Через девять лет после полета первого опытного образца "Пумы", в 1974 г., руководство "Аэроспасьяль" приняло решение о глубокой модернизации вертолета. Оно полностью отвечало ситуации, сложившейся в мире к середине 1970-х гг.: проходила смена поколений средних транспортных вертолетов. В США появились S-70 и S-76, радикально модернизированный Белл 412. Англичане предложили WG.30 - дальнейшее развитие "Линкса". В Советском Союзе появился Ми-17 - продукт эволюции Ми-8. Путь модернизации обходился значительно дешевле. "Супер Пума" вполне вписывалась в мировую тенденцию под девизом "новое вино в старые мехи". Наоборот, спроектированный полностью заново S-70 на деле оказался далеко не вершиной вертолетной техники. Он так и не смог составить достойной конкуренции ни нашим Ми-8 и Ми-17, ни "Супер Пуме" - американцы "не попали в размер".
На нее решено было поставить еще более мощный двигатель. Рассматривался вариант оснащения вертолета американскими ГТД Дженерал Электрик Т700, но они по мощности не намного превосходили "Тюрмо" IVC. После переговоров представителей фирм "Аэроспасьяль" и "Турбомека" приняли довольно необычное решение: разрабатывать вертолет и двигатель параллельно. Определенный задел у конструкторов "Турбомеки" имелся. Наиболее перспективным признали проект ГТД "Макила". Первый двигатель в металле был готов к июню 1975 г., но первый запуск на стенде в Бордо состоялся только 21 января 1977 г. К 18 мая успешно завершились 50-часовые испытания, открыв дорогу для создания "Супер Пумы".
Двигатели "Макила" поставили на SA.330-02 - вторую опытную "Пуму". После переделки машина получила обозначение SA.330R, а затем AS.331-01; изменение аббревиатуры было связано с изменением названия фирмы-производителя с "Зюд Авиасьон" на "Аэроспасьяль". Первый полет в новом облике вертолет совершил 4 июня 1977 г. Вряд ли AS.331-01 можно считать опытным образцом "Супер Пумы", так как никаких изменений в конструкцию планера, не касающихся замены двигателей, внесено не было. А по проекту "Супер Пума" существенно отличалась от предшественницы. Конструкцию самым серьезным образом пересмотрели с точки зрения обеспечения выживания экипажа и пассажиров при аварийной посадке или даже падении. Кинетическую энергию удара призваны были гасить шасси и днище фюзеляжа. По результатам расчетов и испытательных "бросков" макета с разных высот и разными скоростями усилили пол в кабине пилотов и грузовой кабине, стойки основных опор шасси (на которых ввели дополнительные амортизаторы), установили киль под хвостовой балкой, который не только гасил энергию удара, но и улучшал путевую устойчивость). Шасси переделали для удобства маневрирования на ограниченных по размерам площадках нефтяных платформ. Изменения коснулись передней опоры - она стала одноколесной; при этом радиус разворота машины стал меньше.
Система управления гидравлическая, дублированная, с сдвоенными гидроусилителями, которые крепятся соответственно к картерам главного и рулевого редукторов.
Вооружение. В военном варианте для армии и ВВС вертолет может быть вооружен двумя пушками калибром 20мм, либо двумя пулеметами калибром 7.62мм, или 38 НАР калибром 68мм в двух контейнерах. В военно-морском варианте вертолет может нести две противокорабельные ракеты AM 39 "Экзосет", или две легкие противолодочные торпеды и опускаемую гидроакустическую станцию или магнитный детектор для обнаружения подводных лодок и сбрасываемые гидроакустические буи.
Электронное оборудование включает новый автопилот SFIM 155. В поисково-спасательном варианте устанавливается РЛС Бендикс RDR 1400. В противолодочном варианте в носовой части фюзеляжа устанавливается РЛС OMERA ORB.32 ASD3600. Возможна установка выдвижной РЛС дальнего обнаружения.