型主要用於新型533毫米魚雷的發射試驗,其中比較著名的魚雷型號為53型魚雷(用於基洛級潛艇)以及。613Д型主要實驗加大發射深度之後的魚雷發射試驗。S-144艇是主要為T-5核彈頭魚雷的試驗艇。

  613S型(S-43艇)和666型(S-63艇)是蘇聯為水下潛艇救援設計改裝的試驗艇。其中S-43艇主要是進行艇對艇對接式救援的試驗艇,S-63艇則主要是回收海下救生艙或直接回收海下艇外的艇員。  20世紀70年代,S-296艇被天青石設計局改裝用於進行燃料電池登艇試驗。經過試驗表明燃料電池原則上可以在潛艇上使用,但難度係數較大。該艇也就是“卡特蘭”艇  20世紀60年代,蘇聯軍方將一艘613型艇和一艘611型艇改裝,進行水下燃料輸送試驗,結果表明水下狀態2艘潛艇補給燃油時可行的,隨後軍方有意建造“水下加油艇”,但1966年停止這一計劃並將所有生產力轉向攻擊核潛艇和彈道導彈潛艇。

  1959年開始,蘇聯海軍陸陸續續將6艘613型艇改裝為雙筒巡航導彈潛艇,並稱為644型。值得注意的是其中2艘艇先後使用了兩種導彈。644型潛艇的水下排水量增到了1160噸。  1958年至1962年,蘇聯海軍對6艘613型艇進行改裝,每艇加裝4具П-5型導彈發射系統,並將改裝後的潛艇成為665型,即北約稱為的“W級長箱型”,排水量也隨之增大到了1490噸。  1961年,蘇聯海軍改裝了4艘613型艇,給潛艇加裝了雷達偵測系統以及主動聲納。這些艇被稱為640型並改稱為“偵查哨艇”。  1981年10月27日,由於瑞典海軍試射新式反潛魚雷,蘇聯海軍祕密派出613型潛艇S-363號潛入瑞典卡爾斯克魯納海軍基地附近海域去刺探軍情,但由於那裡的海床礁石眾多,S-363號艇被卡在一塊礁石上,不能離開,之後這艘S-363號艇果然被瑞典人發現,S-363號艇的艇長走出來並手拿一個手榴彈,表示祇要瑞典人走近就會引爆這個手榴彈,結果雙方對峙起來,期間蘇聯更派出水面艦隊到附近海域向瑞典示威,直至11日後也就是11月7日,瑞典和蘇聯達成外交協議,蘇聯政府向瑞典道歉並賠償,S-363號艇才被拖走,事件才平息,但蘇聯政府不肯認S-363號艇是故意入侵瑞典領海而是由於艇上的羅盤故障而誤闖,由於S-363號艇屬於613型也就是西方稱呼的「威士忌級潛艇」,於是這事件被西方傳媒稱為「威士忌加冰」(Whiskey on rock)。
613型潛艇(北約代號:Whiskey class或W級)是蘇聯在二戰之後生產的第一種潛艇。該型潛艇製造技術出口到中華人民共和國,朝鮮民主主義人民共和國等,全世界建造出來的W級潛艇總數達到了236艘,成為二戰之後,全世界建造數量最多的潛艇級別。