Балластные цистерны внутри прочного корпуса испытывали гидравлическим давлением 9 кгс/см² ; в аварийной ситуации они могли продуваться сжатым воздухом на предельной глубине погружения. Весь объем ГБ (кроме цистерны № 3) заполнялся при переходе из надводного положения в позиционное за 15 с самотеком через кингстоны, имевшие пневманические и ручные аварийные приводы. При заполнении средней цистерны № 3 лодка за 15 с уходила на перископную глубину. Необходимый для всплытия запас сжатого воздуха (1,28 м³ при 200 кгс/см² ) хранился в шести баллонах в первом отсеке и в двух по 410 л – в надстройке, запас.воздуха пополнялся компрессором (производительность 16 л/мин, 225 кгс/см² ), соединенным с коленчатым валом дизеля. При всплытии цистерна № 3 продувалась за 50 с, а в позиционном положении остальной балласт откачивался за борт центробежным турбонасосом (производительность 250 т/ч) за 14 мин. В качестве резервного средства осушения предусматривалось использование дизеля, приводимого в действие гребным электромотором и работающего как компрессор. Дифферентовка выполнялась с помощью отдельного ротативного насоса Д-4 (производительность 4 т/ч). Вода откачивалась через доковый киль,служивший главной осушительной магистралью.
В качестве главного двигателя надводного хода использовался 8-цилиндровый четырехтактный нереверсивный бескомпрессорный дизель 38-К-8 (мощность 800 л.с., частота вращения 600 об/мин) производства Коломенского машиностроительного завода им. Куйбышева, соединенный с линией вала фрикционной муфтой «Бамаг». В подводном положении гребной винт приводился в движение электромотором ПГ-12 (мощностью 400 л.с. при 450 об/мин); аккумуляторная батарея, состоящая из 56 элементов MЛ-2, общей массой 14,6 т, размещалась двумя группами в трюмах 2-го и 4-го отсеков. Аккумуляторные ямы закрывались разборными металлическими щитами, способными сохранить герметичность при давлении налитой воды 0,1 кгс/см² .
Основу вооружения составляли два торпедных аппарата (ТА) под парогазовые торпеды 53-38 калибром 533 мм (длина 7,2 м, скоррсть хода 44,5 уз, масса заряда 300 кг). Погрузка торпед производилась с воды через носовые крышки ТА краном, либо со специального плотика. Запасные торпеды не предусматривались; интервал между выстрелами составлял 2 с. На палубе надстройки находилось полуавтоматическое 45-мм орудие 21-К; на мостике в надводном положении устанавливался 7,62-мм пулемет М-1. Боезапас хранился в трюме центрального поста.
Лодки оснащались пассивной эхопеленгаторной гидроакустической станцией «Марс-8» производства германской фирмы «Атлас-Верке», позволяющей обнаруживать цели на дистанции до 60 кб без хода и 40 кб при движении. Визуальное наблюдение осуществлялось через зенитный перископ ПЗ-7 (высота подъема-4,2 м) из центрального поста. Штурманское вооружение включало, кроме гирокомпаса ГУ VIII, два 127-мм магнитных компаса и электромагнитный лаг типа У.Ф. Средства связи состояли из коротковолнового передатчика «Бухта» (60 кВт) и приемников: коротковолнового «Куб-М» и длинноволнового «Дозор». Для отдыха подвахтенной части экипажа во 2-м и 4-м отсеках установили 14 коек; в торпедном отсеке находился электрокамбуз.
«Малютки» вступают в строй
Строительство первых подводных лодок XII серии началось на ленинградском заводе «Судомех» (с 1 января 1937 г.- завод № 196 Народного комиссариата оборонной промышленности). Постройка велась секционным методом, то есть прочный корпус формировался из отдельных секций. При этом какой-либо перестройки производства не потребовалось – верфь располагала всеми необходимыми производственными мощностями и штатом высококвалифицированных специалистов. Задержки возникали, главным образом, из- за несвоевременных поставок контрагентами комплектующих узлов и деталей. Работы возглавляли опытные строители И.П.Леонов, Е.П.Корсак, А.А.Пономарев, А.М.Седин, А.В.Угрюмов и другие. Ответственным представителем ЦКБ-18 назначили инженера-конструктора В.И.Яковлева.
Хотя головной лодкой новой серии официально считалась С.88 (М-87), первой заложили С.89 (М-88) – 17 июня 1936 г., затем, 27 июня 1936 г. – С.90 (М-89) и только 10 сентября 1936 г.- С.88. Летом следующего года М-87 и М-88 спустили на воду, а осенью начались их ходовые испытания, подтвердившие, в целом, спецификационные элементы. К числу выявленных недостатков относились: повышенная шумность дифферентовочного насоса Д-4, вибрация перископа на полном ходу в подводном положении, в отдельных случаях – большое время продувания цистерны быстрого погружения (40 с вместо 10-15), стук кормовой кулачковой муфты и искрение глушителя. С таким недостатком как сильное зарывание носовой части на волнении приходилось мириться. Приемная комиссия (председатель капитан 1 ранга М.В.Лошманов) отмечала, что системы и механизмы на лодках XII серии отличаются простотой и надежностью и могут быть освоены в кратчайшие сроки. 25 декабря 1937 г. головные подводные лодки XII серии – М-87 и М-88 – вступили в строй.
Ограждение прочной рубки подводной лодки XII серии по проекту (вверху) и измененное
Ограждение прочной рубки подводной лодки XII серии. Вид с кормы
Вскоре после этого, 28 января 1938 г. командир 3-й бригады подводных лодок (БПЛ) КБФ капитан 1 ранга А.А.Пышнов направил Военному совету флота рапорт, в котором указывал, что при данной конструкции ограждения рубки управление подводной лодкой XII серии в надводном положении при волнении свыше 4-х баллов становится невозможным из-за сильного заливания. 17 февраля на совещании в ЦКБ-18 под председательством Б.М.Малинина рассмотрели новый вариант ограждения. Изменения выразились в следующем: площадку рулевого вместе с фальшбортом подняли на 1,2 м, а кормовую часть мостика оградили стационарными поручнями. Предварительные испытания в опытовом бассейне, проведенные в ЦНИИ-45 (в настоящее время – ЦНИИ им. академика А.Н.Крылова) инженером Я.Е.Евграфовым показали, что новая форма ограждения рубки увеличивает сопротивление в подводном положении только на 2-3%, уменьшая остойчивость на 0,5 см. 20 апреля 1938 г. начальник 2-го Главного управления Народного комиссариата оборонной промышленности (НКОП) А.М.Редькин утвердил протокол совещания в ЦКБ-18. Переделку ограждений рубок на первых пяти лодках завод № 196 производил по дополнительному наряду УК ВМФ, на остальных – до предъявления лодок к испытаниям. Только на опытной подводной лодке С.92 ограждение рубки осталось без изменений.
Учитывая высокое качество сборки, дирекция завода считала излишним испытывать прочные корпуса в док-камере. С целью проверки прочности цельносварных конструкций 16 октября в районе Гогландского плеса подводную лодку М-91 опустили на гинях спасательного судна «Коммуна» на глубину 30 м. На борту лодки находились 8 человек из числа членов экипажа и заводских специалистов. В ночь с 16 на 17 октября спуск повторили, на этот раз без людей, на глубину 70 м. Лодка успешно выдержала испытания, и с этого времени на заводе перешли к гидравлическим испытаниям путем налива воды в отсеки. Следует отметить, что в годы войны лодки XII серии не раз демонстрировали прочность своих корпусов. Так, например, в 1942 г., М-172, из-за ошибки трюмного, «провалилась» на глубину 90 м, но благополучно всплыла на поверхность.
После подписания приемных актов лодки зачислялись в состав 26-го дивизиона подводных лодок (ДПЛ) 3-й БПЛ КБФ (командир-капитан-лейтенант Е.Г.Юнаков) и базировались на порт Ораниенбаум (г. Ломоносов). 15 октября 1938 г. произошла трагедия – М-90 (командир-капитан-лейтенант Климов), выходя из гавани, столкнулась в надводном положении с посыльным судном ЛК-1. Во втором отсеке, затопленном через пробоину, погибли 4 члена экипажа. Лодка получила дифферент на нос и уткнулась форштевнем в грунт. На следующий день спасательное судно «Коммуна» подняло М-90 и доставило на завод № 196. Аварийно-восстановительный ремонт продолжался с 25 октября 1938 г. по 15 мая 1939 г.