На ракетный двигатель второй ступени установили четыре неподвижных сопла, а управляющие усилия по тангажу и рысканию создавались за счет впрыска фреона в закритическую часть сопл через специальные отверстия в стенках. Запас фреона хранился в тороидальном баке, который столпился в заводских условиях. Примененная на второй ступени система управления вектором тяги двигателя показала себя намного эффективнее других известных подобных способов управления. Преимущества этой системы, по мнению американских специалистов, включались в большем управляющем моменте, меньшем времени срабатывания, более высокой надежности двигателя, улучшении его некоторых тяговых характеристик, возможности упрощения конструкции системы и сокращении расходов на ее изготовление… Производство РДТТ второй ступени осуществлялось на заводе фирмы «Геркулес» в г. Банусе (шт. Юта).
Таким образом, задача увеличения дальности действия ракеты «Поларис А-3» была достигнута благодаря применению следующих основных усовершенствовании:
— увеличения массы заряда топлива двигателя;
— применения нового, более теплотворного топлива с увеличенных» (не более чем на 15 %) удельным импульсом:
— снижения массы корпуса ракеты благодаря применению стеклопластиков;
— нового способа управления вектором тяги двигателя с помощью подвижных сопел вместо джетевейторов;
— уменьшения массы бортовой аппаратуры ракеты.
Значительные изменения внесли также и в систему управления полетом этой ракеты. Усовершенствованная инерциальная система управления обеспечивала управление полетом на активном участке траектории и выдачу команды на отделение боевых блоков.
Система Мк-2. созданная Массачусетским поли техническим институтом и фирмами «Джеперал Электрик» и «Хайджес Эйркрафт», состояла из трех поплавковых стабилизирующих гироскопов с магнитными подвесами JRJG mod. 2, одного гиромаятникового с импульсным выходом (16PJPA) и двух интегрирующих маятниковых акселерометров 16PJGA с гироэлементом, имеющим электромагнитный датчик (дьюкосин) двойного назначения. Одни из акселерометров был снабжен электромагнитным устройством, выполняющим функции гироскопической подвески и датчика моментов.
Новая система являлась усовершенствованным вариантом инерциальной системы наведения Мk-1, стоявшей на ракетах «Поларис А-2». Вес и занимаемый объем Мk-2 оказались примерно в три раза меньше, чем Мk-1, при этом обеспечивалась более высокая точность стрельбы. Расчетное КВО при стрельбе — около I км.
Специалисты считали, что точность и надежность системы Мk-2 повышены за счет применения электронных модулей, а также новых акселерометров и сферической карданной подвески.
Для БРПЛ «Поларис А-3» фирма «Локхпд Миссайлз энд Спэйс» первоначально разработала моноблочную головную часть с ядерным боевым зарядом (эквивалент в 0.75 Мт). Ракета могла также оснащаться моноблочной термоядерной головной частью с несколько увеличенной мощностью в 1 Мт (вариант «Поларис А-ЗР») или (за счет снижения дальности с 4600 до 3150 км) разделяющейся головной частью (РГЧ) Мк-2 рассеивающегося типа с тремя боевыми блоками W-58 мощностью 200 кт каждый. Ее отработка закончилась уже после принятия на вооружение ракеты 1*, и первые БРПЛ оснащались моноблочной головной частью.
Ядерный боевой заряд размещался в носовом конусе фирмы «Локхпд» со съемным обтекателем, сбрасываемым при выходе ракеты из атмосферы с помощью вспомогательного РДТТ Мк-20 (09КС-1400) «Атлантик Рисерч» весом 5,99 кг (тяга 635 кт, длина 0,34 м. диаметр 0,14 м). Мк-20 установлен в носовой части обтекателя.
Существенной модернизации подверглась навигационная система SINS комплекса «Поларис А-3». Старую модель Мк-3 заменила усовершенствованная Мк-4, отличавшаяся от первой меньшими габаритами, весом и обеспечивавшая повыше! нгую точность определения своих координат кораблем-носителем.
Данные о целях для различных вариантов обстрела территории противника, записанные на магнитные ленты, находились на каждой подводной лодке, несущей боевое патрулирование. Эти данные, а также информация от навигационной системы и системы, выдающей сведения о состоянии моря (в том числе о течениях), после переработки направлялись в систему управления стрельбой, которая передавала их через интервалы в несколько секунд в вычислительные устройства бортовых систем управления всех ракет.