1963年4月10日9時17分，科德角以東200海里威爾金松海溝，美國海軍SSN-593“長尾鯊”號攻擊型核潛艇沉沒，全艇129名官兵隨這艘核潛艇長眠於2560米深的海底，成為世界上第一艘沉沒的核潛艇，此時距離它交付美國海軍只有1年6個月。但是，“長尾鯊”號的沉沒並沒有阻滯美國核潛艇的後續發展，該級潛艇在延續了“鰹魚”級潛艇的技術之後又將減振浮筏靜音、艇艏球型聲吶、計算機控制武器系統、遠程反潛導彈等先進的技術納入核潛艇的發展中，對後續核潛艇發展中起到了承上啓下的作用。
1950年，美國的潛艇發展進入了一個新的階段，當年試驗潛艇“大青花魚”號開工建造，這是世界上第一艘水滴形潛艇，憑藉劃時代的艇形和高能銀鋅電池組獲得水下33節航速，大大超過以往常規艇形的潛艇，包括核動力的“鸚鵡螺”號。除艇形之外，“大青花魚”號還測試了HY-80鋼、數字式多波束掃描聲吶、十字舵和X型尾舵、單葉螺旋槳等等。
以“大青花魚”試驗的成果，美國開工建造了“長頜須魚”級常規動力潛艇和“鰹魚”級核動力潛艇，他們的水下航速都超過20節且水下航速超過水麪航速，應該説開創了現代潛艇的一個新時代。“長頜須魚”級常規潛艇我們以前有過詳細介紹，這也是美國最後一代常規潛艇。至於“鰹魚”級核動力潛艇，他是繼“鸚鵡螺”號、“海狼”號和“鰩魚”級之後美國第二代核動力攻擊潛艇，將“大青花魚”號試驗潛艇的成果基本全部應用，除了改用水滴艇形之外，新型S5W型核反應堆也投入使用，水下排水量3500噸，水下航速達到28.3節，最大潛深220米左右。總的來説，“鰹魚”級核潛艇的建造核心就是水滴線型艇體及水下高速航行時的操縱性。從1959年4月開始至1961年10月，美國海軍共接收了6艘“鰹魚”級核潛艇。
隨着水滴形的“鰹魚”級核潛艇的建造，美國海軍開始考慮將更多新一代的技術融入核潛艇的建造當中，企圖在水下航速的基礎上進一步提高潛艇的靜音水平和攻擊水平，算是在“鰹魚”級核潛艇的進階，這就是“長尾鯊”級核潛艇的建造背景。當然，有朋友可能會説，既然“鰹魚”級和“長尾鯊”級的建造間隔只相差2年，那麼為什麼不等等新技術出來之後再一起建造。這個問題我們要明白：上世紀50年代中後期開始，美蘇對峙進入白熱化狀態，雙方不僅在質量上對抗，更在數量上競爭，武器裝備的更迭速度非常快，任何技術上的提升都會出現批量建造以換取短時間內的優勢。1958年5月28日，“長尾鯊”級核潛艇首制艇開工建造，1960年7月9日下水，1961年8月3日交付美國海軍，舷號SSN-593。之後3年裏，美國又建造了13艘同型艇，連同“長尾鯊”號共14艘。
從艇形上來看，“長尾鯊”級核潛艇和“鰹魚”級一樣都是水滴形以降低水下航行阻力。但仔細來看，“長尾鯊”級更為細長，他的長寬比達到8.8。為了進一步降低水下航行阻力，“長尾鯊”級在設計時儘量縮小指揮圍殼，只保留潛望鏡、無線電桅杆、VLF通信天線、通氣管和ESM組合桅杆及雷達，所以其指揮圍殼縱向剖面積只有“鰹魚”級的33%左右。從全艇結構來看，“長尾鯊”級由前到後分別是艏居住艙、指揮控制及魚雷艙、反應堆艙、輔機艙和主機艙，整體採用單雙混合殼體設計，其中指揮控制艙、魚雷艙、反應堆艙和輔機艙在雙層殼體區域，艏居住艙和主機艙在單層殼體區域。
有一點值得我們注意：以往美國的潛艇第一艙通常為魚雷艙，然而在“長尾鯊”級魚雷艙卻成為第三艙。這裏就引申出另外一個問題：“長尾鯊”級是世界上首艘採用艇艏球型聲吶的核潛艇，直徑4.57米的AN/BQQ-2型球形綜合聲納佔據了艇艏球形區域。因此，魚雷艙只能向後移動到第三艙位置，以向外傾斜的方式每側佈置2具533毫米魚雷發射管，可部署和發射核深水炸彈、MK46魚雷、MK44自導魚雷以及水雷等，最高攜帶22件武器，由MK113型水下射擊指揮系統進行魚雷發射參數校訂。兩舷共4具發射管，相比於之前的潛艇來説魚雷發射管的數量還是偏少一些，不過可以用自動魚雷填裝系統彌補這一問題，儘可能提高單具魚雷發射管的發射效率。
在動力系統方面，“長尾鯊”級和“鰹魚”級一樣都是裝備1台S5W型核反應堆驅動1台二級齒輪減速蒸汽輪機，熱功率 78 兆瓦，推進功率 11 兆瓦，全功率堆芯壽命10000 小時 (後期型號)，輸出1.5萬軸馬力。由於降低了指揮圍殼縱向剖面積並增大了長寬比，4310噸的“長尾鯊”級水下航速只比3550噸的“鰹魚”級降低0.4節。其實在動力系統方面，“長尾鯊”級最引人注目的是引入了減震浮筏技術，所謂減震浮筏就是一個由橡膠等柔性物質製成的基座，將主機等噪音較大機構置於減震浮筏上可以有效將震動吸收，儘量隔絕震動體直接與艇體接觸，等於降低潛艇的航行噪音。當然，核潛艇的噪音不僅僅來源於蒸汽輪機，另外反應堆一回路循環泵和螺旋槳槳葉轉動也是航行噪音的來源，所以“長尾鯊”級採用的是大直徑低轉速螺旋槳，經二級齒輪減速後以低轉速降低螺旋槳的空泡噪聲。
“沙布洛克”遠程反潛導彈，世界上第一種實用化潛射反潛導彈，而“長尾鯊”級核潛艇也成為世界上第一艘裝備反潛導彈的核潛艇。“沙布洛克”遠程反潛導彈是美國上世紀50年代由固特異公司開發的潛艇用反潛導彈，將導彈的打擊精度和潛艇的隱蔽性進行了一個很好的匹配。該導彈長6.4米，彈徑533毫米，重1.85噸，最大射程40-56千米，由533毫米魚雷發射管發射。
導彈在水下以水平姿態離開魚雷發射管，在水中滑行一段距離後以上仰姿態啓動固體火箭發動機，此時導彈在水下以有動力飛行並以30-40度的角度離開水面繼續飛行。當戰鬥部加速到一定速度後與火箭分離，戰鬥部繼續在空中滑行，抵達目標上空後入水爆炸。導彈的運行過程中，由AN/BQQ-2綜合聲吶進行目標探測，射擊指揮控制系統將射擊諸元輸入待發的反潛導彈；發射後，以時間程序控制和慣性制導或無線電指令制導等方式飛向目標大致區域；到達預定點時，戰鬥部的聲導魚雷與火箭脱離，由降落傘減速後入水啓動聲導模式主動搜尋目標併發起攻擊。不過，由於早期聲吶探測距離和制導精度的問題，這種潛射反潛導彈的攻擊精度並沒有那麼好，所以美國將“沙布洛克”反潛導彈的戰鬥部乾脆換成當量25萬噸TNT的核戰鬥部，殺傷範圍最遠可以波及5公里，這樣也就無所謂攻擊精度問題了。
“沙布洛克”反潛導彈真正批量生產時間是1964年，不過此時“長尾鯊”號已經沉沒。在2個批次的生產中，“沙布洛克”總產量大概400枚。除早期“長尾鯊”之外，“鱘魚”和“洛杉磯”級攻擊型核潛艇也有裝備。
1961年4月10日上午9時50分，“長尾鯊”號核潛艇與“雲雀”號潛艇救援艦會和，準備在4月10日展開深度潛水試驗。4月10日7時35分，“長尾鯊”號報告可以進行最大深度下潛實驗，在隨後的1小時裏“長尾鯊”號開始逐步下潛並不斷向“雲雀”號報告下潛深度，至8時53分報告開始接近最大試驗深度。但是在9時13分最後一次完整通話中，“雲雀”號艦長、領航員、三等副水手都聽到了這樣的關鍵詞：
“吹除”這個詞是潛艇中特有的動作，是短時間內將潛艇水櫃中的水排出，通常執行吹除動作就意味着潛艇需要緊急上浮，可能是進行規避，但更大的可能是遇險。9時17分，“雲雀”號最後一次接收到“長尾鯊”號的通訊，但通訊中夾雜着似乎是耐壓艇殼破裂的聲音，至此“長尾鯊”號再也沒有出現過。“雲雀”號一直等到10時58分，隨即向水中投擲手榴彈（上浮信號），再沒有任何回應的情況下“雲雀”號將這一情況上報給美國海軍核潛艇司令部。隨後美國大西洋艦隊司令部派出包括“海狼”號攻擊型核潛艇在內的4艘艦艇前往失事海域進行搜索和救援但沒有任何“長尾鯊”號生還的跡象。4月11日上午，美國海軍作戰部長安德森上將正式宣佈“長尾鯊”號失事沉沒。這樣，“長尾鯊”號稱為世界上第一艘沉沒的核動力潛艇，沉沒位置位於北緯41度43分，西經64度57分的科德角以東200海里威爾金松海溝，全艇129人無人生還。
關於“長尾鯊”號沉沒的原因，“長尾鯊”號失事調查委員會在1963年6月6日的報告中給出如下結論：
1963年6月14日，美國派出“康德拉”號海上調查船對海底的“長尾鯊”號進行拍照，初步發現懷疑屬於“長尾鯊”號的氣瓶、管路、刷子等物品。隨後在6月19日開始派出“曲斯特”號深潛器下潛到2560米對“長尾鯊”號殘骸進行詳細探測並打撈，發現了大量紙張、黃色橡膠套鞋，而那個黃色套鞋上有明確的SSN-5XX的編號。8月28日，“曲斯特”號加裝機械手再次下潛，打撈出一段SSN-593編號的扭曲的管路殘骸，至此正式確認“長尾鯊”號的沉沒區域。
“長尾鯊”號的沉沒使美國重新開始重視潛艇建造質量問題，因為由於當時處於美蘇冷戰狀態，美國為了追求潛艇的製造速度而忽略施工質量和質量檢查。比如直徑4英寸以下的管路採用較為方便的熔銀銜接，這種連接方式顯然不如焊接質量高。而且這些採用熔銀銜接的管路並沒有完全接受檢驗，更沒有進行超聲波探視。所以隨後建造的“長尾鯊”級核潛艇全部接受檢查，所有管路全部採用焊接模式；壓載水艙的緊急灌氣管路的口徑加大；反應器冷卻系統海水閥增加液壓輔助機械等等措施。
雖然“長尾鯊”號核潛艇的首制艇在服役後不到2年就沉沒，但這並不影響其成為現代高性能核潛艇的雛形。減振浮筏靜音、艇艏球型聲吶、計算機控制武器系統、遠程反潛/反艦導彈已經成為現代潛艇的標準配備，為後續的“鱘魚”級和“洛杉磯”級發展奠定基礎。
