(Tang class)

SS-563：Portsmouth Naval Shipyard

SS-564、566、568：Electric Boat Division, General Dynamics Corporation, Groton, Connecticut

SS-565、567：Portsmouth Naval Shipyard

舷寬8.2

浮航吃水5.2

潛航1900（原始）/2100（1956年改裝後）/2700（SS-563、565、567、568在1967年改裝後）

1956年改裝後：Fairbanks-Morse 38D8-1/8柴油機＊3/4800

推進電動機＊2/4700

126單元蓄電池（GUPPY 1）＊4

雙軸

潛航18.3

潛航17.5節航行：1小時

WQC-2平面搜索雷達x1

BQA-8導航雷達x1

1980/2/8移交土耳其（租借），更名為Pirireis (S- 343)，1987賣斷，2004/8除役，除役後作為紀念艦停放於İnciraltı Sea Museum博物館

1979/11/5變更為飛彈輔助潛艦，更改舷號為SSAG-515

1980/2/8移交土耳其（租借），更名為Hızırreis (S-342)，1987買斷，2004/2/4除役，除役後作為紀念艦停放於İnciraltı Sea Museum博物館

二戰末期德國Type XXI潛艦的革新

在第二次世界大戰末期，納粹德國開始使用的種種新潛艦技術（包括結構設計、推進系統等），引起西方各國的高度重視；納粹德國投降之後，德國潛艦技術成為英、美等西方盟國與蘇聯爭搶的目標之一。其中，擁有劃時代技術特徵的納粹德國Type-XXI潛艦，有兩艘（U-2513與U-3008）向西方盟國投降，戰後西方國家便仔細測試了這兩艘Type-XXI的性能以及諸多新穎技術（美軍對U-3008進行詳細測試），包括低阻力的流線化外型設計使其更適合長期在水下航行 （是第一種潛航速率比浮航速率更快的潛艦） 、更好的水下静音性能、更快的航速與大幅改進的水下航程、高容量電池、改進的艦體結構與材質使潛航深度增加、能讓潛艦在水面下換氣充電的 通氣管（snorkel）設計 、能在10分鐘裝填全部6個向前的魚雷管的液壓機械裝填系統（比過去Type-VIIC潛艦裝填一個魚雷管的時間還少）以及改進的魚雷射控系統等等 。此外，艦上的人員起居設施也更好，擁有冷藏食物的冰箱、淋浴設備等 。

Type XXI型的外型參考了同時期納粹德國發展、採用華爾特博士（Hellmuth Walter）發明的過氧化氫封閉循環窩文發動機的Type XVIII型小型潛艇（500噸級），包括流線型的指揮塔。 為了抵禦空中威脅，納粹德國潛艦只能增加防空火力，例如Type IXC型潛艦防空武裝達到6門20mm機砲與2門37mm砲，但越來越多的砲塔就增加水下航行阻力， 使其水下速率變慢，更不容易逃脫。而Type XXI型就只裝備兩座雙聯裝20mm C/30防空機砲，並採用適型砲塔，流體阻力遂大幅降低。 通過新設計的呼吸管，Type XXI型在水面下使用柴油機航行的速率達到10節，比納粹德國舊型U艇（僅5~6節）高出許多，足以追上當時的船團。 新型蓄電池使Type XXI儲存的電量加倍，加上低阻力的外型設計，水下航行距離與航速都比前一代的Type VII C型潛艦多出一倍以上。

上一代的德國Type VIIC型潛艇以電池推進時，航速2節時只能潛航30小時，航速6節時甚至只能潛航45分鐘，大部分時間得在水面上開啟柴油機航行，容易暴露行蹤。而Type XXI憑藉著更高的電池序電量，以5節速度能在水下潛航60小時，或以12節在水下衝刺10小時，以18節水下衝刺達90分鐘。 此外，上一代Type VIIC型潛艦平均每潛航3至5個小時就要上浮為主電池充電，而Type-XXI型潛艇以 4-8節的低速潛航時，平均每隔2-3天才需充電一次，大幅增加了從空中搜索的困難度（Type XXI充電一次後能直接從法國基地以潛航方式穿越比斯開灣，而Type-VIIC則需要三次上浮充電）。

Type- XXI潛艦的浮航排水量約1621噸，潛航排水量1819噸，全長76.70m，耐壓殼體長60.50m，全寬8m，耐壓殼寬5.3m，吃水6.32m，全高11.30m，柴油主機功率4000軸馬力，水下推進電機功率 4400馬力，水面航速15.6節，水下航速17.2節；艦首配備六個魚雷管（全部位於艦首，艦尾無魚雷管），全艦可攜帶23枚魚雷（其中六枚預先儲存於魚雷管；如果將魚雷攜帶數量降至14枚，則可另外攜帶12枚TMC水雷，艦上編制57至60名人員，最 大潛航深度280m。

Type-XXI的新技術對二次大戰時代的反潛技術形成嚴峻挑戰：首先是水下潛航時間增加，在接近傳團的的過程中更難被空中反潛機（主要使用雷達跟目視搜索浮航潛艦）發現；而水下航速大增，讓當時二戰時代盟軍的類似機械探照燈的掃描式主動聲納來不及反應，反潛作業效能大減；此外，Type XXI的潛航深度增加，能下潛到盟軍主動聲納有效工作範圍（120m左右）以外的深度。這些優勢使Type XXI在追上船團後，有很高機率可自由發動攻擊，發動攻擊後又能憑藉速度擺脫盟軍護航艦艇的掃描式主動聲納，使護航艦艇無法有效追擊。 即便是在使用柴油機的狀態，Type XXI只需要伸出 通氣管頭就能讓柴油機換氣充電，艇身能保持在水面以下；而 當時陸基反潛巡邏機的搜索雷達沒辦法在遠距離偵測到小如通氣管頭的東西。此外，納粹德國在二次大戰結束前就發展出猝發無線電通信能力，也給二次大戰時盟國常用的HF/DF無線電定向作業（用來追蹤納粹德國U艇的通信）造成很大麻煩 。

Type XXI還裝備了德國新開發的「聽音器群」（Gruppenhorchgerät，GHG），是全世界最早的波束成形被動陣列聲納。早在1920年代，德國就研究出用電子控制的方式，讓一個水聲換能器（Tranducer）產生聲納波束（beam），這就是GHG的技術基礎。GHG將多個水聲換能器以一定的間隔排列，每個傳感器信號線之中還加入時間差（相位差），可產生波束成形（Beam Forming）效果，使水聲聽音器陣列聚焦在同一方向形成窄的接收波束。相形之下，美國在二次大戰時代的潛艦使用的被動聲納如JT型，就原始得多，以一個寬度1.5m的T形聽音棒（上面安裝10顆鎳柱與線圈）來接收聲音，橫槓接收到聲波時可藉由線圈電流的微弱差異來偵測橫槓是否正對著目標；因為單一聽音棒的口徑有限，只能得知目標大致方位，精確度與作用距離都遠不如Type XXI的GHG聲納，而且水流通過時會導致聽音棒震動，只能在低速航行使用。二戰型美國潛艦的主動聲納也是機械轉向式，在球狀聲納頭安裝多個發射器與聽音器，通過機械轉向目標方位來拍發，並測量回波時間。

由於GHG這樣的電子波束成形技術一次只能產生一道波束對準一個方向，因此需靠操作員手動控制改變波束方向，或利用機械式的交換器（Commutator）來旋轉波束，類似機械掃描式雷達。由於波束在旋轉，因此對於同一目標的相對角度資訊是週期性更新；將每次週期性更新的目標方位角數據記錄在紙上，觀察每次接觸的方位角斜率改變的「方向率」（Bearing Rate），就可以判斷目標跟本艦的相對運動趨勢。

美國海軍GUPPY潛艦升級計畫

Type XXI型在二戰後經過測試，其優越性能以及對當時反潛技術水平的顛覆，對東、西方陣營都帶來相當大的震撼，並且競相吸收其技術；對於二戰後美蘇冷戰的軍備發展，Type XXI潛艦帶來的影響堪比同樣是納粹德國的V-2飛彈與Me-262噴射戰鬥機。與Type-XXI相較，美國二戰時代的艦隊型潛艦許多面都遜色不少；在測試擄獲的Type-XXI之後，美國發現自身的二戰艦隊潛艦水下速度只有Type XXI的一半而且反而比後者更加吵雜；二次大戰時代的艦隊驅逐艦用沒有升級的聲納設備，就能以直接探測模式在10到15海里捕捉美國二戰型潛艦的柴油機振動噪音、通氣管切割水面的聲音或螺旋槳空蝕噪音。由於蘇聯也獲得Type XXI潛艦，因此當時美國海軍深怕蘇聯快速地仿製並建造大量性能相當的潛艦（最初美國假定蘇聯在1960年代就能生產出300艘性能與Type-XXI同級的潛艦）。實際上，蘇聯在1949年至1958年間建成了236艘參考部分Type XXI技術特徵的613型潛艇（北約代號Whisky型），具有通氣管，但整體性能水平還是不及Type XXI。

美國海軍立刻打算以Type-XXI的種種新科技為基礎，建造新一代的艦隊型潛艦；然而，由於大戰結束後軍費削減，難以立刻大量建造新艦，而且美國海軍手頭中仍擁有大量的二戰型艦隊潛艦。美國船艦設計局（Bureau of Ships）認為，美軍現有多數的艦隊型潛艦仍可藉由改裝的方式納入Type-XXI的新技術，以較為經濟的方式迅速提升美國潛艦部隊作戰能力。因此，美國作戰部長（Chief of Naval Operations，CNO）在1946年6月正式批准「強化水下推進能力計畫」（Greater Underwater Propulsion Power Program，GUPPY），分多個階段為美國二戰型艦隊潛艦進行改裝，項目包括改善潛艦外型以降低阻力（包含改造指揮塔外型以及取消高射砲等）、增設 通氣管、改進動力系統 （包含安裝大容量電池）、加裝降噪設備、更新射控與聲納配備等等。

依照各階段執行順序順序，GUPPY總共分為七種不同版本，包括GUPPY I、GUPPY II, GUPPY IA、Fleet Snorkel、GUPPY IIA、GUPPY IB以及GUPPY III。

GUPPY I

美國海軍GUPPY項目升級的首批兩艘原型艦之一的Promoden號，包括取消

甲板砲以及收容艙間、換裝低矮的流線化帆罩，潛望鏡收容在帆罩上高

出的指揮塔裡；當時GUPPY I還沒有通氣管。爾後GUPPY II/III又再次

擴大帆罩容積，以收容電子截收桅杆、通氣管以及提高瞭望塔空間等。

前兩艘接受GUPPY I升級的原型艦：丁鱥(Tench class)的Odax與Promoden（1947年完成工程）由於時程緊迫，來不及安裝通氣管，只進行了艇體流線化改進，包括取消上部甲板砲與收容艙室來減少阻力、換裝新的低矮流線化帆罩，並增加一部SV伸縮雷達（潛望鏡與雷達桅杆從帆罩頂的小型塔狀結構伸出）；為了降低阻力，GUPPY I刪除一座潛望鏡，只裝備一座。上甲板的錨機、甲板、軌道支柱都改成潛航時可收縮或拆除的形式，盡可能降低外部流體阻力。此外，改用新設計的艦首來減少潛航的阻力，取代過去V字形的「艦隊艦首」（fleet boat bow）；新艦首稱為「Guppy bow」。

除了改善外部線型降低阻力外，GUPPY I也包括換裝高容量電池（稱為GUPPY batteries）以及功率更高的發電機組，以及新的輔助設施等。GUPPY I的新電池總共有四組，各126個單元；相較於原本二戰型潛艦的Sargo電池，GUPPY I的電池使用更多較薄的板電極（well plates），使其能在更長時間維持較高的電壓輸出，不過壽命也從原本Sargo電池的5年減為18個月，並且需要額外抽除電池運作產生的氫氣，使用液冷系統冷卻電池運作時的熱量；此外，新的高容量電池也需要更長時間充電。為了安裝新電池組，GUPPY I電池艙間經過改建來擴大容積，分隔成四個隔艙各安裝一組蓄電池，當然也因而壓縮了艦內起居空間。四座新電池能以串連（series）或併聯（parallel）連接，提供更廣範圍的電壓與電流，遂能讓推進電機產生更高功率增加航速。

推進機電方面，原本的高轉速推進電機（2至4座）與配套減速齒輪被改成扭矩更大的低轉速電機來直接驅動螺旋槳，省略傳動齒輪可簡化機械結構並降低噪音。原本開放式配電盤（open-front switchboards）被新的封閉式防噴濺配電機櫃（enclosed splash-proof cabinets）取代。艦上原本燈光照明或生活設施的電壓改成120V、60Hz交流電，船艦電子設備的電源則為120V、400Hz交流電。另外，安裝功率更高的新空調系統。

兩艘GUPPY 1原型艦在測試過程中，Pomodon號水面航行達到17.8節的速率，潛航更高達18.2節；改裝之前該艦浮航速率20.25節，水下航行僅有8.75節； 測試顯示GUPPY I光靠流線化帶來的增速，就已經使當時水面艦的機械式主動聲納的有效探測距離縮短10%。也是從GUPPY I開始，美國海軍稱包圍指揮塔（conning tower）與潛望鏡的流線型結構為「帆罩」（sail）。

GUPPY II

經過GUPPY II升級的巴勞鱵級（Balao class）潛艦USS Cubera (SS-347)。

由於新增通氣管，帆罩上部收容桅杆、通氣管的結構比GUPPY I擴大

在下一階段GUPPY II工程（編號SCB 47）在1947至1951年執行。GUPPY II在GUPPY I的基礎上，再納入可在水面下使用的通氣管，並在帆罩內增設ESM電子截收天線。由於新增加三個桅杆（進氣管、排氣管、ESM截收桅杆），GUPPY II的帆罩重新設計，帆罩上部收容通氣管與桅杆的構造比GUPPY I加大。由於這種帆罩中間收容通氣管、潛望鏡、雷達、ESM桅杆的部位高出一截，又稱為「階梯式帆罩」（step sail）。

GUPPY II的階梯式帆罩有兩種版本，分別是通用電船公司的「通用電船帆罩」（Electric Boat Sail）以及樸次茅茲海軍船廠（Portsmouth Naval Shipyard）設計的「樸次茅茲帆罩」（Portsmouth Sail），兩種都獲得船艦局（BuShips）批准；其中，「通用電船帆罩」有平直的後方邊緣（trailing edge）、帆罩頂部較寬、較為圓弧的瞭望窗口；「樸次茅茲帆罩」的後方邊緣具有弧形，瞭望窗口為矩形，前部邊緣角度較大，帆罩頂部較窄 部分採用「樸次茅茲帆罩」的GUPPY II升級潛艦又增加一部SV搜索雷達，為此帆罩頂部又增加一個突出物，提供額外空間來收容雷達天線。 而稍後接受GUPPY II升級的潛艦則裝置SS或SS2雷達，天線比先前SV小，並帶有附聯動裝置（interlock）的指示器（indicator），雷達天線只需要部分收容到帆罩結構內（需轉至特定角度），減少帆罩頂突出結構的體積。而一些部署在大西洋地區的GUPPY II的帆罩還進一步加高，使帆罩頂部瞭望塔（浮航）位置增高，因應北大西洋較惡劣的風浪，此種設計稱為「北方帆罩」（Northern Sail）。 與GUPPY I相似，GUPPY II以高扭矩的低轉速推進電機取代原本的高轉速電機/減速齒輪，用低轉速推進電機直接驅動螺旋槳，每軸輸出功率2500馬力（1.9MW） 。GUPPY II潛艦在測試時，只要在水下潛航衝刺，靠航速就足以讓反潛驅逐艦的搜索聲納無效化而擺脫追擊。

總共有13艘巴勞鱵級（Balao class）潛艦與11艘丁鱥級（Tench class）潛艦接受GUPPY II升級，這包括先前接受GUPPY I升級的Odax與Promoden。

GUPPY IA/IB

由於完整的GUPPY II較為昂貴，船艦局（BuShips）在1951年又推出了簡化版的GUPPY II方案，稱為 GUPPY IA (SCB 47A)；相較於GUPPY II，GUPPY IA省略了潛艦內部結構變更如四艙壁式（four-well）主蓄電池構型以及其他附帶的外部修改，保留原有的電池艙壁設計，並增加四部容量更高的Sargo II電池；Sargo II電池的成本比GUPPY I/II的Guppy電池相對低廉，但性能接近。相對於Sargo電池，Sargo II增加了電解質攪拌（electrolyte agitation）、電池冷卻、電池艙通風設備等。Sargo II電池的性能與尺寸介於GUPPY電池與原本Sarago電池之間，例如其儲存容量低於GUPPY電池，但充電時間相對較短、壽命相對較長。相較於GUPPY II，GUPPY IA成本較低，更易於維護，且由於沒有擴充電池艙，艦內起居空間相對較佳。

總共有9艘巴勞鱵級（Balao class）潛艦與1艘丁鱥級（Tench class）潛艦接受GUPPY IA升級。

之後，有二艘出口給意大利的貓鯊級潛艦與兩艘出口給紐西蘭海軍的巴勞鱵級在移交前接受了類似GUPPY IA的改裝，稱為GUPPY IB；相較於GUPPY IA，GUPPY IB沒有換裝現代化聲納、火控、電子截收系統（ESM）。

艦隊通氣管計畫（Fleet Snorkel Program）

由於美國海軍意識到沒有足夠經費為所有現役柴電潛艦進行GUPPY升級，所以船艦局推出「艦隊通氣管計畫」（Fleet Snorkel Program，SCB 47B），只進行最小幅度的必要升級，包括加裝通氣管、流線型帆罩、高功率空調系統、更高功率的機電系統，並移除輔助柴油機；外型上，除了移除甲板砲與庫房、換裝流線帆罩之外，其餘外型都沒有更動，保留原本的上層甲板構造與艦首。而「艦隊通氣管計畫」也維持原有的Storage電池。

由於升級有限，只經過「艦隊通氣管計畫」升級的潛艦的水下航速、潛航時間等性能都明顯較為遜色。總計有1艘貓鯊級（Gato class）、22艘巴勞鱵級（Balao class）、8艘丁鱥級（Tench class）潛艦。其中有三艘經過「艦隊通氣管計畫」升級的潛艦派普號（USS Piper SS-409)、海貓頭鷹號（USS Sea Owl AGSS-405 ex-SS-405)、小鱘號（USS Sterlet AGSS-392 ex-SS-392）加裝了AN/BQR-4A大型低頻聲納。

GUPPY IIA

緊接在GUPPY IA之後，美國海軍又推出GUPPY IIA（SCB 47C），在1952至1954年升級。相較於GUPPY IA，GUPPY IIA是在GUPPY IA的基礎上，進一步重整了先前幾次改裝後的艦內設備並優化艦內空間，包括移除前部發動機換成泵浦、空調等輔助設施；一部份艇的高壓空氣壓縮機移到底層甲板前主機艙內；冷藏室移到餐廳（galley）下方，聲納室移到泵浦艙前方；此外，在原有電池艙加裝Sargo II電池。外觀上，GUPPY IIA與GUPPY IA/II的差別是只有三個柴油機排氣口，先前GUPPY IA/II有四個。

總共有12艘巴勞鱵級（Balao class）潛艦與4艘丁鱥級（Tench class）潛艦接受GUPPY IIA升級。

GUPPY III

 經過GUPPY III升級的巴勞鱵級潛艦USS Greenfish (SS-351)，改用玻璃纖

維製一體化大型帆罩。注意上層三個鰭狀物是被動式水下射控聲納

系統（PUFFS）的接收陣列。

GUPPY II服役後，飽受擴大電池艙導致艦內起居空間壓縮之苦。為了解決內部空間問題，美國海軍緊接著又研究GUPPY III計畫（SCB 223）來改善這個問題。在1959年，巴勞鱵級的模仿魚號（USS Tiru SS-416）被選為接受GUPPY III升級的原型艦，艦體在控制室前方被切開，差入一段長12.5英尺（3.8m）的分段，裡面包括新的聲納室、起居空間、電子裝備與儲藏空間。原本聲納室擠在前部魚雷艙內，聲納室移到新增的分段使魚雷艙作業空間更為充裕，增加了可攜帶的魚雷數量。此外，艦內起居空間也重新裝修。此外，比照GUPPY IIA，GUPPY III也將其中一部柴油主機移除，只保留三部。外觀上，GUPPY III最大的改變是，換裝新的玻璃纖維製一體成形帆罩，取代原本GUPPY I/II系列的「階梯式」帆罩；新帆罩外型簡潔，並總結了先前GUPPY II的經驗，整體高度進一步加高，提高瞭望哨高度，較能適應北大西洋上更高的大浪，因此又稱為「北大西洋帆罩」（North Atlantic Sail）

GUPPY III屬於艦隊重整與現代化（Fleet Rehabilitation and Modernization，FRAM）的一環，原本美國海軍打算將24艘GUPPY II都升級到GUPPY III的水平，但由於預算限制，後續只有八艘GUPPY II潛艦完成了GUPPY II，從1961執行到1963年；加上原型艦，GUPPY III總共有9艘，分別是6艘巴勞鱵級與3艘丁鱥級。後續八艘GUPPY III潛艦在控制室前方插入的新艦體長度又增加到15英尺（4.6m），這是為了保留全部四部柴油機而進一步延長艦體，全長因而增加到約98m，水面排水量增至1975噸；此外，帆罩與指揮塔高度比原型艦模仿魚號再增加5英尺（1.5m），增加的空間用來容納MK101射控儀與MK-37指揮儀。這八艘GUPPY III潛艦也加裝AN/BQG-4被動式水下射控聲納系統（PUFFS，見下文），艦體上部設置了三個鰭狀的聲納罩；這八艘GUPPY III的射控系統也經過升級，能使用MK-45星式線導核子魚雷。

先前GUPPY I/II的射控作業仍維持二次大戰以來的方式，由聲納室通報目標方位，射控組人員在軍官餐桌上進行目標動態解算（Target Motion Analysis，TMA），解算出的結果回報指揮室，作為魚雷射控的參考。
而GUPPY III在TMA程序中引進類比式MK101魚雷射控系統（Fire Control System），整合了射控作業功能，接收潛艦本身的航向與速度資料，然後以人工輸入3筆目標方位（每一筆間隔90秒以上，方位角度相差4.25度以上），再加上一筆速度、距離或航向資訊，機械計算機就能產出目標解算（包含距離與航向），結果顯示在刻度盤上，由人員回報給控制室。後期版本的MK101進一步整合了魚雷控制器相容於新出現的線導魚雷，能將射擊解算轉成信號，透過導線來控制魚雷接近目標直到魚雷本身尋標器的工作距離。

雖然經過相當複雜的翻修，這些GUPPY III服役的時間只比其他GUPPY II長一點。

測試顯示，經過GUPPY改裝降低阻力的二戰型潛艦，水下加速性能有了顯著進步，在二戰水平的反潛技術面前擁有更好的存活率，例如短距離直線衝刺能甩開後面追擊的驅逐艦；而如果朝驅逐艦衝刺，也能在當時的「機械探照燈式」聲納有效鎖定之前就進入聲納探測死角。在當時，只有美國新一代的AN/SQS-4低頻聲納因為工作距離大增，才有機會即時捕捉並阻止如GUPPY潛艦這樣的航速目標。

新造GUPPY技術潛艦：刺尾魚級

除了改進既成艦艇之外，美國海軍還是從1946年起規劃建造一種新的艦隊型潛艦，在設計之初就納入GUPPY計畫的技術特徵，這就是刺尾魚級（Tang class），首先在1946年10月批准建造兩艘（SS-563、564），1947年批准兩艘（SS-565、566），1948年批准第三批二艘（SS-567、568）。 刺尾魚級是最後一級延續美國二戰時代構型的潛艦，並融入GUPPY II的流線化外型設計（包括上層建築、指揮塔/帆罩設計等），此後美國海軍全力發展核子推進以及適合水下高速航行的新艦型；在1959年，美國最後一種柴電攻擊潛艦──白魚級（Barbel class）服役，便使用嶄新的淚滴型艦體，完全脫離了二戰型潛艦的風格。此外，美國海軍在1954年11月訂購的一艘反潛獵殺型潛艦原型艦海鲫號（USS Darter SS-576），就是以刺尾魚級為基礎。 

刺尾魚級原始設計的潛航排水量約2200噸以上，與二戰型艦隊型潛艦相當。刺尾魚級的基本船型架構延續自美國二戰型艦隊潛艦，不過整合了許多新技術。 

首先，本級艦採用新的通用動機（General Motors）16-338柴油機，這是一種體積緊致化、輕量化的高功率主機，被美國海軍暱稱為「鬆餅」（pancake）；以往美國潛艦用柴油機的構造包括水平傳動軸、16個汽缸採用每列八個的方式垂直排成兩列，而GM 16-338採用垂直傳動軸，汽缸也仿照飛機星式發動機的輻射方式排列，每個發動機長度僅4. 1m、寬度1.2m，並採用鋁合金製造，重量僅8噸，使得四具GM 16-338發動機（總功率3400馬力）能安裝在單一的輪機艙內，大幅節省了輪機佔用的空間；此外，GM 16-338的轉速比傳統柴油機高出約一倍。由於GUPPY計畫的新電池佔用更多艦內空間，因此柴油機能節省的空間就十分重要。 艦上的電力推進裝置是兩部總功率4700馬力的推進電機，並擁有四組126單元的蓄電池。 

第二，刺尾魚級使用新的魚雷發射裝置，由加壓海水將魚雷打出，取代了過去使用高壓空氣的作法；如此，以往高壓空氣釋放到水中形成大量氣泡、破裂時發生強大噪音的情況獲得明顯改善，雖然海水加壓噴射也會製造聲響，但比壓縮空氣安靜得多，此外也能節省艦上寶貴的壓縮空氣使用量。過去美國二戰型艦隊潛艦擁有10個魚雷發射管，艦首布置六個，而另外四個設置在艦尾；而 刺尾魚級艦首仍維持六個發射管，不過艦尾只設置兩個較短、較為簡單的魚雷管，省略魚雷加壓彈射裝置，專門用來配合如MK-27（後來換成MK-37）等游出式反潛魚雷，而不能使用較大較長的反艦魚雷。 刺尾魚級採用HY-42高張力鋼板建造，其結構設計是配合當時研究中的封閉循環發動機，能承受在水下持續25節高速航行時的強大應力，原本預計用於當時規劃中的小鯨級（Porpoise class）與獨角鯨級（Narval class），不過日後美國將注意力集中在更具前瞻性的核子動力，沒有繼續發展封閉循環發動機。

刺尾魚級的建造過程都十分順利，然而當這些潛艦交付美國海軍之後，卻發現艦上嶄新的緊致型發動機問題叢生，不僅容易漏油進入發電機，而且特殊的結構設計使維護工作難以進行。在1956年，美國海軍決定以傳統的Fairbanks-Morse 38D8-1/8 10汽缸柴油機來取代原本的「鬆餅」發動機；為了容納體積較大的傳統發動機，刺尾魚級必須切開艦體，在中間增加一段長約5m的艦體，以提供更大的輪機室空間，排水量也增加數百噸。即便經過擴大，輪機室空間還是只能容納三具發動機（總功率4800馬力）。 除了刺尾魚級之外，美國海軍只有1953年12月服役的青花魚號（USS Albacore AGSS-569）實驗潛艦使用同型的「鬆餅」發動機；而當四艘刺尾魚級換裝傳統柴油機後，拆下來的16部「鬆餅」發動機就成為青花魚號唯一的料件來源，當這些零件資源耗盡時，青花魚號只能在1972年除役。

在1967年到1970年代初期，本級艦刺尾魚號（USS Tang SS-563）、刺魚號（USS Wahoo SS-565）、白楊魚（USS Gudgeon SS-567）、鯔魚（USS Harder SS-568）號又陸續接受GUPPY III改裝，包括以璃纖維製一體成形的流線帆罩來取代原本的「階梯型帆罩」；艦體插入一段長4.6到5.5m（約15英尺）的分段，以容納新開發的被動式水下射控聲納系統（Passive Underwater Fire Control Feasibility System，PUFFS）的聲納室，而若干機電設備與電子裝備也經過更新，潛航排水量增加了600ton左右。部分本級艦曾參與過越戰的相關勤務，而 刺尾魚號與鯔魚在1970年代曾轉入輔助艦單位來協助研究工作。

其中，被動式水下射控聲納系統（PUFFS）是美國海軍1950年代後期展開的被動式水下射控聲納可行性研究（Passive Underwater Fire Control Feasibility Study，PUFFS）的產物，其基本原理是在潛艦上遠隔佈置兩組以上的被動水聲聽音器，測量目標聲波抵達聽音器的波前曲率，並比較目標聲音信號抵達兩個聽音器的時間差，以三角測量來算出目標方位和距離距離（以兩聽音器之間的距離為基線）；而如果目標距離太遠、光靠兩個聽音器無法形成有效的三角測距時，則透過三個水聽器陣列形成的三條基線，交叉比對來提供夠精確的三角測距。從1957年起，美國海軍陸續發展出BQG-1/2A/3等實驗型PUFFS聲納系統，接著在1960年代推出實用化的BQG-4；其中，除了BQG-3設置四個水聽器之外，其餘都由三個水聽器構成。根據測試結果，BQG-4面對以通氣管航行狀態的柴電潛艦（聲噪較高）的有效工作距離為7000至9000碼（6400~8229m），此時測距精度為200碼（182.9m），波束角約30度；而對10000至15000碼（9144~13716m）距離、通氣管航行狀態的潛艦時，測距誤差約2%）。安裝BQG-4 PUFFS聲納系統的美國潛艦包括八艘接受GUPPY III改良的巴勞鱵級/丁鱥級柴電潛艦、搭載獅子座（Regulus）巡航飛彈的灰背魚級（ Grayback class）柴電潛艦、刺尾魚級以及海鲫號等柴電潛艦，此外還有白鮭魚號（USS Tullibee，SSN-597）核能攻擊潛艦、少數長尾鯊/大鯧鰺級核能攻擊潛艦等。由於布置在艦面上的PUFFS聽音器（分別設置在艦首、艦體中部、艦尾）外觀十分顯著，被美國海軍潛艦部隊暱稱為「迷你帆罩」（mini-sails）或鯊魚鰭（shark fin）。

刺尾魚級從1970年代到1980年陸續除役，其中刺尾魚號、白楊魚號租借給土耳其，分別成為TCG Pirireis (S- 343)與TCG Hızırreis (S-342)。鳞鲀號（USS Triggerfish SS-564）與鯔魚號出售給義大利，成為Livio Piomarta (S-515)。在1976年12月，美國與伊朗達成協議，將本級艦鳟鲑（USS Srout SS-566）2售予伊朗，伊朗方面預定重新命名為Kousseh（SS-101）；本艦原訂於1978年12月19日移交，未料伊朗革命爆發，親美的巴勒維王朝被推翻，新成立的回教政府取消所有與美國之間的軍購，因此鳟鲑從來沒有移交給伊朗。