Вторая экспедиция (декабрь 1958 г. – январь 1959 г., Северная Атлантика) главной целью ставила визуальные наблюдения за зимними концентрациями атлантическо-скандинавской сельди к северу и северо-востоку от Фарерских островов в районе ее промысла дрифтерными сетями и разноглубинным тралом.
Во время штормовой погоды на поверхности «Северянка», уйдя на глубину, предоставила исследователям идеальные условия для проведения визуальных и гидроакустических наблюдений. Была установлена чрезвычайная пассивность зимующей сельди в ночное время, сменяющаяся отрицательной реакцией на свет при наступлении сумерек. В сумерки совершалась суточная вертикальная миграция сельди. Впервые были получены качественные показатели, характеризующие степень подвижности и пассивности сельди. Одновременные наблюдения через иллюминаторы и с помощью эхолотов позволили подойти к решению проблемы количественной оценки скопления рыбы с помощью гидроакустических приборов. С помощью шумопеленгатора были записаны звуки, издаваемые скоплением сельди, и установлена возможность поиска сельди методом шумопеленгования. Данные рейса показали, что промысловые концентрации рассредоточенной сельди в наблюдавшихся условиях попадают в дрифтерные сети только в период повышения ее активности в связи с вечерней и утренней вертикальной миграциями. Полученные результаты позволили сделать ряд выводов и выдвинуть гипотезы. Выявлен зоогеографический феномен пассивной (по течению) миграции зимующей сельди от Фарерских островов к Норвегии, оцененный Н. Н. Зубовым как океанографическое открытие.
Третья экспедиция (апрель 1959 г., Баренцево море) позволила надежно отработать методику наблюдения из подводной лодки за движущимся разноглубинным тралом и провести киносъемку трала. Методика эта проста, доступна, ее содержание и схемы приведены в нескольких работах. Наблюдения за тралом продолжались несколько дней, в шестом рейсе они были повторены О. А. Соколовым по этой же методике и опять с применением киносъемки. Поэтому неправ М. П. Аронов, утверждая, что наблюдения за тралом явились случайной удачей, делая поспешный вывод о непригодности больших НИПА для этой цели. Представляется, что незначительные по сравнению с первыми рейсами результаты, полученные коллективом М. П. Аронова в последних экспедициях «Северянки», следует объяснять не возможностями этой подводной лодки, богатый потенциал которой был раскрыт еще не до конца, а недостаточным умением использовать эти возможности.
Вкратце методика наблюдения за тралом заключалась в следующем. После спуска трала «Северянка», следуя под перископом, должна была пристроиться в кильватер траулеру, идущему постоянным курсом и скоростью. Затем лодка погружалась на несколько метров ниже глубины хода нижней подборы и, приведя с помощью шумопеленгатора шум винтов траулера на нулевой курсовой угол, догоняла трал, пока он не был замечен в верхнем иллюминаторе. После этого лодка удерживалась под тралом, уравнивая свою скорость со скоростью траулера. При необходимости «Северянка» маневрировала, подходя к траловым доскам, устью, кутку. Результаты наблюдений говорят о хороших маневренных качествах «Северянки». Поскольку траулер и лодка подвергались непрерывному воздействию различных по направлению и величине переменных сил (на поверхности – ветер, поверхностное ветровое и приливо-отливное течение, на глубине – течение), система «траулер—трал—подлодка» не могла быть приведена в динамическое равновесие. Наблюдающему в верхний иллюминатор постоянно приходилось корректировать курс и скорость, удерживая трал в поле зрения. Нужно сказать, что характеристики лодки, в частности наличие гироскопического компаса и мощной аккумуляторной батареи, а также слаженность экипажа, позволяли выполнять эти маневры длительно и четко.
Успешному наблюдению за тралом способствовала и высокая естественная (полярный день) освещенность в это время года (в солнечный полдень на глубине 100 м у бортовых иллюминаторов можно было читать газету).
В этом же рейсе производились неоднократные посадки на грунт для наблюдения за донными рыбами. Обнаружено, что после оседания взвеси, вызванной прикосновением НИПЛ к грунту, под ее корпус стремились камбалы и крабы, по-видимому, прячась от света, проникающего сквозь толщу воды. Производились гидроакустические наблюдения, в том числе сравнительное определение количественных характеристик зон чувствительности рыбопоисковых эхолотов с самопишущим и электронным индикаторами.
Четвертой экспедицией (июль 1959 г., Северная Атлантика) в районах сельдяного промысла наблюдалось вертикальное распределение планктона в период цветения. Непосредственные наблюдения из НИПЛ позволили определить тонкую структуру скоплений, чего нельзя было сделать с помощью планктонных сетей, процеживающих значительный по глубине слой воды. Собран большой материал о влиянии планктона на подводную освещенность. Определена подводная дальность видимости для периода цветения вод в различных районах Северной Атлантики. Отработана методика маневрирования подводной лодки под дрифтерными сетями. Установлено, что планктон влияет на работу рыбопоисковой гидроакустической аппаратуры. Скопления некоторых форм планктона в совокупности с особым характером температуры на глубине создают условия для отражения ультразвуковых волн, при этом показания эхолотов и гидролокаторов очень сходны с показаниями, обусловленными наличием сельди. Таким образом был объяснен факт отсутствия уловов при «хороших» показаниях.
Пятая экспедиция (апрель 1960 г., Баренцево море) проходила в то время, когда на «Северянке» была установлена дополнительная аппаратура: комплекс приборов для измерения глубинных течений электромагнитным способом, измеритель придонных течений, улучшенный вариант электронного измерителя солености и температуры, фотометр. Над верхним иллюминатором был смонтирован щит с зеркалом, наклоненный под углом 45° к горизонтальной плоскости, а над иллюминатором правого борта смонтирована откидывающаяся стрела с выносным светильником.
Изучалась реакция на свет рачков-черноглазок, показавшая, что она может быть положена в основу разработки простых и эффективных способов их лова. Добыча этого вида планктона может оказаться перспективной, так как запасы его в океане огромны. Проводились наблюдения за треской и пикшей, в том числе изучалось поведение этих рыб в освещенной зоне. Наблюдения сопровождались киносъемкой.
Отмечена хорошая работа приборов для измерения течений, температуры и солености. Электронный дистанционный термометр позволил быстро и с хорошей точностью получать информацию о среде. Измерена скорость течений в различных слоях воды, в том числе у грунта, что помогло объяснить некоторые геологические явления. Визуальное обозрение донных осадков показало, что не только у берегов, но и в открытом море осадочный покров не является однородным и может существенно меняться на весьма незначительных расстояниях. Песок, илистый песок и другие более тонкие отложения чередуются со скоплениями ракушек, гравия, гальки, изредка валунов. Участки с однообразным грунтом в районах плавания встречались редко и были нехарактерны. Интересен факт, что камни-галька, валуны, обломки не занесены илом, а выступают над дном. Это говорит о том, что существует вынос или вымывание оседающих органических остатков. Как показали измерения, скорость течений относительно высока (15-20 см/сек).
