FSAF/SAAM/PAAMS防空飛彈系統

法國水平線驅逐艦佛賓號(Forbin D-620)發射Aster-30防空飛彈的鏡頭。 法國/義大利合作的水平線驅逐艦

是第一種裝備PAAMS防空飛彈系統的艦艇。

2000年代初期,義大利海軍利用服役末期的山地步兵級巡防艦龍騎兵號(Carabiniere F-581)

作為SAAM/IT防空飛彈系統測試艦,艦體後部改裝一座大型格子桅杆來設置EMPAR相位陣列

雷達,艦首B砲位安裝Sylver A43/A50垂直發射器,裝填Aster-15/30防空飛彈。

2011年5月上旬,英國Type 45飛彈驅逐艦勇敢號(HMS Daring D32)首度進行Aster-30防空飛彈射擊。雖然英國退出

水平線飛彈驅逐艦計畫並自行發展Type 45驅逐艦,但仍繼續使用PAAMS防空系統,只不過主要偵搜雷達換成英國

自家開發的Sampson。

在法國南部土倫港附近的飛彈測試中心(Centre d'Essais de Lancement Missiles,CELM)試射的陸基版Aster-30。

注意畫面中間也有海基的垂直發射器。 注意到系統中各個單元都可集成在標準集裝箱的空間裡,易於機動部署。

陸基的SAMP/T系統,也使用與PAAMS相同的Aster系列防空飛彈。上圖為八聯裝飛彈發射車,下圖為射控雷達車。

──by  Captian Picard


 

前身:FSAF

在1980年代初期,法國的 馬特拉航太(Aerospatiale Matra)、Thomson-CSF聯手展開一項 名為X波段三軍通用快速反應防空飛彈系統(SYRINX)的計畫,研究一種陸基、艦基共通的新型防空飛彈系統,希望能有效應付21世紀初期的次世代戰機、各型地對地與空對地戰術飛彈、超音速掠海反艦飛彈與巡航飛彈等威脅。先期概念研究工作從1982進行到1984年,隨後並從1984年展開初步研發;其中, Thomson-CSF負責開發ARABEL型X波段相位陣列雷達,而法國航太負責名為紫苑(Aster)的防空飛彈系統。 法國政府在1986年制訂相關配套計畫,1987年正式批准此案的發展。在同一時期,義大利國防部也在進行一項性質類似的先進防空飛彈計畫,其核心系統包括義大利阿勒尼亞/馬可尼(Aelenla/Marconi) 新開發的C波段「歐洲多功能相陣雷達」(European Multi-function Phased Array Radar,EMPAR),以及由義大利現役角蛙(Aspide)防空飛彈系統發展而來的伊達拉(Idra)防空飛彈。由於法國、義大利雙方的計畫十分相近, 為了結合雙方力量、鞏固並擴大未來的市場,兩國遂決定展開合作。 在1987年11月,法國、義大利簽署聯合發展Aster飛彈系統的需求意向文件(letter of intent)。

在1988年10月26日,法義兩國簽署關於FSAF開發的財務分配協定;在1989年6月9日,法國Thomson-CSF(後來併入Thales)、馬特拉航太(Aerospatiale Matra,2000年併入EADS)與義大利Alenia Marconi Systems合資成立的歐洲防空飛彈公司(EUROSAM),成為新一代共通面對空飛彈的統籌機構,而雙方的計畫也重新整合成「未來面對空飛彈族系」(Future Surface to Air Family,FSAF,又稱為Family of Air Missiles System, FAMS),以同一種雷達與飛彈的設計,同時滿足陸基與艦載防空飛彈系統之需求,一舉取代當時服役於法、義兩國陸海軍的主要防空飛彈如美製鷹式、標準系列等 。在1989年12月5日,法、義兩國的國防部長簽署同意書,展開FSAF的第一階段發展作業。

在1990年5月22日,歐洲飛彈公司正式簽署FSAF的第一個發展合約,將FSAF的初期發展分成 包括海軍艦基的「面對空反飛彈系統」(Surface-to-Air Anti Missile system,SAAM)及陸基的地對空中程防空飛彈系統(SAMP/T,有時亦稱為Land SAAM AD)兩大系統,兩者基本架構相同。

陸基的SAMP/T通常以連為作戰單位,每個連都裝備監視/目標獲得系統(含一具 相位陣列偵搜/射控雷達、一具紅外線追蹤儀、敵我識別器、檢測與指揮導引裝置等)、射控系統(一具射控電腦、兩具通用顯控台),以及4至6 輛裝備八聯裝發射器的發射車;以上所有裝備的模組都可集成在標準集裝箱的空間並裝載於10噸載重車上,具備野戰部署以及空運部署的能力。作業時,每輛發射車與射擊指揮所之間依賴高頻跳頻無線電來傳輸射控資料,而監視/目標獲得系統與射擊指揮所之間則以高資訊流量的光纖電纜連接;因此當實際部署時,飛彈發射器能部署於監視/目標獲得以及射擊指揮單位的5至10公里範圍內,使敵方不易一次癱瘓一整個陣地。SAMP/T最初預計搭配ARABEL相位陣列雷達,也可使用其他雷達如EMPAR或力士型(Herakles)相位陣列雷達等。在2010年代投入服役時,SAMP/T能運用Aster-15和Aster-30。

FSAF族系中,無論是陸基或海基的版本,都採用由義大利Selenla提供的高度共通模組化後端系統作為核心,包括模組化真時處理系統(MARA)、具有繪圖及圖像處理功能的模組化顯示系統(MAGICS)等 。MARA是一種開放架構多處理器、多模式電腦系統,每個處理模式都對應到一個相對的中央處理器、儲存體與介面,以美國軍規ADA程式語言來撰寫指揮與控制程式,並廣泛使用整體式優先順序編排系統(IPN)。 早期MARA使用美國Intel的8086中央處理器,在系統功能上遇到不少問題;爾後隨著計算機科技的快速發展,MARA換上性能大幅提昇的Pinteum處理器, 早年的技術問題遂迎刃而解,而目前FAFS每個工作站可配備兩個MARA電腦系統。現階段MARA採用19寸顯示器,解析度為1024×1280 Pixel,未來並能換裝更大型的顯示器(現階段技術手冊以經說明,工作站能換用兩個20吋顯示器)。 至於MAGICS則是一種具備強大圖形處理能力的多功能工作站, 系統架構包括五個主要模組,分別是顯示處理器控制單元、圖形處理器單元、繪圖單元、主機介面及畫面(raster)顯示器等。

由FSAF到PAAMS

 在1980年代,美國、英國、法國、德國、義大利、荷蘭、西班牙、加拿大合作 進行北約90年代巡防艦計畫(NFR-90,另有專文介紹),防空系統是發展的關鍵,也是主要參與國互不相讓的重點。當時 美國 針對NFR-90主導推動北約防空作戰系統(NAAWS)計畫,獲得NFR-90參與國之中美國、加拿大、荷蘭、西德、西班牙與英國的支持,並在1987年10月簽署合作備忘錄;其中,美國本身有GE、雷松、西屋、休斯等四組團隊角逐NAAWS,荷蘭信號公司也合作推本身NAAWS方案 ,而這些提案都採用美製SM-2與ESSM防空飛彈。而法、義兩國則主張以FAMS作為NFR-90的防空系統。在1987年11月,法國與義大利簽署聯合發展Aster飛彈系統的需求意向文件(letter of intent)。

FAMS在NFR-90的八個參與國之中獲得法國、義大利、英國、西班牙的支持 (初期階段英國與西班牙同時加入NAAWS與FAMS的概念研究階段),這四個國家 在1988年6月簽署可行性研究階段備忘錄,為期18個月,參與廠商包括法國Thomson CSF、義大利Selenia、英國的英國航太(British Aerospace)與馬可尼(Marconi)等,費用由四個國家平均分攤。英國在1989年9月 底率先退出NFR-90,隨後在1990年12月正式宣布 加入FAMS陣營並退出NAAWS。 當NFR-90在1990年初瓦解之後,原本的主要參與國各自另起爐灶,法、義、英推動的共同巡防艦計畫(CNGF,即水平線飛巡防艦)繼續使用FAFS的艦載版, 而德國、荷蘭、西班牙的TFC三國巡防艦計畫(西班牙於1996年退出)則繼續使用荷蘭最初投標NAAWS的核心系統,包含APAR相位陣列雷達與SMART-L長程對空監視雷達。

在此階段,FAMS分為四種不同的系統:

1.SAAM地對空防空飛彈(Surface Anti-Air Missile),射程8公里以上。

2.SAMP/N海基中程防空飛彈(Sol-Air Moyenne Portee Naval,又稱Medium Range Surface to Air Missile,MRSAM),射程25公里以上。

3.SAMP/T陸基中程防空飛彈(Sol-Air Moyenne Portee Terrain,又稱Land launched Medium Range Surface to Air Missile,MSAM),射程40公里以上。

4.LAMS區域防空飛彈(Local Area Missile System),是英國的版本,射程10公里以上。

FSAF的艦載衍生型為「面對空反飛彈系統」[Surface-to-Air Anti Missile system,SAAM),法國海軍採用的版本為SAAM/FR(France),義大利海軍的則為SAAM/IT(Italy)。後來為了滿足英、法、義共同的CNGF防空巡防艦計畫,又由SAAM擴充衍生出的「主要防空飛彈系統」(Principal Anti-Air Missile System,PAAMS);在PAAMS範疇下,原本英國版的LAMS就被併入SAMP/N。SAAM負責艦艇自衛性的反飛彈與短程防空任務,目前採用此系統的已有法國戴高樂號核子動力航空母艦以及外銷沙烏地阿拉伯、新加坡的FLEX-3000(X)拉法葉防空改良型巡防艦等(皆配備SAAM/FR) ;而PAAMS則增加區域防空甚至是低高度反彈道飛彈任務,裝備於法義合作的水平線飛彈驅逐艦以及英國的Type-45飛彈驅逐艦等新一代歐洲主力防空艦艇上。

為了執行PAAMS,EUROSAM與英國UKAMS(Matra BAE Dynamics成立的子公司)在1993年合資,成立策略聯盟公司EUROPAAMS,包含Thomson-CSF、馬特拉航太( Aerospatiale Matra)、阿勒尼亞.馬可尼系統(Alenia Marconi Systems,AMS)以及UKAMS。其中,馬特拉航太負責開發Aster飛彈的開發,AMS負責Sylver垂直發射系統的研發工作(Sylver的製造工作由DCNI負責)。

為了測試SAAM艦載防空系統,義大利從1992到1994年改裝即將除役的山地步兵級(Alpino class)巡防艦龍騎兵號(Carabiniere F-581),加裝EMPAR(AN/SPY-790)相位陣列雷達、Sylver A43/A50垂直發射器(分別裝載Aster-15與Aster-30防空飛彈)以及配套射空系統進行測試。

如同前述,由於法國與義大利早先已有各自的研發基礎,因此一開始在FSAF計畫的備忘錄中,搜索/射控雷達部分便是各自採用自家貨色,法國以ARABEL雷達供本國陸、海軍系統使用,而義大利自然是 採用自家的EMPAR;至於飛彈部分則統一使用Aster系列。不過,法、義兩國海軍的水平線驅逐艦的PAAMS皆採用義大利的EMPAR雷達,這是因為C波段的EMPAR,有效偵測作業距離大於採用X波段的ARABEL。 爾後英國也加入PAAMS計畫,不過法、義海軍對PAAMS的要求僅限於短程反飛彈與一定程度的中距離區域防空即可,而英國海軍則比較重視長距離區域防空能力,因此英國版的PAAMS使用英國自行研發的多功能電子掃瞄雷達(Multi-function Electroically Scanned Adaptive Radar,MESAR)的艦載版──參孫(Sampson)相陣雷達。裝備於Type-45勇敢級驅逐艦的PAAMS/Aster防空飛彈系統,被英國稱為海毒蛇(GWS 45 Sea Viper)防空武器系統 ,也被稱為PAAMS(S);而法、義採用的PAAMS則被稱為PAAMS(E)(歐洲版)。由於Aster-15/30飛彈採用終端主動雷達導引,因此上述這些艦載搜索/射控雷達就都不若美國神盾系統的AN/SPY-1相陣雷達般另外搭配照明雷達。

經過上述比較之後,可發現Sampson無論在性能等級或技術水準都遠超過EMPAR與ARABEL,當然價格也是後二者無法比擬的。事實上, 相較於中/輕量級的EMPAR與ARABEL,Sampson便屬於「重量級」,與目前全世界性能最強大的美國SPY-1A/B/D同級。不過EMPAR、ARABEL雖然沒那麼「Powerful」,但性能與技術水準仍稱得上高水準,已經能充分滿足法、義海軍的需求,更重要的是價格相對低廉得多。

隨後,法國Thales也以該公司的Master A陸基相位陣列雷達衍生出MFR-30力士型(Herakles)E/F(S)頻多功能雷達(Multi-function Radar,MFR),在2000年代成為數種法製主戰艦艇配合PAAMS的主要防空雷達。與EMPAR相較,Herakles的成本較為低廉 ,尺寸、功率與天線移相器數目也較低,但是拜使用波長較長之賜,有效偵測距離仍與EMPAR同級,多目標追蹤能力也不相上下, 不過解析度就遜於EMPAR。此外,與S-1850M、Sampson等其他同樣使用S頻的相位陣列雷達相較,Herakles的性能也明顯低了一個檔次。

 

PAAMS開發進度

在1996年3月,英、法、義簽署一些關於PAAMS發展工作的備忘錄,其中PAAMS MoU包含三個國家在PAAMS開發計畫中的分工原則,PAAMS MoU Supplement 1提及PAAMS的全工程發展與初始量產階段(Full Scale Engineering Development Initial Production Phase,FSED/IP);此外,一同簽署的還有定義水平線巡防艦本身的CNGF MoU Supplement。在1997年,英國與法、義一度為PAAMS使用的垂直發射系統產生爭執,法、義採用法國DCN的Sylver A-50垂直發射系統,而英國則希望使用美製MK-41。到1997年中,英國、法國與義大利有條件地簽署了PAAMS合作發展與購置協議;在此定義中,PAAMS可為CNGF提供區域、近程與點防禦防空能力,使用Aster-15/30防空飛彈 。在此時,PAAMS也被定義為一個雙軌計畫,分別滿足英國與法/義的需求。在1998年,PAAMS的全工程發展與初始量產階段(Full Scale Engineering Development Initial Production Phase,FSED/IP)合約正式簽署。

由於對PAAMS性能指標以及主要雷達系統的歧見(英國堅持使用Sampson,法、義則主張用EMPAR;且英國對PAAMS的性能要求遠高於法、義,後二者基本上只求獲得SM-1防空飛彈的替代品),導致英國在1999年4月 宣布退出水平線巡防艦計畫 ,自行發展Type-45防空驅逐艦;即便如此,英國仍繼續留在PAAMS計畫中,而PAAMS/Aster系統仍是Type-45的防空系統。

在1999年8月,英、法、義與EUROPAAMS簽署PAAMS的全工程發展與初期生產( Full Scale Engineering Development and Initial Production,FSED/IP)合約,價值150億法郎(合23億英鎊),其中英國國防部與UKAMS的簽約額度達10億英鎊(15億美元)。英國在FSED/IP階段出資比例較大,是因為法國與義大利從1989至1998年已經在PAAMS的前身──FSAF的Phase 1/2開發階段花費了30億美元(雙方平均分攤)。雖然英國加入此計畫,但UKAMS主要仍負責英國本身所需的雷達/戰鬥系統的整合開發,Aster飛彈系統與發射系統本身仍幾乎完全由法國、義大利負責。

在2000年9月22日,法國國防採購局(Defence Procurement Agency,DGA)與EUROPAAMS簽署PAAMS的初期生產合約,生產三套PAAMS系統與200枚Aster-15/30,這三套系統與飛彈裝備於三個國家新一代防空驅逐艦(法國與義大利的水平線級和英國Type-45)的首製艦上。第一枚量產型Aster-15海軍型於2001年12月交付法國海軍,裝備於戴高樂號航空母艦(Charles de Gaulle R-91)上。在2002年3月28日,三個發展國與EUROPAAMS簽約,進一步採購七套PAAMS系統與Aster-15/30飛彈(總數約400至500枚),裝備於這三個國家後續建造的防空艦艇上(包括5艘英國Type-45、法國與義大利各一艘水平線級) 。在2002年10月30日,法國戴高樂號航空母艦首度進行Aster-15防空飛彈的實彈接戰測試,成功命中目標,這也是法國海軍SAAM/FR首度進行實彈射擊測試。在2002年12月,經過三次試射成功後,EMPAR相位陣列雷達正式獲得認證,成為義大利SAAM-IT防空系統的主雷達。

在2003年11月13日,英國國防部又向 法國聯合武裝合作組織(Organisme Conjoint de Cooperation en matiere d’Armement,OCCAR)訂購一批Aster-15/30,價值2.78億英鎊,主承包商是UKAMS。 在2003年,EUROSAM公司獲得了價值30億歐元的合約,包括為法國、義大利供應18套SAMP/T陸基防空系統(法國12套,日後減為10套,義大利則為6套),以及為英、法、義供應1400枚Aster-15/30防空飛彈。PAAMS防空飛彈系統與EMPAR雷達的組合在2005年底完成了最終的測試認證。在2009年1月,皇家海軍將自身Type 45驅逐艦使用的PAAMS防空武器系統(包含作戰系統、Aster飛彈等)命名為海毒蛇(GWS 45 Sea Viper)系統。

短程的SAAM系統除了被法、義兩國本身海軍採用之外,也伴隨著拉法葉系列等外銷艦艇銷售至其他國家,例如沙烏地阿拉伯、新加坡便在1990年代購買了配備SAAM的改良型拉法葉巡防艦 。SAAM系統以及配套的Aster飛彈、Sylver垂直發射系統的報價都十分驚人,將影響其銷售表現。

陸基版的SAMP/T方面,法國最初訂購12套SAMP/T,配屬於法國陸軍與空軍,爾後訂單削減為10套並全數歸空軍操作,2010年起開始服役,其中八聯裝飛彈發射車使用Renault Kerax 8X4載重車,主要使用Aster-30系列防空飛彈;義大利也訂購了六個套SAMP/T系統,以Astra 8x8載重車為飛彈發射車。在2013年9月下旬,新加坡也訂購了SAMP/T系統與Aster-30來取代原本的美製鷹式防空飛彈。

在2010年代後期,法國開發新世代地對空中程防空飛彈系統(SAMP/T NG),以Ground Fire 300主動相位陣列雷達(偵測距離400km級)取代原本的ARABEL,並結合可攔截1500km級中程彈道飛彈的Aster 30 B1 NT (Block 1 New Technology) 防空飛彈。

 

反彈道飛彈能力開發

在反彈道飛彈能力方面,PAAMS相關國家也有進行類似的研究,例如以Aster-30為基礎發展出低高度反彈道飛彈(詳見Aster防空飛彈一文) ,以及提高PAAMS的偵測和處理能力等 。在1996年,英國國防部就與BAE Systems簽署合約,以PAAMS/Aster-30防空飛彈為基礎發展戰區彈道飛彈防禦(Theatre Ballistic Missile Defence ,TBMD)能力。雖然PAAMS與美國神盾/標準SM-3為核心的反彈道飛彈系統無法相容,但美國飛彈防禦協會(US Missile Defense Agency )仍在2010年代初期進行相關研究, 使法國、義大利搭載PAAMS系統的水平線防空驅逐艦能透過資料鏈與北約彈道飛彈防禦作戰中心(NATO Ballistic Missile Defense Operations Center,MDOC)連線。

在2010年代,英國國防部與英國飛彈防禦中心(Missile Defense Centre,MDC)一些針對Type 45飛彈驅逐艦進行的 反彈道飛彈能力開發項目如Type45驅逐艦技術項目(Science and Technology Programme,TSAT) 以及並行與連續發展計畫(Experiment Concurrency and Cueing,TECC), 以及艦載整合防空與彈道飛彈防禦(Integrated Air and Missile Defence,IAMD)等(詳見Type 45飛彈驅逐艦一文), 都是基於Type 45現有的海毒蛇(即PAAMS)防空武器系統來強化反彈道飛彈能力,這類研究也可為所有PAAMS使用國提供未來的發展方向。