標準區域防空飛彈(SM-1/2/4)

(上與下)派里級(Perry class)飛彈巡防艦的MK-13發射器發射標準SM-1 MR防空飛彈的鏡頭。

李海級(Leahy  class)飛彈巡洋艦沃登號(USS Worden CG-18) 前部的MK-10發射器,

架上是RIM-67B/C增程型標準二(SM-2 ER)防空飛彈。

RIM-67B/C增程型標準二(SM-2 ER)防空飛彈與MK-10雙臂發射器(前)

 

從柏克級前方的MK-41 VLS發射的標準SM-2MR飛彈。

一枚SM-2 Block 4 Block 4從提康德羅加級飛彈巡洋艦伊利湖號(USS Lake Erie CG-70)的MK-41垂直發射器發射瞬間。

──by Captain Picard

標準飛彈系列一覽表

製造國 美國
製造商

原研發、承包商:通用動力

第二承包商:雷松

內部型號 SM-1MR SM-1ER

Block 1

SM-2MR SM-2ER

Block1~3

SM-2ER 

Block4/4A

SM-3 SM-4 LASM SM-6 ERAM

美軍編號 RIM-66A(Block 1~4)

RIM-66B(Block 5)

RIM-66E(Block 6/6A/6B)

RIM-67 RIM-66C/D(Block 1)

RIM-66G/H/J(Block 2)

RIM-66K/L/M(Block 3/3A/3B)

RIM-67 B(Block 1)

RIM-67 C(Block 2)

RIM-67 D(Block 3)

RIM-156A(Block 4)

RIM-156B(Block 4A)

RIM-161A (Block 1)

RIM-161B (Block 1A)

RIM-161C (Block 1B)

RIM-161D (Block 3)

RGM-165 RIM-174 AGM-78 RQM-67A Tierrier
用途 艦載區域防空飛彈 艦載區域防空飛彈(增程型) 艦載區域防空飛彈 艦載區域防空飛彈(增程型) Block4:艦載區域防空飛彈(神盾增程型)

Block4A:海軍區域彈道飛彈防禦(NAD)

海軍戰區廣域彈道飛彈防禦(NTW) 艦載陸攻型標準飛彈 防空/反巡航飛彈 空射反輻射飛彈 靶彈
彈體長度(m) Block 1~4:4.48

Block 5:4.72

7.97(彈體4.48,MK-12助升火箭3.49) Block 1:4.72

Block 2/3:4.96

Block 1:7.97(彈體4.48,MK-12助升火箭3.49)

Block 2/3:8.41(彈體4.48,MK-70助升火箭3.97)

6.55(彈體4.72,MK-72助升火箭1.7) 6.55 4.72

6.55

4.57 7.98
直徑(cm) 飛彈本體

34.3

34.3 34.3 34.3 34.3 Block 1系列:34.8

Block 2:53.3

34.3

34.3

34.3 34.3
助升火箭   46
46 53.3 53.3

53.3


45.7
翼展(m) 0.91 1.57 0.91 1.57 1.57 1.57 1.07 1.57 1.07
重量(kg) Block 1~4:578.8

Block 5/6:608.7

1341(彈體621,MK-12助升火箭733) 612~708 Block 1:1341

Block 2/3:1593(彈體621,MK-70助升火箭972)

1463(彈體621,MK-72助升火箭842) Block 1A/B:1502.7 769 約1500 612.9~817 1496.8
速度(馬赫) 2 2.5 2.5~3以上 3.5 3.5 Block 1A/B:攔截速率3km/s(約8~10馬赫)

Block 2:攔截速率4.5~6km/s(約14、15馬赫)

3.5 3.5 2以上 3以上
推進器 Block 1~4:MK-27固態火箭

Block 5/6;MK-56固態火箭

MK-30固態火箭+MK-12加力器 Block 1:MK-56固態火箭

Block 2、3:MK-104固態火箭

RIM-67B(Block 1):MK-30固態火箭+MK-12加力器

RIM-67C(Block 2):MK-30固態火箭+MK-70加力器

RIM-67D(Block 3):MK-30 Mod4固態火箭+MK-70加力器

MK-104固態火箭+MK-72加力器 TSRM+MK-104固態火箭+MK-72加力器 MK-104固態火箭 MK-104固態火箭+MK-72加力器 MK-27 Mod4/5/6空射固態火箭 MK-30/104固態火箭+MK-72加力器
最大射程(km) 30~38 74 Block 1:74

Block 2、3:118.5以上 (最多約90海里級,150~170km)

Block 1:150

Block 2/3:185

240以上(極限370) Block 1A/B:500~700

Block 2:2500


240~260(極限370~400) 90~120 掠海模式(高度10m):

40(使用MK-30火箭)

64(使用MK-104火箭)

 

最大射高(m) 15240(Block 1~4)

19050~24400(Block 5/6)

24400 24400 24400 33000 Block 1A/B:160~500km

Block 2:1500km

 

34000

  彈道飛彈模式:

85~175(使用MK-30火箭)

168~550(使用MK-104火箭)

 

導引方式 全程半主動雷達導引 全程半主動雷達導引 中途慣性導引與指揮修正/終端半主動雷達導引 Block 3A/B:中途慣性導引與指揮修正/終端半主動雷達導引(Block- 3B另增紅外線尋標器)

Block 3C:中途慣性導引與指揮修正/終端主動或半主動雷達導引
中途慣性導引與指揮修正/終端半主動雷達導引(Block- 4A另增紅外線尋標器) 中途GPS/INS導引/LEAP採用終端FLIR導向  中途慣性導引與指揮修正/終端GPS導引 中途慣性導引與指揮修正/GPS定位修正/終端 半主動或主動雷達導引 反輻射歸向
彈頭

高爆破片彈

LEAP大氣外動能彈頭(KW) 高爆破片彈(未來預計換裝子母彈)

高爆破片彈

備註 1967年服役。可由MK-10/13/26/41發射 1970年服役。可由MK-10發射 1978年服役。可由MK-10/13/26/41發射 1981年服役,可由MK-10/41發射

SM-2 MR Block 3C在2020年代中期服役
供神盾艦艇使用,由MK-41發射。 供神盾艦使用,由MK-41發射。 由庫存的SM-2MR Block2、3改裝而來,計畫已取消。 2013年服役   用於模擬超音速掠海反艦飛彈或戰術彈道飛彈,供艦載防空系統進行攔截測試。

(主要資料、數據來源:全球防衛雜誌223期──「成功級、紀德級與神盾系統艦之戰鬥系統與作戰能力分析」;張明德著)

 


 

起源

由於美國海軍早期使用的艦載區域防空飛彈種類繁雜,包括獵犬(Terrier,1956年服役)、護島神(Talos,1959年服役)與韃靼(Tartar,1963年服役)等「3T」,因此 美國海軍在1963年委託通用動力公司(General Dynamics)的Pomona部門發展標準(Standard)系列防空飛彈,以同一基本設計的彈體涵蓋中程以及長程的防空任務,同時取代現有的「3T」,使得整個艦載防空系統效率提升,並減輕後勤維修負荷。  爾後通用動力被休斯購併,之後休斯與標準飛彈原本的第二承包商雷松(Raytheon)合資成立標準飛彈公司(SMCo),之後休斯飛彈部門則完全被雷松合併。

標準飛彈係以改良後的韃靼TRIP飛彈的氣動力構型與火箭發動 機為基礎,改採全新的電池驅動全固態電子元件以提高反應速度與可靠度。與使用液/氣壓氣動力控制組件的獵犬、韃靼飛彈相較,改用固態元件的標準飛彈的暖機 時間由前二者的26秒大幅降至不到一秒,快速反應性更加出色。標準飛彈系統以同一種基本設計,
發展出射程不同的兩 個基本構型──中短程的中程型(Medium Range,MR)以及長射程的增程型(Extended Range,ER),兩者 僅在電池持久力、推進系統與自動駕駛儀的設定上有所差異,其餘包括彈體設計、支援設備等均完全相同;此種規劃能大幅簡化美國海軍防空飛彈的體系,不用像以 往必須針對各種射程級距分別開發不同的彈種。動力方面,標準飛彈本體維持韃靼飛彈的單一火箭設計,配備一具雙節固態火箭;而標準增程型(ER)與中程型 (MR)唯一的主要區別,是ER型在彈尾增設一級固態助升火箭來延長射程。

除 了防空任務外,如果在照明雷達的作用範圍內出現水面目標,標準飛彈也能當反艦飛彈來使用 。例如在1988年4月18日美國與伊朗海軍的一場海上遭遇戰中,美國海軍溫賴特號飛彈巡洋艦(USS Sainwright CG-28)與辛普森號飛彈巡防艦(USS Simpson FFG-56)便以四枚標準飛彈擊沈一艘伊朗戰士-II級飛彈快艇;諷刺的是,當時另一艘美國巡防艦巴格雷號(USS Bagley FF-1069)也對伊朗飛彈快艇發射一枚魚叉反艦飛彈,但這枚真正的反艦飛彈只有次音速,被超音速的標準防空飛彈搶了鋒頭。在長達30年的服役生涯中, 標準飛彈的性能與科技不斷在進步,到了1990年代更開始朝艦載反戰術彈道飛彈系統的方向發展。除了艦艇防空之外,標準飛彈還有一些特殊的衍生型,以下將 一併簡介。

SM-1標準一型

由MK-26雙臂發射器射出的標準SM-1MR。

由MK-10雙臂發射器射出的標準SM-1ER,注意彈尾的加力器。

SM-1ER的RIM-67B。

台灣海軍成功級飛彈巡防艦的MK-13發射器上的標準SM-1練習彈。

標 準一型(SM-1)是第一個進入美國海軍服役的標準飛彈系列,中程型(SM-1ER)的編號為RIM-66,取代韃靼飛彈;而增程型(SM-1ER)則為 RIM-67A,取代小獵犬飛彈。標準SM-1MR被加利福尼亞級與派里級採用,以MK-13單臂旋轉發射器發射;而射程達73km的SM-1ER由於 在後部加裝一截加力器,只能被MK-10雙臂旋轉發射器操作,裝備於擁有MK-10的較早期美國飛彈巡洋艦上。

標準SM-1的原型彈YRIM-66A從1965年開始試射。在1967年3月,美國海軍與通用簽訂標準SM-1首批量產型(SM-1 Block 1,RIM-66A)的生產合約,價值1.2億美元,並於1968年正式展開換裝作業。在1967年,首批SM-1 MR Block1正式交付美國海軍 ,此型飛彈仍沿用後期型韃靼相同的MK-27雙推力固態火箭發動機、重62kg的MK-51連桿高爆戰鬥部以及連續波半主動雷達尋標器 ,直徑維持在13.5吋(約34.3cm)。早期的標準SM-1 MR/ER的動力性能分別於後期型的韃靼/小獵犬差不多,不過由於改用 固態電子元件,舵面也以全電動伺服取代韃靼/小獵犬的液壓伺服,故整體可靠度與反應速率大增;此外,標準SM-1還擁有單邊頻帶(Sideband)接收器,可 分辨雷達回波與干擾波之間的時間差,進而增加電子反反制性能,而彈體內的MK-1自動駕駛儀還能根據速度、大氣壓力等參數變化自動調整彈道,以獲得效率最高的巡航路徑。

射控方面,標準防空飛彈繼續沿用韃靼/小獵犬的MK-74/76射控系統,射控系統只需要小幅修改就能相容標準飛彈以,使得這些艦艇能混合使用標準、韃靼 與小獵犬系列飛彈。標準防空飛彈的射控系統經過改進,可用導引頻道(攸關照射波束的編碼)數量增為19個(經過改良的韃靼IRT也才12個),能降低與鄰 近友艦同時接戰時照射頻道重複而相互干擾的可能性。

SM-1沿用韃靼、小獵犬的全程半主動雷達導引體制 ,飛彈彈鼻內的圓錐掃瞄連續波接收天線專門接收母艦照射雷達照射目標所反彈的回波;而為了加強瞄準的精確度,彌補彈鼻雷達天線尺寸不足而產生的定位限制, 彈體兩側設有後向天線 ,用來直接接收母艦的照明雷達信號,透過比較兩邊接收的信號強度式來估算飛彈是否偏離照射方向,進而修正航道 保持在波束中間(更早之前的韃靼等防空飛彈為了保持在波束中飛行,在空中的彈道為立體的S型,一旦發現跑到雷達照射波束邊界就往反方向修正,如此許多射程 被浪費掉;之後導引技術進步,飛彈能自動保持在波束中央,就能免除做S型飛行的多餘距離,一定程度地增加有效射程) ;此外,進行都卜勒濾波時,導引系統將前端接收天線接收到的照射雷達回波以及兩側接收天線接收的照射雷達波束進行相減,就能針對本身與目標之間的相對速率 進行都卜勒濾波運算,過濾出有都卜勒頻移的目標。由於此種導引機制需要全程照射,因此艦上照明雷達的數量就等於SM-1同時接戰目標數的最大極限。除了這 項限制之外,需要全程照明的另一個壞處就是必須採用平直且浪費燃料的航道, 以便隨時接收反射回來的照明波,此外還需要等到照明雷達確實鎖定目標後才能發射飛彈,浪費了寶貴的反應時間。由於導引方式的限制,標準SM-1飛彈的射程 遠不如火箭推進器裝藥量賦予的實際最大飛行距離;在引進自動化射控系統之前,最早期標準SM-1在傳統的人工計算作業(以人工在透明板上畫目標軌跡)之 下,有效接戰射程甚至只達18km左右,引進射控電腦後才達到40km左右。 而實際上,以拋物線彈道射出的SM-1,落海之前可以飛100公里以上。

Block 1~4的標準SM-1MR(均稱為RIM-66A)使用與後期型韃靼(RIM-24B)相同的MK-27固態火箭,其中1968年開始服役的Block 4是早期RIM-66A的主要生產型,相較於前三個批次的改良包括增強電子反反制能力、縮減最小有效射程、縮短對海面目標的偵測時間、強化對付橫越 (cross)目標的能力等;Block 4推出後,許多前三個批次的SM-1MR也被提升到相同的標準。Block 5則是SM-1 MR第一種重大改良型,被賦予RIM-66B的新型號,換裝射程增加25%的MK-56雙脈衝固態火箭 (推進藥劑含鋁氧(Aluminum Fuel)、高氯酸銨氧化物(Ammonium Perchlorate Oxidizer)以及HTPB Binder,比衝為240~250 m/s),彈體長度也較前者增加24cm(從4.48m增為4.72m),使最大射程增加至46km,最大射高增至19050m~24400m(應取決於 射控系統);此外,SM-1 Block5還換裝新的連續平面掃瞄尋標器(SPS,又稱圓椎掃瞄尋標器)、新的MK-90戰鬥部以及快速響應自動駕駛儀。 SM-1MR的最終改型是Block 6,是SM-2系列出現之後才推出的型號,編號為RIM-66E(RIM-66C/D則屬於SM-2系列),於1980年開始投入量產,1983年服役, 爾後主要因應外國客戶的訂單。RIM-66E主要是以SM-2的新型零組件來提升SM-1,包括採用SM-2型的單脈衝半主動雷達尋標器(導引模式未改 變),以提升電子反反制能力,並有效應付刁鑽而小巧的新型反艦飛彈 ;此外,Block 6也換裝新的MK-45 Mod 4近發引信(正式名稱為「目標探測裝置」,Target Detecting Device,TDD)。爾後Block 6又有許多小改型,包括RIM-66E-1/3/5/6/7/8,其中RIM-66E-3開始採用與SM-2相同的MK-115型戰鬥部,RIM-66E -5(Block 6A)換裝MK-45 TDD Mod6近發引信 ,RIM-66E-6/7(Block 6B)增加低高度攔截能力以及低RCS目標攔截能力 。

 至於標準SM-1ER則只有一個 編號──RIM-67A與一個批次(Block 1),相較於SM-1MR,唯一的不同就是動力系統,包括一具大西洋研究中心開發的M-30 Mod1單脈衝固態火箭續航發動機以及一具海克利斯MK-12固態火箭加力器(推進藥劑為雙基硝化纖維(Double Base Nitrocelluose),比衝為220到230 m/s),最大射程達74km左右,最大射高24400m。 對應於SM-1 MR的四個批次,SM-1 ER也有Block 1~4等四個批次。

標準防空飛彈系列的相容性極佳,除了韃靼的MK-74射控系統 /SPG-51照明雷達與小獵犬的MK-76射控系統/SPG-55照明雷達外,也可搭配後來出現的MK-86艦砲射控系統的/SPG-60照明雷達,以 及衍生自Signnal的WM-28射控系統的美國MK-92 Mod2/6射控系統(由Signnal授權美國Sperry生產,射控雷達部分由SPG-60改裝而來,並非Signnal原版的STIR)。除了美國 海軍之外,購入SM-1系列的國家包括澳大利亞、德國、法國、義大利、荷蘭、希臘、日本與 台灣等 ;其中除了義大利同時引進SM-1 MR/ER外,其餘國家都只購買SM-1 MR,這是因為當時義大利海軍擁有三艘配備MK-10飛彈發射器的直昇機巡洋艦(兩艘安多利亞.多利亞級(Andrea Doria class)和文內托號(MM Vittorio Veneto C-550)),能裝填外接助升火箭的SM-1ER;而義大利也是SM-1 ER的唯一出口國。

進入2000年代,SM-1系列均已停產,也沒有後續改良;在2004年美國海軍將派里級飛彈巡防艦上的MK-13發射器除役,原本艦上配置的SM-1飛彈則用於出售還在使用SM-1的盟邦;一旦這些庫存全部耗盡,則這些SM-1使用國就必須購買標準SM-2。 在2020年,美國停止一切對標準SM-1的技術支援服務語料件供應。

SM-2標準二型

掛在MK-10雙臂發射器標準SM-2MR(RIM-66C)。

由MK-10雙臂發射器射出的標準SM-2ER(RIM-67C)。

在1950年代末期,美國海軍開始發展能同時接戰大量目標的艦載防空系統,包括全新的戰系、雷達與防空飛彈。第一個計畫是1960年代初期發展的颱風 (Typhoon),該計畫由於技術難題以及成本風險的暴增,而在1963年底遭到取消;繼而出現的先進水面飛彈系統(Advanced Surface Missile System,ASMS)一開始也打算走類似的路線,另起爐灶開發全新防空飛彈,曾 考慮的方案包括考慮改用類似AIM-54鳳凰長程空對空飛彈的終端主動雷達導引技術,將所需的雷達照明時間降至最低,使得多目標同時接戰能力與對付高機動 目標能力得以提升,不過此一構想很快就因為過高的開發成本與風險而作罷;接著則是颱風計畫時代所開發的Trace via Missile(TVM)導引技術(詳見神盾作戰系統一文),不過到1966年,美國海軍決定以漸進的方式發展ASMS,防空飛彈部分以現有的系統進行改 良升級,而不另起爐灶發展全新飛彈。直到1970年代初期,美國海軍內部還有人提議新防空飛彈改用衝壓或火箭衝壓發動機,或者改用加速性能優於標準SM- 1的陸軍愛國者飛彈彈體,不過最後由於成本與風險考量而作罷。最後,美國海軍終於決定以標準SM-1為基礎,更換尋標器與導航控制元件,並改良了導引機 制,使得飛彈的整體性能大幅提昇,這就是標準SM-2的由來。中程型的SM-2MR系列編號延續SM-1MR而從RIM-66C起,增程型SM-2ER系 列則從RIM-67B起至RIM-156。與SM-1相比,SM-2的外型、尺寸並無太大改變,但是電子系統、射程則進步甚多。

SM-2是配合神盾作戰系統而發展,而美國海軍其他較老舊的區域防空艦則在進行新威脅提升(NTU)計畫時納入導控標準SM-2的能力(包括WDS MK-14武器指揮系統、接收SM-2飛彈下鏈傳輸的SYR-1通信追蹤模組等);由於排定NTU改裝需要時間,還沒來得及進行改裝的老艦使用標準SM-2時只能在發射前輸入初始化的參考點資料,在SM-2飛行途中不具備持續上鏈更新的能力。

早期的 SM-2系列較SM-1的主要不同,包括以單脈衝雷達尋標器取代圓椎掃瞄尋標器,使得抗干擾能力 大幅提高,並改採中途慣性導引/資料鏈指令修正+終端半主動雷達的導引模式。標準SM-2的單脈衝尋標器的接收天線劃分為四個區塊,彼此之間有些微的角度差,故每個區塊接收到的波束時間與強度略有不同;藉由比對各區塊接收波束的時間差,只需要接收一個雷達脈衝就能 計算出目標的方位資訊 。相較於以往的圓錐掃瞄雷達接收器,單脈衝尋標器擁有極佳的電子反反制能力,因為目標來源補上的干擾信號會被當成其他脈衝,不會與先前的雷達回波混淆,甚至還能藉此精確標定干擾方位來源,進行過濾或 以干擾歸向(Home-on-Jam Mode)模式飛向目標。

由於SM-2需在接近目標時才需X波段雷達照射,艦載雷達搜獲目標並概略求得初步攔截點後就能發射飛彈,爭取寶貴的時間;飛彈上的MK-2自動駕駛儀 (autopilot)透過慣性參考單元 (Inertial Reference Unit,IRU)提供的位置來計算航道並抵達初步攔截點,隨後並週期性地進行下鏈(downlink,飛彈將本身位置回報給發射艦,位置資訊由飛彈上的 慣性參考單元提供)與上鏈(uplink,發射艦將修正彈道的控制參數給飛彈)動作 ,以獲得最新的航道控制指令,而艦上射控系統也得以有效掌握飛彈的位置,此即為SM-2的中途導引機制。由於SM-2配備自動駕駛儀,因此發射艦的上鏈資 料不需要像指揮導引般包含詳細的控制指令,只需傳遞飛彈與目標間的相對位置與速率等變化 ,自動駕駛儀便能自動計算出新的修正彈道;相較於以往採用指揮導引機制(Command Midcourse Guidance)的防空飛彈,SM-2的中途導引機制所需的功率、頻寬與傳輸時間 都大幅降低(甚至能透過低功率、低方位性的廣角波束為大範圍內的在空飛彈進行傳輸,例如半主動雷達導引飛彈常用的Refference Beam),減輕了發射艦射控系統的運算負荷,能同時支援更多在空中的飛彈。因此,艦 上的雷達或上鏈發射機可利用「分時」技術,輪流為多枚在空飛彈提供中途指令修正 。當飛彈接近目標到一定程度,就進入終端追蹤模式(此一時機稱為主要指揮點,Primary Command point ,PCP),啟動彈鼻的半主動雷達接收器,接收船艦X波段照射雷達從目標反射的回波,並朝著目標前進撞擊或進入引信起爆範圍。在終端照射階段,SM-2的 自動駕駛儀同樣只需間歇性的X波段照射波(通常只有數秒鐘), 就能可自動計算出航道參數 ,並將本身位置下鏈傳輸給射控系統,射控系統再根據各飛彈回報的位置,控制照明雷達以「分時」方式,輪流照射多個目標,導引多枚SM-2飛彈航向目標。 SM-2使用了 許多比SM-1更先進的零件,包括以許多數位組件取代SM-1的類比科技。為了配合使用SM-2,艦上必須安裝WDS MK-14武器指揮系統,主要工作是設定SM-2的慣性導航系統的初始參數,並協調SM-2中途導引階段的上鏈傳輸。WDS MK-14以兩部UYK-20或UYK-44中型電腦為核心,加上一部MK-72資料轉換器,並透過2至3部OJ-194(V)4或OJ-197/UYA -4顯控台當作控制介面,整套系統能同時處理20個以上的目標的接戰資料。

相 較於SM-1的全程照射,SM-2的新導引方式 有許多好處:首先, 由於MK-2自動導航系統可選擇航道的參考點,SM-2便能採用經濟彈道(efficient trajectory)朝預估攔截點(Predicted Intercept Point,PIP)前進,例如爬升至高空再向目標俯衝,大大地節省了燃料,再加上射控系統性能的精進,使得早期的SM-2MR的推進段雖與SM-1MR 完全相同,但 接戰射程 可增加60%以上,在某些情況下甚至可達後者的兩倍 。另外,以往全程半主動雷達或雷達乘波導引機制下,發射一枚飛彈就需要同一個射控頻道全程關照直到命中為止,因此當發射的飛彈數量達到射控雷達數量時就只 能停止發射,直到有飛彈命中目標、騰出射控頻道為止,很容易出現火力斷層;而在SM-2的分時照射機制下,並不是每一枚在空中的SM-2飛彈都同時需要射 控雷達照射,只在命中目標之前佔用照明雷達資源,大部分飛行時間都處於中途導引階段,更新資料所需的頻寬與更新率低,同時能支援的飛彈數量。所以SM-2 的射控體系屬於「管線式」(pipeline),能允許發射遠比照射雷達數量更多的SM-2飛彈升空,還不需要終端照射的SM-2繼續朝目標的大致方位飛 行縮短距離,射控依照SM-2逼近目標的先後順序提供輪流提供終端照射,理論上只要射控雷達「消化」從中途導引階段轉入終端照射階段的SM-2的速率(也 就是整個射控「管線」的流量)大於等於敵機同時來襲的速率,就能持續穩定地發射SM-2飛彈。此外,SM-2在搜索雷達初步搜獲目標後就能發射, 在飛行途中透過搜索雷達的更新資料修正航道,在引導之下飛入照明雷達照射目標的回波內;而全程半主動雷達照射的SM-1就需要等搜索雷達鎖定並交班給照明 雷達確實捕捉之後才能發射 (飛彈一升空就立刻需要接收照明雷達回波) ,浪費更多反應時間。當然,SM-2用在照射階段時射控雷達消耗的能量,也遠低於需要全程照射的SM-1。

值得一提的是,神盾的前身──颱風計畫時代所開發的防空飛彈之所以採用Trace via Missile(TVM)導引機制,就是因為當時電子技術不夠進步,沒辦法在飛彈內部放置能根據間歇性上鏈指令以及雷達照射而產生精確航道的自動駕駛儀, 所以把相關的計算機能放置在艦體載台上,飛彈只扮演接收射控雷達目標回波的中繼角色,艦載射控電腦透過飛彈接收的回波比對射控雷達照射目標的資訊,產生修 正指令傳輸給飛彈。而等發展標準SM-2時,美國已經能在飛彈裡搭載這種自動駕駛儀,所以標準SM-2就不需要TVM機制。

SM-2的資料鏈

由於神盾艦與非神盾艦使用的資料鏈型式不同,因此標準SM-2 Block 1~3各次型都又分為配合神盾艦艇或者非神盾艦的版本。

配合神盾作戰系統的SM-2飛彈,資料鏈上鏈/下鏈都由艦上SPY-1型S波段相位陣列雷達負責(SPG-62 X波段照射器專注於照射目標),因此配合神盾的SM-2的上鏈接收/下鏈發射都使用S波段,此種S波段的上/下鏈稱為神盾模式(Aegis Mode)。 神盾版SM-2飛彈的資料鏈系統由上鏈接收天線(接收船艦上鏈信號,包括S波段以及相容韃靼/小獵犬時代的X波段天線)、S波段下鏈發射器(transceiver)、編碼/解碼單元構成。

而在沒有神盾系統和SPY-1雷達的舊艦(先前裝備數位韃靼、小獵犬或標準SM-1防空飛彈系統),則透過X波段照射雷達將修正指令上鏈傳輸給在空中的 SM-2飛彈。因此,這種版本的SM-2沿用原本小獵犬/韃靼防空飛彈的X波段上鏈接收器(稱為2T,Terrier/Tartar)。在1980年代美 國海軍對許多韃靼/小獵犬飛彈巡洋艦進行的NTU升級工程中,配套的SM-2的上鏈接收使用X波段天線,下鏈回報傳輸則沿用神盾版SM-2的S頻發送端; 為了接收S波段下鏈回報,NTU改進工程包括在艦上安裝一套S波段的AN/SYR-1通訊 接收模組。SYR-1由E-System公司開發,由四面 電子控制的相位陣列接收天線與二組接收機組成(每兩面天線共用一個接收機),每面天線涵蓋90度的方位角(左右各45度),俯仰範圍為-21~+76度, 而後端控制則由一部UYK-44中型電腦負責; 一組SYR-1天線能同時接收兩個下鏈射頻信號,透過分時技術,SYR-1就能同時處理20~22枚或者更多在空中的標準SM-2的下鏈資料。

神盾版SM-2的S波段上鏈接收的數據率比X波段的2T資料鏈高了三個數量級,這是因為神盾模式的S波段上鏈信號(由SPY-1相位陣列雷達發射)直接調製了載波(carrier),而X波段的2T資料鏈則是調製了子載波(sub carrier)

已經出售給台灣海軍的紀德級(Kidd class)飛彈驅逐艦的艦橋頂部,兩側上方兩組方形天線

就是用來接收SM-2防空飛彈下鏈傳輸的SYR-1接收模組天線,採用S波段。

在1990年代以後,美國開始向盟邦供售SM-2防空飛彈,其中一些是要用來裝備沒有神盾系統的軍艦(包括家拿大、德國、荷蘭、韓國、義大利等客戶)。這 些配合非神盾艦的外銷版SM-2都 使用X波段的2T資料鏈接收上鏈傳輸(客戶可以選擇增加下鏈傳輸能力),由艦上的X波段照射雷達提供上鏈;不過這些客戶都沒有引進SYR-1船艦接收終 端,因此並沒有S波段下鏈功能。而唯一一個從美國海軍接收除役NTU防空艦(紀德級飛彈驅逐艦)的台灣,則購入X波段上鏈與S波段下鏈的版本。

在1990年代,歐美國家開始研製兼具探測與射控能力的多功能X波段主動相位陣列雷達,例如荷蘭開發的APAR、美國雷松的SPY-3 MFR等;這些雷達的波束能量要分時執行不同工作,切換速率極快;因此,美方要為SM-2以及之後新推出的ESSM研製對應的資料鏈,能盡量減少佔用X波 段多功能相位陣列雷達的能量資源。這種新的X波段資料鏈稱為預置計畫改進(Preplanned Product Improvement,P3I),具備雙向傳輸(上/下鏈)能力,而且全面使用數位化的波束操作(例如軟體定義無線電波成形、增加錯誤檢查編碼等),後 端大量使用可編程的數位化組件如DSP、現場可編程邏輯閘陣列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)、產生波形的直接數位合成(Direct Digital Synthesizer,DDS)等,並由中央處理器(CPU)控制。P3I被要求能適用於直徑13吋的SM-2/6區域防空飛彈,以及直徑10吋的 ESSM防空飛彈,技術挑戰頗高;對於ESSM為例,由於使用距離較短,因此下鏈傳輸的功率需求低於射程較長的SM-2/6,可藉此降低裝置的體積。

在2010年代,美國海軍推動聯合通用波形資料鏈(Joint Universal Waveform Link,JUWL),統一標準SM-2/6以及ESSM、ESSM Block 2等各型戰術防空飛彈的資料鏈設施。

 

SM-2:神盾艦與非神盾艦的運作差異

由於神盾艦的SPY-1相位陣列雷達與NTU艦的SPS- 48/49傳統旋轉雷達在目標更新速率、追蹤精確度方面存在著巨大落差,因此同樣是標準SM-2飛彈系統,在 神盾與NTU兩種艦艇上的運作情況也會產生不小的差別。在神盾艦上,由於SPY-1在搜獲目標後能立刻進入追蹤狀態,並同時對超過200個目標實施近似射 控等級的高精確度單脈衝(monopulse)追蹤, 所以能同時追蹤目標以及在空中飛行的SM-2,此外也能隨時分出波束(S波段)對SM-2飛彈進行上鏈傳輸;在如此優渥強大的偵測/射控條件支援下,神盾 艦上的SM-2在發射後便 快速而規律地進行下鏈傳輸回報位置,接著SPY-1雷達便將目標與飛彈的位置一併餽入神盾系統的WCS武器控制系統,進而計算出飛彈與目標間的位置相對變 化,然後再透過SPY-1將新的控制參數上鏈給空中的SM-2飛彈 ;對於神盾系統與SM-2飛彈之間,上/下鏈的雙向傳輸在中途導引與終端歸向(飛彈啟動尋標器接收X波段照射雷達回波)都不會中斷,直到命中目標,如此 SM-2飛彈在終端導引階段除了自行接收從目標反射的X波段照射波信號,仍持續獲得上鏈傳輸的修正指令,能將失誤機率降到最低。因此對於神盾艦而言,SM -2的中途導引比較接近指揮導引機制;然而由於SM-2飛彈會計算出最佳彈道,因此又與只會直線朝目標飛行的指揮導引機制不同 。由於SPY-1雷達同時保持對目標與SM-2飛彈的掌握,免除了飛彈每次比對自身與目標位置而必然產生的誤差,故具備更好的導控精度,能最平順地進入終 端導引階段,避免浪費不必要的搜索時間。而在進入終端導引階段時,SPY-1雷達能提供 相當於射控等級的高精確度來指揮飛彈命中目標,因此MK-99飛彈射控系統從神盾艦的 武器指揮系統(WCS)接收目標參數(根據SPY-1雷達的偵測結果而計算出)之後,就指揮SPG-62照射器轉向特定方為/仰角並朝目標發射照明波, 而不像一般照明雷達需要先自行搜索並重新捕獲目標,故可將SM-2由慣性導航階段轉入終端照明導引的反應時間降至最低(只需數秒) ;而在終端照射導引過程中,SPG-62只會根據MK-99的指令向空中發射照射波直到命中 ,完全不需要接收回波或自行調整方位,相當於SPY-1A相位陣列雷達的附屬照明器,所以SPG-62又被稱為指揮照明器(Direct Illuminators)或樸役照明器(Slave Illuminators)。由於只需要單向的照明,SPG-62的構造比過去美國海軍的照明雷達簡化許多,沒有G波段搜索功能,只具備發射X(I)波段 照射脈衝的功能 (只有發射器,沒有接收功能),機械結構也較為簡化,成本與重量得以降低。

反觀NTU各艦的射控系統由韃靼飛彈直接修改而來,艦上SPS -48E/49等旋轉搜索雷達的精確度與目標更新速率 比SPY-1差太多,難以持續追蹤高速且小型的SM-2,因此對空搜索雷達本身只負責追蹤目標,SM-2飛彈的位置資訊則完全仰賴下鏈回報 (由飛彈上的慣性導航裝置提供位置資訊)並由艦上的SYR-1接收。接著,SYR-1將飛彈回報的位置資訊傳送給WDS MK-14,經座標轉換後獲得SM-2飛彈的位置(而神盾艦的SPY-1雷達可直接追蹤SM-2飛彈,故省略此一座標轉換程序);再根據SYS-2傳來的 目標位置,WDS MK-14遂計算出飛彈與目標間的相對位置,然後指揮MK-74/76飛彈射控系統以X波段的SPG-51D/55B照明雷達將指令上鏈給飛彈。為了節省 照明雷達的寶貴頻寬,NTU艦並不像神盾艦般定期進行上鏈傳輸,只有在目標動向與發射前預先輸入飛彈的攔截參考點不同時,才會不定期地進行上鏈修正來更新 參考點,因此WDS MK-14這種中途導引機制算是加上指令修正功能的慣性導航;由於獲得上鏈傳輸的次數不多,飛彈的MK-2駕駛儀主要是依靠發射前輸入的參考點作為依據 ,慣性導航系統根據飛彈射出後的運動推算本身位置,因此免不了產生誤差(在神盾艦上,由於SPY-1保持對SM-2飛彈本身的接觸,故沒有這類問題),而 每次傳入上鏈資料進行彈道修正計算,就必然會增加一次誤差;不過由於SM-2的飛行時間不長,最多不超過數十秒,而慣性導航單元在飛行30~40秒造成的 誤差通常不會超過10m, 還在整套導引系統的容許範圍內。當飛彈靠近目標、從中途導引切換終端照射階段時 ,由於SPS-48E/49精確度遠遜於SPY-1,無法在切換至終端照射階段時將飛彈導引至足夠接近目標的位置,因此照明雷達必須先依照 搜索雷達提示的方位,轉向目標所在的大致空域進行搜索,確實鎖定目標後才能進入終端導引,這使得照明雷達花在每個目標的時間會延長,導致多目標接戰數量降 低 ,並減少了寶貴的反應時間,連帶降低了可以有效攔截的距離與次數。由於艦上搜索雷達的精確度不到射控等級,因此射控雷達本身需要自己保持對目標的追蹤,依 照目標動態而調整照射方向,並確保飛彈沒有離開照射波 。理論上,進入終端照射階段後,SM-2仍可繼續接收母艦的上鏈修正指令,但在非神盾艦的體制下意義不大,因此實際上不會發生(此時射控雷達已經捕捉目 標,獲得的參數比艦上的搜索雷達更精準即時,SM-2只需要沿著回波朝向目標即可 ,再接受更新指令並不合理)。NTU艦上的SPG-51D/55B照明雷達都 兼具搜索/追蹤與照明兩種功能(搜索使用G頻段,照明使用X/I頻),包含雷達發射與接收機,其造價與重量都高於神盾艦上的SPG-62僕役照射器。 NTU艦使用照明雷達作為上鏈傳輸工具,雖然 這種工作所需的功率低於照明,但還是會佔用照明雷達的作業時間,降低了多目標接戰能力;而若干採用SM-2飛彈系統的國外軍艦沒有同時引進SYR-1, 只能由發射艦上鏈傳輸修正指令給飛彈,飛彈不會下鏈回報給發射艦。 由以上可綜觀以上知,配備SPY-1相位陣列雷達的神盾艦所發射的SM-2,由於免除了許多可能的導航誤差與搜索時間,因此無論是精確度、攔截成功率、有 效接戰距離與次數,都比非神盾艦發射的SM-2優異。

值得一提的是,美國的NTU艦還擁有一個獨特的搜索-發射-遠 端追蹤(Remote Track Launch on Search,RTLOS)功能,透過Link-11資料鏈接收其他友艦目標追蹤資料,然後對自身艦上SM-2的MK-2自動駕駛儀輸入初始資料 並直接發射,在自身搜索雷達尚未確實掌握目標的情況下直接發射SM-2,然後繼續從Link 11獲得友艦傳來的目標資料,對飛行中的SM-2實施中途修正上鏈傳輸,直到彈道終端 才由本艦的SPG-51D照明雷達為SM-2飛彈提供照射。RTLOS機制能提高一個防空艦艇作戰編隊的作業效率,能在船艦距離較為分散的情況下仍有效執 行聯合防空作戰,並且讓前沿的艦艇保持雷達靜默,降低被探測的機率,因而可部署更靠近敵方。而在與神盾艦編隊時,NTU艦就可利用RTLOS機制,由資料 鏈獲得神盾艦的高品質探測圖像並展開飛彈攻擊。在1989年,完成NTU升級的紀德級飛彈驅逐艦紀德號(USS Kidd DDG-993)與史考特號(USS Scott DDG-995)就曾進行RTLOS的實戰測試,期間兩艦編隊中只有紀德號開啟對空搜索雷達,史考特號保持雷達靜默,透過Link 11資料鏈獲得紀德號的雷達資訊,然後由史考特號發射SM-2飛彈,利用紀德號提供的雷達資訊引導飛彈攔截目標。RTLOS透過資料鏈獲得其他艦艇射控資 料的模式,也為日後CEC協同接戰能力奠定基礎。

一艘提康德羅加級飛彈巡洋艦的MK-41垂直發射器連續發射兩枚SM-2。

SM-2MR:

SM-2MR被提康德羅加級柏克級以及改良後的維吉尼亞級、紀德級等採用,可由MK-10、MK-13、MK-26旋轉發射器或MK-41垂直發射器 (戰術構型的MK-41就可相容,深度6.76m)發射 ;而維吉尼亞級、紀德級等在NTU改良工程時換裝標準SM-2的艦艇則需換裝WDS MK-14武器指揮系統。 SM-2MR的第一批量產型Block 1有兩種,用於神盾艦的版本為RIM-66C,而配合NTU艦的則是RIM-66D,1978年開始服役,生產作業一直持續到1983年。SM-2MR Block 1採用MK-115型高爆破片戰鬥部(使用PBXN-106炸藥),沿用SM-1MR的MK-56火箭發動機,但由於導引方式的進步,使其有效射程攀升至74km左右,將近SM-1MR的兩倍。1983年起服役的SM-2MR Block 2則換裝MK-104雙脈衝固態火箭發動機(推進藥劑為多硫聚合物TP-H1205/6,工作時間達40秒),能對付速度更快、機動性更好的目標,有效射程較SM-2MR Block 1增加不少(保守估計約118.5km,最大可達90海里級,約150~170km),達到了照明雷達作用距離的極限;此外,SM-2MR  Block 2型換裝新型高速破片戰鬥部,威力進一步強化,而數位信號處理器也經過更新。SM-2MR Block 2從1983年開始服役,分為三種型號,其中RIM-66G用於前五艘使用MK-26雙臂發射器的提康德羅加級神盾艦,RIM-66H用於之後配備Mk-41垂直發射系統的神盾艦,而RIM-66J則是供NTU艦使用的版本。之後的SM-2MR Block 3採用改進的Mk-45 Mod 9型TDD近發引信,強化對付低空目標的能力,最低攔截高度可達15公尺左右;而稍後進一步改良的Block 3A則進一步換裝炸藥顆粒更重的MK-125戰鬥部,威力獲得強化。SM-2 MR Block 3於1988年開始量產,Block 3A則於1991年開始生產,亦分為三個版本,供NTU艦使用的是RIM-66K(RIM-66K-1為Block 3,RIM-66K-2為Block 3A),供前五艘提康德羅加級使用的是RIM-66L(RIM-66L-1為Block 3,RIM-66L-2為Block 3A),至於RIM-66M則用於其他配備Mk 41垂直發射器的提康德羅加級/柏克級神盾艦(RIM-66M-1為Block 3,RIM-66M-2為Block 3A)。

之後的SM-2 MR Block 3B(編號RIM-66M-5)只有推出配合神盾艦/MK-41垂直發射器的版本,採用終端紅外線/半主動雷達複合尋標器,其中紅外線感測器位於彈體側面的整流罩內。 SM-2 MR Block 3B增加的紅外線尋標器,是依照當時美國軍方臨時提出的自動搜尋能力提升計畫(Missile Homing Improvement Program,MHIP)的計畫;當時美國軍方發展出可從地面或船艦海面發射假目標的欺誘技術,結果顯示美軍現有的戰術飛彈經常無法應付這類反制 ,一架F-15A戰機在測試中向一架使用假目標技術的QF-100 靶機發射AIM-7M半主動雷達導引空對空飛彈,結果全部遭到欺誘、無一命中。冷戰結束後,美國從德國獲得的情報顯示前蘇聯與華約戰機都配備似的干擾措施;由於需求非常迫切,美國決定為對空戰術飛彈額外加裝紅外線尋標器作為應急措施,因此才有MHIP計畫 。引進紅外線尋標器使SM-2 Block 3B在命中階段時多了一個導引選擇,不僅能在發射艦因故無法提供照射的情況下自行鎖定目標,也能在面臨強烈電子干擾時以紅外線尋標器作為反反制的利器。 原本MHIP的紅外線尋標器也要用於AIM/RIM-7R改良型麻雀空對空/艦隊空飛彈,不過這個型號最後遭到取消,原本也預定採用半主動雷達/紅外線 尋標器的發展型海麻雀(ESSM),最後也沒有加裝紅外線尋標器,這可能是日後美國海軍透過其他軟硬體的改良,克服了對付這類假目標的問題,不需要額外的尋標器。SM-2 MR Block 3B能由Block 3A直接加裝套件升級而成。 

在2017年6月19日巴黎航空展(Paris Air Show)期間,雷松正式宣布重新啟動標準SM-2的生產線(此前SM-2生產線已經關閉了約四年),生產線初期獲得的合約(由美國國防部訂購、透過FMS軍售管道提供給盟國)約7億美元,2020年起交付,並預計在接下來5年內能獲得更多訂單 (包括日本、荷蘭、德國、澳洲、韓國等客戶);預估這條位於亞利桑納州的生產線能維持運作到2035年。

 

SM-2 ER:

SM-2 ER Block 1~3(RIM-67B/C/D)除了推進系統之外,其他關於導引系統、尋標器、戰鬥部的改良完全對照於SM-2MR Block 1~3,不過這三個批次的SM-2ER卻沒有配合神盾艦艇的型號 ,完全用於配備MK-10雙臂發射器的NTU改良飛彈巡洋艦,這是因為神盾艦的MK-41垂直發射器與MK-26雙臂發射器都由於彈艙長度不足而無法配 合。SM-2ER Block 1編號為RIM-67B,1980年開始服役,動力部分沿用SM-1ER的MK-30固態火箭與MK-12助升火箭,最大射程約150km,較SM- 1ER翻倍。SM-2ER Block 2編號為RIM-67C,換裝更大的MK-70助升火箭 (使用HTPB-AP推進藥,比衝(ISP)為260至265 m/s),最大射程進一步增至約100海里(185km),增強了對付高性能目標的能力;雖然SM-2ER Block 2的飛行包絡大幅增加,但這也超出了NTU艦的照明雷達的照明範圍。SM-2ER Block 3編號為RIM-67D,換裝新的MK-30 Mod4續航發動機、改良後的Mk 45 Mod 8 TDD近發引信。在李海級、貝克那普級等艦艇換裝SM-2ER之後,美國海軍重新取得 了護島神飛彈除役後所喪失的水面艦隊長程防空火力。

隨後,美國海軍招標研發SM-2ER Block 4,專門配合擁有MK-41 VLS的神盾巡洋艦/驅逐艦(率先採用者為使用神盾系統Baseline5.1版本起的柏克級),其競標結果在1987年揭曉,由標準飛彈的第二承包商雷 松公司(Raytheon)擊敗通用而成為研發此型飛彈的主承包商,終結了原先二十年來所有標準飛彈系列研發都由通用主導的獨霸局面。最初美國海軍打算將 SM-2ER Block 4賦予RIM-68的編號,但由於美國空軍早在1960年代就曾將這個編號用於AIM-68空對空飛彈(後來沒有服役),所以Block 4最後被賦予RIM-156A的編號;曾有些資料把SM-2ER Block 4稱為RIM-67E,但這顯然有誤,這可能是確定賦予RIM-156A這個編號之前的臨時編號。SM-2ER Block 4完成於1995年,這個時期適逢美國防空飛彈技術迅速發展、電子科技急速進步的時期,使SM-2 ER Block 4受惠良多,尤大量應用了最新的電子科技、信號處理技術與材料技術。

SM-2ER Block 4的基本構型係以SM-2MR Block 3為基礎,在彈體的MK-104火箭發動機後面加上一截直徑21吋(53.3cm)、具有推力轉向功能的MK-72加力器 (使用HTPB-AP推進藥,比衝為260至265 m/s),專門用於推進飛彈從垂直發射器升空 並轉向目標,如此飛彈本身的續航發動機能完全用於飛向目標,而不是浪費在升空與轉向階段,有效增大了射程。MK-72使用向量推力控制技術以及無尾翼設計,作為最初飛行階段的控制之用,燃燒作用時間約9秒 ,耗盡後就從彈體脫離。由於直徑較大,MK-72長度比先前SM-2 ER Block 1~3的MK-70(直徑46cm)短了許多 ,使SM-2 ER Block 4的全長能從過去SM-2 ER Block 1~3約8m縮短到6.42m,可相容於MK-41垂直發射器的打擊型(發射器深度7.7m)。

SM-2 Block 4的最大射程不僅進一步增加(據說達100到200海里,約185到370km),高空攔截性能以及對付橫越目標的能力也有所改進。SM-2ER Block 4飛彈本身也經過改良,包括 改用與愛國者飛彈相似的石英天線罩以及數位信號處理技術、引進與AMRAAM先進中程空對空飛彈(即AIM-120)的導航技術、引用改良型麻雀空對空飛 彈的電子反反制技術等,並換裝MK-45 Mod 10 TDD近發引信,能在嚴重電子干擾的環境下對付高性能、低雷達截面積目標 ,在當時堪稱集各項最先進飛彈技術於一身;至於SM-2ER Block 4的戰鬥部則仍為MK-125。 由於MK-72加力器的開發遇到技術難題,進度較原定目標推遲多達18個月,直到1992年12月才進行了第一次 試射;也由於計畫時程的延誤,導致美國海軍將主要重點轉至後續的SM-2ER Block 4A海軍戰區飛彈防禦系統(NAT,詳見下文),這使得SM-2ER Block 4一開始並未完成所有的性能評估科目,直到1999年8月才宣布達成初始作戰能力(IOC)。也由於對SM-2 Block 4A的期待,導致美國海軍並未大量購買SM-2ER Block 4,使得美國海軍各型神盾防空艦艇大多只能使用最大射程在170km以內的SM-2 MR Block 3;偏偏SM-2 Block 4A又在2001年遭到取消,使得美國海軍的長程艦載防空火力出現斷層。

在1993年,美國開始測試SM-2 Block 4攔截重返大氣層階段的短程彈道飛彈,以F-4戰機發射的AQM-37C(EP) 性能延伸靶機(Extended Performance Target)作為標靶,由加州穆谷角(Point Mugu)的太平洋飛彈測試場(Pacific Missile Range)支援,在高度100000英尺(30480m)、 以速率4馬赫俯衝的情況下由SM-2 Block 4進行攔截。這項測試是在新墨西哥州白沙飛彈測試場(White Sands Missile Range,WSMR)的空域進行,為此八枚用來測試的AQM-37C(EP)進行了修改,以符合白沙測試場的飛行安全條件。

SM-2的外銷

與SM-1一樣,SM-2系列也被 許多西方國家採用,出口國包括德國、荷蘭、加拿大、西班牙、義大利、日本、韓國 、澳洲、台灣等(全為SM-2MR), 其中加拿大與日本最早購買SM-2MR,分別部署於加國的改良型部族級(Iroquois class)飛彈驅逐艦與金剛級神盾驅逐艦上,西班牙、韓國分別在1998與2000年購買SM-2MR Block 3A,準備安裝在兩國新一代的F-100以及KDX-2/3飛彈驅逐艦上;而美國則在2002年宣布售予台灣248枚SM-2MR Block 3A,配備於從2005年起陸續移交台灣的四艘紀德級飛彈驅逐艦上。目前SM-2系列還在生產的有SM-2MR Block3/3A/3B以及SM-2ER Block 4,其中SM-2MR Block 3B目前只有美國與日本使用(日本在2002年訂購了首批16枚,首開SM-2 Block 3B的外銷紀錄,到2004年又續購40枚SM-2 Block 3B實彈、24枚遙測訓練彈與相關儲存裝備。預料日本將持續訂購SM-2 Block3B以汰換現役較舊型的標準SM-2,成為艦隊區域防空的主要武器),而SM-2ER Block 4僅美國海軍使用。

對於這些SM-2使用國而言,如何將SM-2整合於非神盾艦艇 的射控系統是一大課題,因為 除了加拿大部族級改良計畫在1992年便完成之外,其他數種使用SM-2的「非神盾」艦艇直到2000年代才出現,此時WDS MK-14以及MK-14所需的UYK-44電腦等軍規組件早已停產多年,而WDS MK-14的後端程式(由舊的CMS-2語言撰寫)也無法在時下的系統執行。如果這些艦艇並非神盾艦,則解決的辦法多為加裝硬體模擬卡(emulator card)的方式執行WDS MK-14的軟體。生產UYK-44的聯合系統公司(Unisys)便在1990年代初期推出一種UYK-44EP VME模擬卡,是一種相容於VME 6U的單板式電腦(SBC),內建的硬體包括32k模擬用ROM、64k快取記憶體以及自我測試程式等,號稱兩張UYK-44EP卡的功能相當於9張 UYK-44處理卡;任何一種擁有VME匯流排的電腦系統都可透過安插UYK-44EP處理卡的方式,執行原本為UYK-20/44電腦開發的軟體,而且 拜電子科技的進步,效能還會比原來更好。使用模擬卡在新電腦上跑舊程式的優點就是軟體較為成熟,例如WDS MK-14的軟體早在1980年代中期便已經完成,經過十幾年的廣泛使用後,除錯相當徹底,如要使用全新開發的軟體不僅要耗費更多時間精力,而且需一段時 間的運用與除錯才能臻至完善。 韓國在2000年代才推出的KDX-2忠武公李舜臣級飛彈驅逐艦,便在戰鬥系統的電腦中安插WDS MK-14模擬卡,能執行原裝MK-14擁有的一切功能。此外,義大利海軍在2000年為二艘迪拉潘級飛彈驅逐艦換裝標準SM-2 飛彈,據信也是透過加裝UYK-44模擬卡來執行WDS MK-14的各種機能。 前述這些艦艇都以X波段的照射雷達為SM-2防空飛彈提供上鏈傳輸。

此外,2000年代以後一些新艦艇以X波段相位陣列雷達來為標 準SM-2、ESSM提供終端照明,包括德國、荷蘭的APAR X波段相位陣列雷達、美國雷松SPY-3 X波段相位陣列雷達(用於DDG-1000陸攻驅逐艦以及福特號航空母艦)、澳洲CEA Mount相位陣列照明雷達等等。這些相位陣列雷達的波束都是分時執行不同工作,因此會在不同方位快速切換,不會持續停留在同一方位,而這種情況下的照射 波束稱為間斷式照射波(Interrupted Continuous Wave Illumination,ICWI) ;為了適應ICWI,SM-2以及ESSM等飛彈的尋標器控制軟體也要進行相對應的修改。 而配合松華特級的ICWI版SM-2 MR Block 3A便稱為M-2 MR Block 3AZ,並結合通用波形資料鏈(JUWL)。

 

SM-2升級/換裝主動雷達尋標器(Block 3C)

雖然美國海軍從2011財年以後就沒有繼續訂購新造的SM-2防空飛彈,但由於現有的標準SM-2至少仍會在美國海軍服役20年以上,加上國外客戶的需求,因此美國海軍會繼續改良SM-2。 在2013財年,美國海軍啟動SM-2的庫存計畫,2014財年啟動火箭推進器翻新計畫;針對DDG-1000松華特級驅逐艦,美國海軍也改裝SM-2 Block 3A,使之相容間斷照射波(ICWI)並換裝聯合通用波形資料鏈(JUWL)。

在2016年8月下旬,美國海軍海上系統司令部(Naval Sea Systems Command)整合作戰系統執行辦公室(Program Executive Office Integrated Warfare Systems ,PEO IWS)的水面艦武器辦公室(Surface Ship Weapons,IWS 3.0)計畫主管Michael Ladner上校在倫敦一個海軍防衛系統會議(IQ Defence Naval Combat Systems Conference)中證實,美國海軍在2017財年會展開標準SM-2飛彈的升級計畫,以主動雷達尋標器替換原有的半主動雷達尋標器;此一計畫的首要 之務是經濟可承受性,希望在最小幅度的工程改動與成本之下完成升級,盡可能保留現有部件;整個計畫希望能提出一個針對現有標準SM-2升級的工程變更方案 (Engineering Change Proposal,ECP),以更換套件的方式為現役SM-2進行升級。此一計畫初步考慮的方案,包括沿用為SM-6或ESSM Block 2開發的主動/半主動雙模式雷達尋標系統。Ladner上校表示,如果單純使用主動雷達模式就能滿足所有作戰需求,美國海軍就會取消半主動模式,如此就可 一併省略神盾艦上的SPG-62終端照射器;然而在現實上,仍有一些威脅(包括低雷達截面積目標、某些電子反制措施等)必須使用半主動雷達模式才能對抗。 換裝擁有主動模式的雷達尋標器之後,現役標準SM-2將繼續服役到2030年代。在2016年12月,主動雷達導引型SM-2通過第一次系統需求審查。

在2017財年美國國防預算中,為標準SM-2換裝尋標器編列1330萬美元預算,用於需求定義、降低風險研究、規格評估等初步規劃作業,在2018年完 成並正式啟動研發作業,並打算在2020至2021財年進行發展/測試作業。由於美國在2017財年重新啟動SM-2的全彈(All-up-Round, AUR)生產作業來因應國外客戶的訂單(在2016年7月,美國DSCA宣布軍售日本246枚標準SM-2 Block 3B防空飛彈),如果生產作業能持續運作到2021至2023年,就有機會讓生產線就緒的情況下直接切換到主動雷達型SM-2的生產作業(無論全彈或套 件),如此最能符合經濟效益。此外,美國海軍PEO IWS辦公室也已經將這個SM-2升級提案提報給標準飛彈合作會議(Standard Missile Cooperative Council,是一個由美國以及其他標準SM-2國外客戶構成的組織,會員包括加拿大、德國、荷蘭),希望這個SM-2的升級方案也能出口外銷,為國外 客戶提供升級選項。

此種型號的SM-2 MR被美國海軍賦予Block 3C的批次代號,使用與SM-6相同的主動/半主動雷達尋標器,此外也會結合通用波形資料鏈(JUWL)。在2017年12月,美國海軍海上系統司令部(NAVSEA)與雷松公司簽署SM-2 Block 3C防空飛彈的工程發展(EMD)和初期小批量生產合約,預定在2020財年進行研發試驗,在2021財年進行系統整合與設計等工作,在2020年代中期正式投入量產。 

 

其他標準飛彈的衍生型

除了上述之外,標準飛彈也曾出現過一些較為特殊的衍生型。順利進入服役的包括RGM-66D/E艦射反輻射飛彈、AGM-78空射反輻射飛彈以及RQM-67A Terrier Target靶機等。

SM-4 LASM(已取消)

美國一般水面艦艇的對地攻擊武裝除了艦砲之外,就是射程達1000km以上的戰斧巡航飛彈了。然而,在這兩種等級有如天壤之別的武器之間,美國海軍還需要 另一種射程較短、反應速度快的戰術性陸攻飛彈,它擁有300~400km之間的射程,在發射前無須如戰斧飛彈般進行冗長繁瑣的任務計畫擬定作業,因此能滿 足需要快速反應的戰術任務。但由於需求孔急,研發一種全新飛彈已經緩不濟急,美國海軍遂於1998年向國防部要求將800枚庫存的標準SM-2 Block 2/3防空飛彈改裝為「陸攻標準飛彈」(LASM)作為應急之用。美國國防部起先擔心此一舊瓶裝新酒的計畫會延遲全新的中程陸攻飛彈研發計畫而不予批准, 但是經過多方考量,在1999年批准了這個計畫。

LASM被賦予RGM-165的軍方編號,在標準飛彈家族中則被稱為SM-4。LASM使用與SM-3相同的DGPS/INS導引系統取代半主動雷達尋標 器 ,並使用威力較強的MK-125戰鬥部(重125kg),同時考慮換裝XM80成形裝藥和破片殺傷混合戰鬥部;至於原本的MK-104固態火箭發動機、控 制段和舵面都不會更動,確保與原有標準SM-2飛彈發射器的相容。LASM在彈道終端將以近乎垂直的角度攻擊目標,以確保戰鬥部的高爆破片對地面目標造成 最大的殺傷效果。LASM的有效射程約240km至280km之間,圓週誤差公算(CEP)約10至20m;為了增加精確攻擊能力,美國也曾考慮再增加低 成本的雷射標定機制。當LASM的新導引系統與戰鬥部整合方案完成初步規劃後,便在1997年利用三枚修改後的RIM-66K飛彈展開研發,並賦予RGM-165A的編號。

在2000年7月,雷松公司獲得LASM的發展合約,價值4960萬美元的合約。LASM原本預計在2003或2004年進入IOC階段,裝備於現役的提康德羅加級與柏克級與未來新一代的DD (X)陸攻驅逐艦上,不過美國海軍在2002年便將此計畫擱置,理由是LASM僅能使用高爆破片彈頭,效益太差,加上預算等考量。

至於全新研發的艦載中短程陸攻飛彈則是「先進陸攻飛彈」(ALAM),射程要求是370km,將裝備於多種美國海軍艦艇與潛艦上。ALAM的競爭者之一就 是陸軍戰術飛彈系統(TACMS,由MLRS多管火箭車發射)的衍生型──NTACMS。ALAM至少要等到2010年以後才能服役。

 

AGM-78標準反輻射飛彈(STARM)

在1965年,美國第一種空射反輻射飛彈──衍生自AIM-7E麻雀中程空對空飛彈的AGM-45百蛇鳥(Shrike)進入海軍航空隊服役,並立刻投入 越戰戰場。根據實戰的結果,美國海軍認為當時百蛇鳥無法滿足防空壓制的需求,其反輻射歸向系統無論涵蓋波段或尋標器視野都太小,嚴重影響實際應用的效能, 且射程有限 ,彈頭威力不足,以及無法對付採取關機措施的敵方雷達。於是在1966年9月,美國海軍航空兵系統司令部和通用動力的波馬那部門(Pomona)簽署了一 份研發合約,以RIM-66標準防空飛彈為基礎開發一種新的機載反輻射飛彈,並賦予其ZAGM-78A的編號。由於此計畫完全使用現成的零件,因此發展進 度極快,在1967年便完成測試並投入量產,1968年進入美國海軍航空隊以及空軍服役,美國海軍稱之為標準反輻射導彈(STARM)。相比較AGM- 45,AGM-78不僅射程較遠、戰鬥部威力較大,此外 有足夠的空間安裝環架式尋標器,擴大飛彈尋標器的鎖定範圍。

第一代STARM的型號為AGM-78A-1(訓練彈型號為ATM-78A),彈體發展自RIM-66A,採用MK-27 Mod 4雙脈衝固態火箭發動機,反輻射尋標器部分雖然直接沿用AGM-45A-3A,但將尋標器安裝在一個可在正負25度範圍內轉動的環架上,不僅大幅增加尋標器的搜索視野,而且容許發射機在發射前進行更激烈的戰術規避動作,使敵方防空系統更難鎖定(百蛇鳥由於尋標器視野太窄, 使得美軍防空壓制機往往被迫筆直地朝敵方防空陣地俯衝,以確保百舌鳥飛彈順利進入敵方雷達主波瓣,此時很容易遭到北越防空飛彈或防空砲的鎖定)。AGM-78A-1的戰鬥部為215磅(97.5kg)的高爆破片 彈,殺傷半徑可達25至30m,威力遠高於百蛇鳥,不過AGM-78A-1的發射重量(1370磅,621kg)也是百蛇鳥的3.5倍,單枚造價更是百蛇鳥的五倍以上。AGM-78A-1投產未久,很快被改良的AGM-78A-2取代,AGM-78A-2增加 具備破壞效果評估(BDA)能力的雷達指示器,並且可以增設一個SDU-6/B型紅磷目標指示器,用於標示下一波需要攻擊的目標。使用AGM-78A的主要機種包括美國空軍的F-105F/G戰轟機(使用LAU-78/A發射架),以及美國海軍的A- 6B/E攻擊機(使用LAU-77/A發射架)。

在1969年,進一步改良的AGM-78B Mod1(又稱為STARM Mod 1)開始生產(訓練彈型號為ATM-78B),這是AGM-78的首種重要改型,採用了Maxson寬頻反輻射尋標器,接收波段涵蓋E~G與I頻,使得AGM-78B可以直接攻擊眾多不同類型的目標,而不需要事先 根據目標情資選用特定的尋標器,而新尋標器的靈敏度也比原本高得多,使AGM-78B能鎖定敵方雷達的旁波瓣,攻擊機會大增;此外,AGM-78B還增設一個簡單的儲頻環,萬一敵方雷達突然關機,也能根據先前鎖定的 目標雷達頻率,在目標關機後繼續沿原方向飛行,等待目標雷達再次開機之後,立刻依照原參數重新鎖定。GD也為早期的AGM-78A系列提供包含Maxson尋標器與儲存環的改良套件,將部分原有的AGM-78A進行升級,升級後稱為AGM-78-4 Mod0。美國海軍經過升級的A-6B Mod 0-Update、A-6B PAT/ARM攻擊機、空軍F-105G與部分F-105F都能使用AGM-78B。日後AGM-78B進一步改良,降低成本並提高可靠度,並換裝新的SDU-29/B 白磷目標標示器。

AGM-78A、B是美國海軍主導開發的彈種,接下來的AGM-78C則由美國空軍 主導開發,主要用戶也是美國空軍,開發重點是設法降低成本並提高可靠度,包括換裝新的全頻段尋標器、MK-27 Mod5火箭發動機與SDU-29/B白磷目標標示器,量產作業從1970年至1972年,訓練彈型號為AGM-68C,而一些AGM-78A/B日後亦 升級為AGM-78C的標準。STARM的最後一種量產型是AGM-78D(訓練彈型號為ATM-68D),生產作業從1973進行到1976年,主要改 良包括換裝新的MK-39 Mod0固態火箭發動機;終極改良型AGM-78D-2型則換裝一個主動式雷射引信和重232磅(105kg)的新型高爆戰鬥部,並進一步提升數位化程度 及可靠度。

AGM-78A於1973年完全停產,總產量1331枚,加上後續B、C、D型的總產量 超過3000枚。雖然STARM的整體效能遠優於百蛇鳥,但整個STARM系列平均單架高達16.4萬美元一枚,超過百蛇鳥的五倍,因此產量相對稀少,始 終沒有完全取代百蛇鳥的地位(百蛇鳥從1964至1979年總共生產17470枚左右,平均單價3萬1000美元左右);無論美國海軍或空軍,都只能以高 低混合方式混用兩種反輻射飛彈。越戰結束後,美國海軍將原本改為防空壓制機的A-6B全部改回普通構型,拆除搭載AGM-78的相關裝備,因此AGM- 78也立刻從美國海軍除役。而在美國空軍,雖然F-105G在越戰結束後也迅速退出第一線,然而後繼的F-4G防空壓制機仍保留AGM-78的使用能力, 故標準反輻射飛彈仍在美國空軍繼續服役,直到1980年代後期才全面被新的AGM-88 HARM反輻射飛彈取代。

RGM-66D艦對艦反輻射飛彈

除了空射標準反輻射飛彈之外,標準系列還出現過編號為RGM-66D的艦對艦反輻射飛彈,由RIM-66B(SM-1MR Block 4)發展簡化而來,目標是敵艦的雷達系統,使其失去戰鬥能力。

RGM-66D是1967年以色列艾拉特號(Elit)驅逐艦被埃及飛彈快艇以蘇聯SS-N-2反艦飛彈擊沈後,美國海軍緊急發展的對應措施,盡快提供一種過渡時期的艦載反艦飛彈(當時美國的魚叉反艦飛彈仍在發展中)。RGM-66D的開發約始於1971年,曾 部署於部分1960年代後期建造的阿士維級(Asheville class)巡邏砲艇上,每艘裝置四枚,此外也被韓國向美國訂購的第一批PSMM MK-5飛彈快艇(即阿士維級的衍生型)採用。此外,RGM-66D還有編號為RGM-66E的衍生型,用於配合ASROC反潛火箭的MK-112八聯裝 發射器;部分諾克斯級巡防艦的ASROC發射器中,有兩個發射管經過改裝來容納RGM-66E(日後都改成使用魚叉反艦飛彈)。此外,還有名為RTM- 66D的訓練型。1970年代中期魚叉反艦飛彈發展成功後,RGM-66D的後續發展便告停止。

其他

在1995年,休斯公司提議把美國海軍超過2000枚的庫存RIM-2小獵犬以及標準 SM-1ER飛彈改裝為超音速低空靶彈(Supersonic Low-Altitude Target,SLAT),以取代由MGM-8護島神防空飛彈改裝的MQM-8汪達爾靶彈。以10m的飛行高度之下,採用MK-30發動機的SLAT射程 約40km,而採用MK-104雙推力火箭發動機者則有64km的射程,能模擬逼近的超音速反艦飛彈;模擬彈道飛彈時,最大射高與最大射程分別為85km 和275km,如改用MK-104時,兩個數據還可分別達到168和550公km。以標準SM-1ER改裝的靶彈被賦予RQM-67A的編號。

此外,還有一些研發中途夭折而未能服役的標準飛彈家族成員。為了對抗蘇聯當時剛出道的Mig-25高空高速戰鬥機,美國空軍在1972年展開一項高空長程 空對空飛彈計畫,以AGM-78為基礎 進行開發,並賦予XAIM-97的編號。相較於AGM-78,XAIM-97換裝射程更長的火箭發動機,並以AGM-78的反輻射飛彈尋標器為基礎,再追 加一個紅外線尋標器,在發射前就必須鎖定目標,並且預計在24000m的高度使用。由於Mig-25被北約賦予「Foxbat」的代號,因此XAIM- 97的計畫備取名為Seekbat。XAIM-97A原型彈在1972年針對靶機開始進行實驗,不過此計畫最後在1976年取消,並未完成。RGM-66F是一種由標準飛彈衍生而來的主動雷達尋標器導引反艦飛彈,採用單脈衝都卜勒雷達尋標器,在1973年進行了簡單的測試,不過隨後由於魚叉反艦飛彈發展成功,遂在1975年取消。在1980 年代初期,美國海軍曾打算開發配合核子彈頭的SM-2,以接替當時陸續除役的RIM-2D和RIM-8E/G/J艦載核子防空飛彈,而這種SM-2核彈型 的戰鬥部採用W-81型核子彈頭,當量為4000噸TNT;不過此計畫很快便遭到取消,此後美國海軍再也沒有配備核子彈頭的艦載防空飛彈。

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附錄:標準飛彈系列之比較