在20世纪50年代中期，美国海军仍然在向潜艇舰队推进核动力。世界上第一艘核潜艇USS Nautilu，于1954年就已经投入使用,美方断定这新设计创新值得批量投入，之前已经更新换代了近十种潜艇。前些级别核潜艇是小批量建造的，但是“脱粒机”潜艇，是第一个建造超过五艘的潜艇。总共将建造十四个“脱粒机”。它被设计成快速、深潜潜艇核攻击潜艇，采用当今仍在使用的新流线型船体设计。它们是第一艘使用高强度HY-80钢合金的潜艇，这种合金在20世纪80年代被用于洛杉矶级潜艇。
这艘潜艇长278英尺，横梁长31英尺。他们淹没了4,369吨重量。他们的S5W压水反应堆驱动了两台蒸汽轮机，将一台螺旋桨转为一台三万轴的马力。这使它们的海面速度达到20节，水下速度20节。比较老的级别的潜艇，水下速度有明显的改善，老级别水下只走22节。船主传感器是BQQ-2弓式声纳，是美国任何攻击潜艇中的第一个弓式声纳。这需要在船中间移动四个鱼雷发射管，这种安排在弗吉尼亚级潜艇中延续至今。潜艇可携带自导鱼雷 、深水雷、地雷和反潜武器。“脱粒机”将是美国海军潜艇舰队的有力补充。
