XA2D-1 原型机在爱德华兹基地进行地面发动机测试
XA2D-1 于 1950 年 10 月 15 日恢复试飞，此后进行了一系列试飞的持续时间均超过了一小时，试飞一直持续到当年冬季。在第二阶段的试飞中，XA2D 的发动机和螺旋桨再次暴露出大量缺陷，主要有：变速箱故障频发、发动机仍存在震动现象、轴承、排气口周围的机身蒙皮温度过高、发动机调试时间过长及油门的可靠性不佳。
试飞中的 XA2D-1 原型机，注意此时的机翼主挂架还是二战时期的后掠式，后来的天空鲨鱼都改成前掠了
由于 XT40-A-2 身上问题多多，再加上当时紧迫的战争形势的压力下，海军曾一度考虑为 XA2D 更换普拉特-惠特尼公司研制的 XT34 发动机（5,700 马力）。但 XT34 仅配备了普通螺旋桨，而海军认为要在航母上操作 XA2D 这类大扭矩的单发飞机来说，共轴反转螺旋桨是必须的。然而普-惠的战时委托书禁止公司为 XT34 开发新的螺旋桨和变速箱，海军只得放弃为“天空鲨鱼”换装 XT34 的设想。
截至 1950 年 12 月 8 日，XA2D 原型机已经完成了 14 次试飞，录得了 475 英里/小时的最大速度和 27,000 英尺的最大升限。从当月 15 日起，海军开始接手进行原型机评估测试，休斯•伍德被任命为海军航空办公室的项目官员。
休斯•伍德接手试飞工作时，XA2D-1 122988 已经接受了一些改装，图中能看到垂尾增高，并且重新设计了发动机喷口，以获得更大的推力
1950 年 12 月 19 日，伍德驾驶 XA2D-1 进行他对该机的第 2 次试飞，伍德在试飞中驾驶 XA2D-1 在 30,000 英尺和 20,000 英尺作了两次俯冲。当他进行第二次俯冲时，正在地面干湖床上的一辆汽车上观察试飞的乔治•詹森、比尔•布里格曼等人突然发现一道烟雾从飞机拉出，烟雾在俯冲减速板关闭后消失。地面立即向伍德询问是否一切正常，伍德作出了肯定的回答。地面随即要求伍德调整飞行姿态，以便地面人员进行目视观察。正当 XA2D 在干湖床上空转向时，其高度突然急速下降，就像准备降落一样。地面立即提醒伍德放下起落架，伍德虽然放下了起落架，但襟翼却并未下放到降落位置，飞机继续迅速下降。地面的人员当时都认为飞机会在坠地前着火，但飞机并未起火，而是直接撞向了地面。XA2D-1 当时以约 30 度角、90 英尺/秒的速度坠地，起落架在着地后立即折断，飞机地面滑行了几百码方才停下，并起火燃烧。伍德在事故中不幸丧生。
休斯•伍德驾驶改进过的一号原型机在最后的飞行中
事后的调查认为，事故的肇因是 XT40-A-2 发动机的右侧涡轮机在飞行中突然罢工。一般来说，遇上这种情况时，只需切断失效涡轮机与变速箱的连接即可。不幸的是，事故发生时右侧涡轮机并未切断与变速箱的连接，后来的计算显示，左侧涡轮机此时需要输出 4,000 马力方能继续驱动仍与变速箱连接的右侧涡轮机和螺旋桨，这已远远超出了左侧涡轮机的最大动力输出。与此同时，随着发动机动力的损失，螺旋桨自动将桨距调至低桨距，造成飞行阻力大幅增加，机翼升力也随之急剧减小，最后导致飞机高速撞向地面。到坠毁为止，首架原型机共进行了 23 次试飞，总飞行时间 19.35 小时。
这次事故最令调查人员不解之处是，当时飞行员为何没有切断失效涡轮机与变速箱的连接。原因可能是飞行员根本不知道发动机出现故障或是他无法确定究竟是那台涡轮机出现故障。为了避免类似的悲剧再次发生，道格拉斯公司除在 XA2D 座舱内加装动力损失指示器和扭矩表外，还在两台涡轮机上安装了自动断开装置，可自动将出现故障的发动机与螺旋桨断开。但自动断开器的开发增加了发动机的研制难度，造成整个项目进一步被延误。
首架“天空鲨鱼”坠毁后，乔治•詹森一度陷入了无机可飞的境地。在等待第二架原型机交付的这段时间里，詹森主要负责驾驶海军的 P2B-1S（波音 B-29“超级堡垒”轰炸机的海军编号）参与道格拉斯研制的 D588-2 超音速实验机的空中投放工作。
首架原型机坠毁时，第二架原型机（BuAer122989）已经接近完工，它的首飞日期被初步定在 1951 年 2 月，但受到发动机故障，更换发动机等诸多事件的困扰，其首飞时间不得不被一推再推。迟至 1951 年 6 月，BuAer122989 才开始在休斯飞机公司进行地面滑行测试，并曾在测试期间短暂升空。但该机的首次正式试飞直到次年 4 月 2 日才在爱德华兹空军基地完成，此次试飞持续了 35 分钟，试飞员仍是乔治•詹森。
第二架原型机（BuAer122989）出场标准照，不过翼尖还没有安装
第二架原型机的总体设计与首架原型机基本相同，仅在一些细节方面有所变化。其中最显著的变化是后机身两侧的尾喷口与机身齐平，飞机同时还换上了准备用在量产型飞机上的尾翼和方向舵。在飞机内部最大的变化是在涡轮机和变速箱间加装自动断开装置。
在第二架原型机的试飞中，动力装置身上存在的问题并未得到有效的解决。在 1952 年 8 月 14 日的试飞中，发动机再次出现故障，导致飞机被迫再度更换发动机，飞机被运往埃尔塞贡多换上了准备装在量产型 A2D 上的 YT40-A-6A 发动机。然而，更换了发动机的 XA2D 仍然故障不断，尤其是变速箱更是百病缠身。
第二架原型机正在更换发动机，原先的蓝色涂装已被除去，露出蒙皮铝原色
道格拉斯的机械师在对修改后的第二架原型机进行检查调试，准备继续试飞
试飞中的第二架原型机，机身无涂装，座舱盖白色，经典的核战保护色
与此同时，道格拉斯公司的总设计师爱德华•海涅曼已经开始着手设计一种新型攻击机。上世纪 50 年初，海涅曼注意到当时的新式作战飞机设计呈现出大型化和复杂化的趋势，见此情景，他便与公司同仁在 1952 年向海军提出研制一种结构简单的轻型战斗机的设想。这项提议虽然遭到海军的拒绝，但海涅曼却并不气馁，因为海军当时急需一种轻型喷气攻击机。海军根据在朝鲜战争中使用舰载喷气战斗机的经验，要求新式战机采用纯粹的喷气动力。
海军于 1952 年 6 月 21 日授予道格拉斯 52-1071 号订单，要求后者制造一架“轻型、单发、单座、高性能，能执行俯冲轰炸、遮断，近距支援的攻击机”的原型机。新式飞机同时还要“能在没有战斗机护卫或还未取得战场制空权的情况下，投放常规或特殊武器攻击陆上及海上目标”。该机就是后来大名鼎鼎的 “天鹰”攻击机。