出发航线是从彼得大帝湾进入日本海，通过朝鲜海峡，驶进中国东海。白天潜航，夜间浮出水面为蓄电池充电。最初夜间到达朝鲜海峡，经过较深的西口，在浮出水面的状态下，强渡海峡。韩国海军护卫舰艇在此巡逻，由于有许多渔船经常通过这一海域，潜艇通常会伪装成民船悄悄通过。一夜之间，足够通过朝鲜海峡进入中国东海了，之后，潜艇在深水区域下潜，然后经琉球群岛进入菲律宾海，在其北部和中部海域搜索美军导弹核潜艇。通常先划分搜索区域，然后按计划行动，每个区域每次搜索期限为三天三夜，白天潜航搜索前进，夜间浮出水面充电，继续搜索，天亮前下潜，继续行动。由于苏军柴油潜艇噪声水平比美军导弹核潜艇低许多，因而隐蔽性较强，发现对方目标的概率也高。每艘潜艇上都有特种技术侦察分队，沿途监听美国和其他国家海军战斗指挥网，拦截和破译无线电信号和无线电交谈。
图片说明：俄柴油潜艇内部空间相当狭小
为保障行动成功，无论是在准备阶段，还是在进入海域以及进行战斗巡逻阶段，全体官兵非常重视潜艇出航的隐蔽性。浮出水面航行时，主要危险来自于美国海军基地反潜航空兵，夜间也很危险，因为美军反潜机主要用机载雷达搜索目标。苏军潜艇雷达工作搜索站只能判定对方雷达的载体(飞机或舰艇)、大概方向，根据信号强弱确定大致距离，虽然预警情报较少，但只要保持高度警惕，指挥得当，还是能够紧急下潜，避免被美军发现。
为此，太平洋舰队柴油潜艇支队在日常战斗训练中，非常重视紧急下潜机动演练。支队规定，全体艇员在顺利完成首要(组织)准备任务后，必须在深水湾完成100次静止和行进中紧急下潜演练，掌握最复杂最重要的机动技能后，才能出海。每个战斗班组都要演练，全面保障潜艇及时、成功规避，防止被美军飞机发现。
从战斗值勤区域返航时，最初的航线是从菲律宾海北上，经中国东海，绕过日本，经北方四岛海峡、拉彼鲁兹海峡进入日本海，然后返回太平洋沿岸的基地。由于返航途中需要较长时间，导致战斗值勤时间相应缩短，后来调整返航路线，沿与出海时相反的航线行驶，同样经过朝鲜海峡，从而缩短返航时间，保障潜艇更长的战斗值勤时间。
在单艇独自出航积累足够的经验后，开始提出编队出航前往大洋海域值勤的战斗任务。几艘潜艇在相邻巡逻区内自主、协同行动，覆盖美军导弹核潜艇出没的大部分区域。出发时，潜艇各自出航，在朝鲜海峡附近水域会合，然后组成编队，度过海峡，之后分别下潜，进入各自巡逻区域执行任务，这对协调指挥、保障潜艇相互安全提出了更高要求。有时，舰队司令部得到美军航母攻击编队航行情报后，立即重新调整潜艇战斗使用编队队形，所有潜艇保持规定间隔、航向、速度和下潜深度，同时追踪敌舰，在美军航母编队将要通过的海域，在最有利的位置上组成潜艇幕障，阻止敌人。
后来，太平洋舰队几艘613型潜艇进行一系列改进，装配新型声纳设备，升级为613V型，续航时间增加到45天。1965年美国悍然发动越南战争后，为侦察和跟踪美军在中国南海的行动，当年8月，苏军太平洋舰队补充装备了几艘潜艇，其中包括S-145号613V型潜艇，在8-9月天气最热(潜艇隔舱内最高温度达到摄氏60度)、台风开始肆虐的时期，完成了2000多海里的战斗出航，谢科托夫中校指挥S-145号潜艇多次创造苏联柴油潜艇战斗出航的最佳记录，证明太平洋舰队具备较强的潜艇作战能力。613型潜艇也成为最可靠的潜艇，在战后建造的200多艘该型潜艇中，只有3艘发生事故沉没，全部是由人为因素造成的。
到60年代末，613型潜艇时代结束了，逐渐被611、641大型柴油鱼雷潜艇和629、651导弹潜艇替代，战斗值勤水域由大海扩展到大洋，从而正式进入了苏联海军的大洋时代。
1970年4-5月，苏联海军四大舰队所有战备力量根据“海洋”大规模演习的统一设想和计划，在海军总司令亲自指挥下，进入大洋水域实战练兵。太平洋舰队柴油潜艇直接参加，仍在服役的613型潜艇通过桑加尔海峡和朝鲜海峡，进入阵地，搜索和跟踪进入日本海的美军航母编队，S-62号潜艇装配雷达定位设备，密切监视、随时通报广大面积水域内水面和空中情况，几艘柴油潜艇执行特种搜索反潜行动，在彼得大帝湾，搜索和驱逐经常抵进符拉迪沃斯托克侦察的美军核潜艇。新型641大型柴油潜艇则南下进入菲律宾海，密切监视美军导弹核潜艇的一举一动。
太平洋舰队柴油潜艇还经常执行其他任务，其中包括在乌利斯湾对太平洋和印度洋进行重力测定摄像侦察任务，协助计算人造地球卫星、巡航导弹、弹道导弹和其他目标飞行轨迹。太平洋舰队第8战役分舰队(印度洋分舰队)长期在印度洋执行任务，经常保持2-3艘641大型柴油潜艇进行战斗巡逻，每艘潜艇续航时间为90天，一次轮换可连续进行9-18个月的战斗值勤。在两伊战争期间，第8分舰队潜艇在印度洋北部进入战备状态，圆满完成了保障波斯湾内苏联船只安全的任务。在伊拉克入侵科威特地区局势激化后，第8分舰队潜艇密切监视美军航母编队，搜索美军核潜艇，切实保障苏联在中东地区的战略利益。
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