標準-1型區域防空飛彈(SM-1)

(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。

(上與下二張)台灣海軍成功級飛彈巡防艦(美國派里級授權台灣建造)張騫號(PFG-1109)艦首的

MK-13發射器與標準SM-1防空飛彈訓練彈。攝於2021年10月9日。

以標準SM-1飛彈修改而來的AGM-78空射標準反輻射飛彈(STARM)

──by Captain Picard

(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)

 


(1)  (2)  (3) (4)   (標準飛彈系列規格比較)

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年委託通用動力的波莫納分部(General Dynamics Pomona Division)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。  負責研製標準防空飛彈的通用動力波莫納分部一開始是標準飛彈生產作業的第一供應商;在1992年5月,通用動力將波莫納分部賣通用汽車(General Motors)集團旗下的休斯飛機公司(Hughes Aircraft Company),爾後休斯飛機公司與標準飛彈的第二供應商雷松(Raytheon)合資成立標準飛彈公司(SMCo)。在1997年,雷松收購了休斯飛機公司的航太以及飛彈業務,包括標準飛彈,因此從原本標準飛彈的第二供應商成為唯一的供應商。

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高速目標。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。

在1987年,最後一枚標準SM-1MR Block VI出廠,標準SM-1MR的全彈生產也就此終止,也不再有後續改良。在2003年,標準SM-1完全從美國海軍除役。到2004年,美國海軍已將派里級飛彈巡防艦上的MK-13發射器全部拆除,原本艦上配置的SM-1飛彈以及部件則轉為庫存,用於出售還在使用SM-1的盟邦。在2012年國際標準飛彈使用者集團(STANDARD Missile Users Group,ISMUG)會議中,美國海軍宣布對標準SM-1的零件供應與所有技術支援服務料件會在2020年完全停止。等標準SM-1的資源完全耗盡之後,SM-1使用國就必須購買標準SM-2 MR Block 3A來取代標準SM-1(SM-2MR可向下相容SM-1的全程半主動照射模式);此外,雷松集團也表示,搭配標準SM-1的MK-13單臂發射器如要改用SM-2MR Block 3A,需要進行兩項軍械調整(Ordnance Alterations,ORDALTs)。

 

標準飛彈的衍生型

標準飛彈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。

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;百蛇鳥改裝自麻雀空對空飛彈,先天上射程、威力都不足,有限的彈體空間也無法裝置性能足夠的反輻射尋標器。百蛇鳥的反輻射尋標器涵蓋的波段或尋標器視野都太小,因此百蛇鳥有許多型號,每種裝備不同接收波段的尋標器來對付不同的目標雷達,負責壓制敵方防空系統的美國空軍F-4G野鼬機必須根據目標情報,事先掛載合適型號的百蛇鳥飛彈;此外,百蛇鳥的尋標器天線不能轉動,導致工作視野受限,F-4G野鼬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雷達察覺與鎖定,招致反擊;而百蛇鳥的導引系統也過於簡陋,敵方察覺遭到攻擊時關閉雷達,已經發射的百蛇鳥飛彈就會因為失去輻射歸向源而無法再有效攻擊。再者,麻雀飛彈的彈體也無法裝置夠大的戰鬥部,往往只能損傷地面雷達的天線而不能有效摧毀。

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。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波段的尋標器;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的導引系統也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。

RQM-67A靶機

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。

XAIM-97空對空飛彈(取消)

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標準反艦飛彈(取消)

在1971年,美國海軍就啟動一項標準反艦飛彈(Standard SSM)計畫,以標準防空飛彈為基礎發展一種反艦飛彈,並改用單脈衝都卜勒主動雷達尋標器,作為當時研發中的魚叉反艦飛彈服役前的過渡性武器,而這種主動雷達導引的標準反艦飛彈型號為RGM-66F。由於RGM-66F的研發因為技術問題而進度落後,最快只會比魚叉反艦飛彈早數個月,因此美國海軍隨後傾向取消RGM-66F,直接等魚叉反艦飛彈服役;然而,為了預防魚叉反艦飛彈也遇到問題,美國海軍仍暫時將RGM-66F視為魚叉的後備計劃。在1975年,RGM-66F與魚叉反艦飛彈都接受了國防部的檢核。在1974財年,美國海軍編列購買18枚RGM-66F,包括8枚用於發展測試與評估(Developmental Testing & Evaluation,DT&E)飛彈和10枚用於作戰測試評估(Operational Testing and Evaluation,OT&E)的飛彈。

RGM-66F成功進行了DT&E階段試射;如果魚叉反艦飛彈遇到問題,美國海軍就會繼續進行RGM-66F的OT&E階段(10枚),然後可能在1975財年批准約3千5百萬美元的RGM-66F長期採購(Long Leadtime Procurement)經費,包括100萬美元後續研發,以及購買74枚RGM-66F來裝備12艘海軍飛彈驅逐艦(DDG)、飛彈護航驅逐艦(DEG)等。不過,由於魚叉反艦飛彈發展順利,RGM-66F遂在1975年取消,並未進行OT&E測試

 

(1)  (2)  (3) (4)   (標準飛彈系列規格比較)