据黄旭华回忆，核潜艇全尺寸模型发挥着重要作用。以前只能在图纸上凭借想象进行设计分配，有了现实的舱室及设备“积木”，就能模拟真实的安装，反复腾挪这些“积木”，寻找每一台设备的最佳位置，探索舱内使用空间的最大化，调整出各种管道电缆的最佳布置及穿越位置。设计人员、施工人员及军代表在“现场”密切配合与协商，完善设计、模拟安装、模拟操作、模拟保养与维修，发现并解决了诸如总体布置、设备安装与维修、航行操作及战斗值班等方面的问题，确定了舱室布置、设备安装、管线走向、耐压艇壳上1000多个开孔及“马脚”的准确位置并借此协调与兼顾了设计、制造、海军使用等多方面的诉求。
在首制艇的施工及设备安装中，为控制核潜艇的重心及重量，保证其操控性能，必须精确控制每台（套）配套设备体积及浮容积、重量及重心位置，包括每根管道及电缆。当时我国缺乏比较先进的设施设备及仪器仪表，黄旭华就采用最古老的测量方法来控制各种设备仪器及管道线缆的上舰安装，磅秤、算盘、皮尺纷纷登场，克克计较、毫厘掌控。每台（套）设备和管线在模型中模拟上舰布置与安装，发现问题再提出改造意见返厂，直到在模型上符合上舰及安装要求才合格定型。黄旭华等人利用磅秤、算盘等“土”方法在模型上控制每台（套）设备的重量与重心，不仅保证了首制艇建造及设备安装的顺利完成，而且顺利实现了核潜艇总体的重心及总重控制，其操控性能也因此完全达标。
1970年12月26日，舷号为“401”的“091”首制艇、我国第一艘鱼雷攻击型核潜艇下水了。黄旭华13年来的守望执着、颠沛奔波、委屈和汗水，终于换来我国核潜艇事业的初战告捷。面对依靠模型、算盘、皮尺等计算出的核潜艇零部件，他回忆说：“这些办法听起来多么土啊！我们就是用这些办法求得了精密的重量和重心数据，然后计算、调整，加上合理的配重，使我们的潜艇在水下发射时，其’稳性几乎像在陆地上一样。我们靠‘软科学上马，靠思维的软性功能把常规综合成尖端。’稳性是靠这解决的。”
“花甲痴翁，志探龙宫；惊涛骇浪，乐在其中”
“401”艇下水后，“091”面临的最重要也是风险最大的试验是核潜艇极限深潜试验。深潜试验是指要下潜至设计极限深度300米甚至更深。它不同于其他试验，出现问题时可以随时中止，风险相对较小。深潜试验遇到问题大概率就是艇毁人亡，从高层领导到参试人员都不敢掉以轻心。紧绷的神经和压抑的气氛弥漫在深潜试验参试人员以及海军官兵中，部分参试者甚至私下里写好遗书，准备为国家以身赴死。
黄旭华深深感到参试者普遍表露出的紧张和压抑。本来毫无必要上艇参加试验的他毅然决定，亲自上艇指导下潜，与所有参试者深海同舟。出于保护的目的，几乎所有人都持反对态度，但他仍然力排众议，执意参加。夫人李世英则表示支持：“多保重！我和孩子们等你平安归来。”黄旭华参加深潜试验的消息让参试者的紧张情绪一扫而光。有战士说，黄总师亲自下潜我们就有主心骨，就更有信心。
1988年4月29日，深潜试验正式进行，“404”艇向大海深处潜去，10米、20米、250米，当下潜深度到达280米时，潜艇外壳每平方厘米承受的压力已达数十公斤，深海海水的巨大压强释放着强劲威力，艇体受到的挤压越来越强，部分舱门因压力过大开始变形无法打开，舱室内间发出“咔嗒、咔嗒”的响声，令人心惊肉跳。指挥舱内，黄旭华等负责人密切注视着深度计，发现一根支撑深度计的角钢随着下潜深度不断增加而渐渐扭曲，部分人的心都悬了起来，沉默不语。慢慢地，各舱室内开始渗水，累计有19处。黄旭华指示按照预案实施抢修，待情况恢复正常后，他告诉大家，这声音是在海水高压下艇体结构相互挤压所发出的，结构变形属正常现象，都在预估的设计与控制范围以内。他指挥参试人员按规程操作、观察、记录、播报，流程紧张而有序。中午12时许，核潜艇到达深度300米刻度处，且略微超出。一声令下，“404”艇稳稳悬停在该深度上，少顷，艇内响起欢呼：“极限深潜试验成功了！”
黄旭华没有欢呼，而是镇定自若地继续了解此时全艇的状况，发现其各技术系统以及几乎所有机械设备都运转正常，表明深潜试验取得圆满成功，证明“091”的艇体结构设计与制造是成功和合格的，通海系统是安全可靠的，符合海军制定的技术、战术要求。“404”艇在极限深度驻留一段时间后即按计划开始上浮，上浮至100米左右时，恰巧有艇员说让黄总师题几个字，他欣然应允，沉吟未久，挥毫泼墨一气呵成：
花甲痴翁，志探龙宫；惊涛骇浪，乐在其中。
写于100米海水深处的这16个字，今天已经被人们赞颂为中国核潜艇发展史上的壮丽诗篇。句子虽短，却字字千钧，抒发了中国第一代核潜艇人“不管风吹浪打，胜似闲庭信步”的理想壮志与报国豪情。