MK-41 VLS結合愛國者PAC-3 MSC

在2001年12月，美國海軍取消落後超支的海軍區域彈道飛彈防禦系統(Navy Area Defense，NAD，即SM-2 Block 4A)時，洛馬集團曾向海軍提議以當時發展中的愛國者（Patriot）防空飛彈先進能力3（Patriot Advanced Capability，PAC-3，2003年形成初始作戰能力）的艦載版取代NAD。PAC-3制式編號為MIM-104F，不僅能攔截終端下落的彈道飛彈，也能攔截巡航飛彈，而且其直徑較小，每個MK-41發射管能裝填四枚（類似ESSM），使船艦能攜帶的攔截器數量大幅增加。當時洛馬打算以PAC-3的艦載版同時與雷松的標準SM-2與ESSM競爭；不過美國海軍後來並沒有採用愛國者PAC-3，仍繼續發展標準SM-6作為攔截巡航飛彈、終端下落彈道飛彈以及常規空中目標的攔截器。

愛國者PAC-3彈體全長5.2m，彈徑25.5cm，翼展51cm，發射重量312kg，採用單級固態火箭（與戰鬥部始終不分離），火箭燃燒完畢後彈體重量剩140公斤；而先前愛國者PAC-1/2長5.31m，直徑41cm，翼展85cm，彈重914kg。PAC-3的彈體比先前愛國者PAC-1/2小得多，因此射程較短，攔截彈道飛彈的射程約30km（愛國者PAC-2射程為160km），射高24.2km，飛行速率4.1馬赫；由於彈體較細，每個PAC-1/2發射管的空間可以容納四枚PAC-3，因此原本PAC-1/2的四聯裝發射架可裝置多達16管PAC-3。PAC-3起引進X/Ku波段終端主動雷達尋標器，取代以往愛國者使用的TVM導引。為了有效摧毀下落的彈道飛彈，PAC-3捨棄先前愛國者的近發引信高爆戰鬥部，改用撞擊獵殺（hit-to-kill）。Ku頻主動雷達尋標器的高精確度，使PAC-3具備作為動能擊殺載具（kinetic kill vehicle）的能力；而除了靠氣動力彈翼控制之外，PAC-3彈體前部裝有180個微型脈衝固態推進火箭，稱為姿態控制推進器（Attitude Control Motors，ACM），在攔截末端啟動並將飛彈直接推向目標；ACM控制技術在彈道終端的靈敏度與精準度遠高於氣動力舵面，使攔截器能直接撞擊、將所有動能用來摧毀目標。雖然取消傳統高爆戰鬥部，PAC-3仍配備一個重11.1kg的小型高爆戰鬥部，稱為「殺傷增強器」（ Lethality Enhancer），內有24個重量各214g的鎢破片（tungsten fragments），分成兩圈布置在彈體周圍；命中目標時，「殺傷增強器」裝藥引爆釋放24個破片，確保攔截器本身或破片能擊中目標，提高殺傷率。

在2004年，美國陸軍展開中程擴展防空系統（Medium Extended Air Defense System，MEADS），使用的攔截器是以愛國者PAC-3為基礎發展，稱為PAC-3飛彈增程型（Missile Segment Enhancement，MSE）。PAC-3 SME比PAC-3更粗而短，重量增為373km，換裝更大型的增程雙脈衝固態火箭發動機，射程比PAC-3提高50%以上（約達45~60km），直徑增加到11.4英吋（28.96cm），翼展增為92cm，彈體長度則減為4.826m，此外換裝新的動能攔截器、新氣動控制面、新的射控電腦等。PAC-3 SEM沿用PAC-3的Ku頻主動雷達尋標器、飛彈導引處理器單元、姿態控制部件、慣性測量裝置和C/X波段資料鏈等組件。愛國者PAC-3 SME在2015年10月起交付美國陸軍，2016年8月達成初始作戰能力（IOC）；由於愛國者PAC-3 MSE直徑比原本愛國者PAC-3大得多，因此也改用新的M903發射系統，每個M903可容納12個PAC-3 MSE發射管，或者四個四聯裝原版PAC-3發射器（共16枚），或者四枚舊的愛國者PAC-2 GEM發射器；此外，M903也能混裝不同型號的愛國者，例如六管PAC-3 MSE加上兩個四聯裝PAC-3發射器（8枚）或兩枚PAC-2，或者是四枚PAC-3 MSE加上一個四聯裝PAC-3發射器（4枚）加上兩管PAC-2。

2023年1月中旬美國海軍水面協會年會（SNA2023）中，洛馬集團展出MK-41

垂直發射器裝填愛國者PAC-3 MSE防空飛彈的概念；這是將現有陸軍的

PAC-3 MSE構型直接放入MK-41中，每個MK-41發射管裝填一枚。

在2015年阿布達比國際防衛展（IDEX 2015）期間，洛馬集團就展示了把愛國者PAC-3 MSE整合到MK-41垂直發射系統中；依照當時Janes防務週刊報導，洛馬宣稱只需要「少量整合工作」，PAC-3 MSE就能裝入MK-41發射管中，每個發射管裝填二枚。

在2020年10月，洛馬集團提出將愛國者PAC-3 MSE裝上船艦MK-41垂直發射系統的概念，作為海軍攔截高超音速武器及（反艦）彈道飛彈的選項。依照洛馬展出的模型，一個MK-41垂直發射管只能裝填一枚愛國者PAC-3 MSE，無法像原本愛國者PAC-3一樣每管裝四枚，也不像IDEX 2015年展出時宣稱的每個發射管裝填兩枚PAC-3 MSE。 對此，洛馬集團的解釋是如果要在MK-41發射管裝入兩枚愛國者PAC-3 MSE，飛彈需要更多修改例，包括採用折疊式彈翼，這需要美國軍方決定採用才行；而此時正在產線生產的愛國者PAC-3 MSE是固定彈翼，因此每個MK-41發射管只能裝填一枚；基於成本和產量的考量，洛馬集團寧可優先發展可以同時支持海軍與陸軍的方案。即便如此，PAC-3 MSE的體積與長度還是比標準SM-2 Block 4以及SM-6低，可裝填於深度較小的MK-41戰術型垂直發射器，而不像SM-2 Block 4與SM-6必須要深度最大的MK-41打擊型才能相容，提高了船艦適裝範圍。標準SM-6的射程雖然比PAC-3 MSE長得多，但是缺乏類似PAC-3 MSE終端姿態控制（ACM）以動能攔截的能力，因此理論上PAC-3 MSE攔截彈道終端下落階段的彈道飛彈或高超音速目標具有優勢（這類目標速度較高）。

在2023年1月上旬舉行的年度美國海軍水面協會（Surface Navy Association，SNA2023）年會中，洛馬集團展出了MK-41垂直發射器裝填愛國者PAC-3 SEM的概念。洛馬集團飛彈與射控部門（Lockheed Martin Missiles and Fire Control）代表Tom Cavanaugh表示，此時PAC-3 MSE的年產量高於海軍的標準飛彈，因此將PAC-3 MSE結合神盾系統，能提高海軍艦隊的反彈道飛彈容量，作為標準系列（SM-3/6）的輔助。Tom Cavanaugh稱，洛馬集團將愛國者飛彈整合到MK-41發射器的概念已經出現了相當時日，但近年海軍才展現比較大的興趣；前一年（2022年）在整合工作上取得許多進展，並對美國政府進行了展示。洛馬集團透露，在政府合約之下，該集團已經將愛國者PCA-3 MSE整合到夏威夷太平洋飛彈測試設施（Pacific Missile Range Facility）的岸基神盾系統中，並且展示了PCA-3 MSE與神盾武器系統（Aegis Weapon System，AWS）在不同整合程度之下的能力；而之後也會在岸基神盾進行試射工作。

依照SNA2023展場中展示的模型，PAC-3 MSE會加入S波段資料鏈（原本PAC-3 SEM使用C/X波段資料鏈），以便與神盾武器系統整合 。由於美國海軍的標準SM-3、SM-6等反彈道飛彈只相容於最深的MK-41打擊構型發射器，讓愛國者PAC-3SEM找到了利基點：一些只裝備戰術型MK-41發射器的較小型船艦，透過結合愛國者PAC-3SEM，還是能擁有高水平的反彈道飛彈與反高超音速飛彈能力。

在2023年4月初海上─空中-太空展（Sea Airspace，SAS2023）期間，洛馬集團飛彈與射控部門海軍系統副總裁Thomas Copeman透露，美國海軍已經有一個項目稱為海軍整合火力系統（Navy Integrated Fires），並正在發展海軍終端防禦整合火力（Navy Integrated Fires Terminal Defense），而這個項目堪稱把愛國者PAC-3 MSE整合到神盾系統的里程碑。Thomas Copeman表示，愛國者PAC-3 MSE整合到神盾系統，唯一需要的較大修改就是必須相容神盾系統的S頻資料鏈（由S波段的SPY-1/6相位陣列雷達負責上鏈傳輸），因此愛國者PAC-3 MSE會增加S頻的上鏈接收天線，使之具備三頻（S/C/X頻）資料鏈接收能力。

在2023年7月10日，洛馬集團宣布，愛國者PAC-3 MSE首次與神盾系統的AN/SPY-1相位陣列雷達實現資料連結，這是PAC-3 MSE整合到神盾武器系統的重要里程碑；這意味著PAC-3 MSC正式整合入配合AN/SPY-1操作頻率的S頻資料鏈，成為三頻（S/C/X）相容。愛國者PAC-3 MSC會在2024年第一季在美國海軍神盾驅逐艦上進行試射；至2024年底，洛馬約花費1億美元在整合PAC-3 MSE到神盾系統的項目，而美國飛彈防禦局（MDA）也資助少量資金。

除了海軍艦載飛彈市場之外，愛國者PAC-3SEM結合MK-41發射器，還能打入一些神盾武器系統的陸基應用場合，包括陸基神盾反彈道飛彈系統，或者由神盾武器系統與MK-41垂直發射器為基礎發展的「提豐」機動武器系統（裝填來自海軍戰斧巡航飛彈以及標準SM-6飛彈作為中程打擊武力）。如果美國陸軍能在這些陸基神盾應用中部署自己已有的愛國者PAC-3/PAC-3 MSE等飛彈，比起完全需要購買海軍型飛彈，具有很大的吸引力（一般而言，美國各軍種都不太喜歡使用其他軍種發展的飛彈）。 

在2018年，洛馬集團就建立了每年生產350枚愛國者PAC-3 MSE的產能，除了滿足美國本身之外，也包含因應盟邦逐漸增加的訂單；例如在2018年中期洛馬獲得的美國國防部合約，就需要為三個歐洲國家供應576枚PAC-3 MSE，包括羅馬尼亞的168枚、波蘭的208枚與瑞典的200枚。到2022年2月俄烏戰爭全面爆發時，洛馬集團已經建立了每年生產500枚愛國者PAC-3 MSE的產能；而在美國陸軍資助下，到2023年底目標是把產能提高到每年550枚；此外，洛馬在2022年還決定，透過內部投資，在2027年左右使愛國者PAC-3 MSE的產能增加到每年650枚，以因應俄烏戰爭以及西太平洋持續緊張之下，美國和盟邦的彈藥需求。洛馬擴張愛國者PAC-3 MSE產能的主要關鍵，是一個新造的生產廠房（面積85000平方英尺）。相形之下，標準SM-6此時年產量只有125枚，預計在2026年起提高到每年200枚。成本方面，依照2025財年美國各軍種預算，一枚SM-6 Block IA單價約為430萬美元，而陸軍購買的PAC-3 MSE單價將近420萬美元，兩者差距不大。  

2023年10月起中東地區的戰事使得美國各軍種關鍵飛彈的消耗量激增，因此擴大各型飛彈產能補充庫存變得非常重要，乃至於交互使用原本為其他軍種設計的飛彈。因此，如能在美國海軍神盾驅逐艦上部署產量大得多的陸軍愛國者飛彈，這樣的潛力變得更具吸引力。

在2024年5月20日，在美國軍方多個單位參與下，洛馬集團在新墨西哥州白沙測試場進行了第一次愛國者PAC-3 MSE整合在MK-70遠征發射器（Expeditionary Launcher，將四個MK-41打擊型發射管整合在40英尺集裝箱模組中）的試射，並攔截了一枚模擬巡航飛彈的靶彈；控制此MK-70發射器的是虛擬化的神盾系統。這是愛國者PAC-3 MSE首次實際在MK-41系列發射。

在2024年7月24日Hudson Institute智庫組織舉辦的會談中，美國陸軍中將席恩.葛尼（Lieutenant General Sean A. Gainey）回答記者關於全領域（all domain）接戰的問題時指出，美國海軍擔負彈道飛彈防禦（BMD）的船艦之間的整合協同已經做得非常好，陸軍發展的整合戰場指揮系統（Integrated Battle Command System，IBCS）也一樣。而美國陸軍與海軍希望透過建構關島防禦系統，將陸軍與海軍的反彈道飛彈體系整合在一起同時工作。此時，美國海軍對陸軍的攔截器（即愛國者PAC-3 MSE飛彈）有興趣，而陸軍對海軍的攔截器如標準SM-6也有興趣。因此，陸軍與海軍的飛彈防禦工作都在逐漸進展，且飛彈防禦局（MDA）確實在幫助雙方整合在一起。在2024年7月18日，雷松（Raythoen）為陸軍開發的低層次防空與飛彈防禦感測器（Lower Tier Air and Missile Defense Sensor, LTAMDS）也與標準SM-6飛彈的後端控制系統進行了一次模擬攔截的整合對接測試。

依照2024年10月25日路透社與經濟學人（Economist）報導，兩位美國國防高層官員透露，美國海軍正加快推動在部分神盾艦上部署愛國者PAC-3 MSE防空飛彈的進度， 以對應中國部署高超音速反艦武器的威脅，如2023年試射的東風27（DF-27）。愛國者PAC-3已經在烏克蘭戰場上多次擊落俄羅斯發射的高超音速武器如Kh-47匕首（Kinzhal，在2023年5月與6月都締造多次擊落紀錄）， 證實其能力。雖然美國海軍自己的標準SM-6防空飛彈射程比愛國者PAC-3 MSE長得多，但愛國者PAC-3裝備向量推力的動能擊殺戰鬥部來撞擊目標，攔截敵方高速下落的彈道飛彈或高超音速滑翔武器時， 成功率（命中率與摧毀率）將高於使用傳統高爆戰鬥部的SM-6。愛國者PAC-3 MSE長度、直徑與重量都比SM-6低（愛國者PAC-3 MSC只有300kg，SM-6彈重高達1500kg，且愛國者PAC-3 MSE直徑比SM-6低9cm）。 另外，一旦愛國者PAC-3 MSE可以承擔防守任務，就有更多SM-6可以拿來作為攻擊性武器，打擊敵方地面或海上目標。

緊湊靈敏攔截器（CAI）

隨著2020年代印太局勢升溫、2022年俄烏戰爭爆發乃至於2023年10月以哈戰爭爆發，美國與盟國對關鍵武器彈藥的需求以及實際消耗大增。2023年10月底因為以哈戰爭，盤據葉門的胡賽叛軍開始用巡航飛彈、彈道飛彈與一次性無人機持續襲擊紅海航運線；到2024年4月，美國海軍在紅海的護航作戰就已經消耗了超過100枚標準SM-2防空飛彈來攔截。此外，2024年4月13日夜間到14日凌晨，伊朗對以色列實施大規模空襲（為報復4月1日以色列空襲伊朗駐敘利亞大使館領館，擊斃包含兩名伊朗革命衛隊聖城旅高級指揮官在內13人），朝以色列本土發射300枚各型彈道飛彈、巡航飛彈與無人機；在以色列與美軍聯手之下，絕大多數伊朗發射的飛彈與無人機都被擊落，而這也消耗了不少地面上的愛國者防空飛彈等；此次交戰中，美國海軍柏克級驅逐艦卡爾尼號（USS Carney DDG-64）與阿利.柏克號（USS Arleigh Burke ，DDG-51）還首次在實戰中動用標準SM-3反彈道飛彈，擊落4至6枚伊朗彈道飛彈。

在防空攔截器消耗激增的情況下，美國海軍開始擔憂船艦攜帶的攔截器（Interceptor）數量；這關係到每艘部署在交戰地區的船艦能持續在陣位上值勤的時間（一旦耗盡攔截器，船艦只能從戰區撤出，花費相當長的時間返回基地據點整補）。

在2024年4月出爐的美國海軍2025財年預算文件中，首度提出緊湊靈敏攔截器（Compact Agile Interceptor，CAI）項目，屬於創新海軍原型（Innovative Naval Prototype，INP）。文件中描述，對於能擊敗複雜威脅如高超音速飛彈、巡航飛彈、水面船隻的攔截器，美國海軍的能力（capability）以及能量（Capacity）都有所欠缺。因此，CAI旨在使用小直徑飛彈來達到更高的裝載效率（單一MK-41垂直發射管能攜帶多枚）。依照預算文件敘述，CAI會考慮更多新技術來盡量提高攔截器的效能並減輕體積重量，包括使用顛覆性的尋標器技術來大幅減輕飛彈內籌載的重量，以提高飛彈的速率並降低體積；評估一些新型飛彈推進技術，包括固態燃料衝壓發動機（solid fuel ramjets）、高推進劑裝藥量（high propellant grains）的固態火箭燃料、固態火箭發動機用主動節流閥（active throttling）等，能在更小型的飛彈上盡量提高速度以及射程；設計飛彈氣動力構型來提高攔截氣得機動性來超越要攔截的目標；評估多種戰鬥部技術，包括反應性材料（reactive materials）、動能戰鬥部（kinetic warhead）、可裁製破片戰鬥部（tailorable fragment warhead）等等，在攔截器體積縮減的前提下達成足夠攔截殺傷力。

依照文件敘述，CAI在2024財年在初始階段（Initiate），包括初步任務分析（Initial Mission Analysis）來建立接戰包絡的能力與限制（Capability & Limitations of Engagement Envelope），以及推進器/籌載（Propulsion/Payload）相關研究來建立飛彈架構（Missile Architecture）以及技術設計目標（Technology Design Objectives），在2025財年則打算針對幾個創新海軍原型（INP）選項進行獨立的成本評估（Independent Cost Estimate）。依照2025財年預算文件，CAI的推進系統概念已完成選定，會進行2至3次飛行測試。

美國海軍計畫在2020年代後期提高SM-6防空飛彈產量來滿足庫存需求，並增加RIM-162 ESSM Block II飛彈的產量。SM-6系列是美國海軍第一種兼具常規防空作戰、反彈道飛彈（乃至高超音速飛彈）以及對地/對海攻擊的戰術飛彈，可是每個MK-41垂直發射管只能裝填一枚；ESSM Block II則可裝填四枚，符合CAI要求的高容量，但ESSM原始設計只是針對一般的中近程艦隊防空需求（攔截飛機、飛彈等），不包括應付彈道飛彈。此外，洛馬集團將陸基愛國者PAC-3 MSE（Missile Segment Enhancement）整合到MK-41垂直發射器也是CAI概念的可能選項；PAC-3 MSE設計兼具常規防空與終段反彈道飛彈能力，而在烏克蘭與俄羅斯的戰事中，部署在基輔附近的愛國者PAC-3 MSE有多次成功攔截俄羅斯高超音速飛彈（如Kh-47M2 Kinzhal與AS-24 Killjoy空射彈道飛彈）的紀錄，也有報導稱曾攔截俄羅斯吸氣式高超音速飛彈如3M22 Zircon或SS-N-33。PAC-3 MSE直徑為11.4英吋（29cm），略超出MK-41垂直發射管直徑的一半；理論上如果改成折疊式彈翼，就能實現每個MK-41發射管裝填多枚（2至3枚）PAC-3 MSE。