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翔鷹利爪----天劍系列飛彈及其衍生型

樓主 望燁 s3121456
【導言:翔鷹之爪】

       

(四二七聯隊基地開放的經國號,左翼翼端掛載天劍一型空對空飛彈,機腹是天劍二型中程空對空飛彈;圖自網路)

西元一九九五年,我國前總統李登輝先生出訪美國,造成中共不滿,進行飛彈試射與演習,時至一九九六年三月,我國首次總統大選,中共更大張旗鼓的進行武嚇,空軍當時垂垂老矣的星式戰機與F-5E/F負擔起戰備任務已是心有餘而力不足,唯一就位的三代機經國號只有一肩挑起空防重擔,甚至一度因此妥善率嚴重下降。

  

(志航基地的F-5E。F-5E在台海危機時是最為重要的機種,而IDF則是最為重要的二代機)

負擔起空防重擔的經國號不可能赤手空拳就頻頻升空攔截,讓他擁有與對岸越界的Su-27、殲八等戰機相抗的資本,正是我國在美國技術支援下研發出來「利爪」:天劍系列空對空飛彈。

要談天劍,無可避免地得談到經國號的整體研發計畫,經國號的計畫代號歷經多次改變,最初在AIDC內部為XF-6(註),後又更改為鷹揚計畫(註二),最後併入安翔計畫。
註:因包含航發曾研發過的靶機與A-3雷鳴號攻擊機在內,經國號是第六款航發研發的戰機。
註二:鷹揚計畫是負責機體的氣動布局等方面的設計

而安翔計畫下轄的四個子計畫中,除了機體的鷹揚、雷達的天雷、引擎的雲漢外,最重要的,就是武器系統的研發,原名天翔計畫的飛彈研發,後方改為國人耳熟能詳的天劍計畫。
天翔計畫負責研發兩個彈種,一為主動雷達導引,由美國摩托羅拉公司提供技術的天翔甲型中程飛彈,另一個則是紅外線導引的天翔乙型短程飛彈。
一九八五年,天翔計畫更名為天劍計畫,天翔甲型、乙型分別被賦予了天劍二、天劍一的編號,以利後續研發的管理。
天劍系列的英文縮寫為TC,很有趣的一點是,對岸飛彈命名也多是跟我國相同的以國字羅馬拼音的一個字為縮寫,例如「霹靂」系列的英文即為PL。

【天劍一型】

   

(掛載天劍一型飛彈的F-5F)

天劍一型空對空飛彈是天劍計畫中最早完成試射、測試,服役的飛彈,早在一九八六年的四月,就由F-5F完成首次試射,並在一九九三年六月完成了與經國號的整合,順利服役。
據曾服役於清泉崗基地的前輩回憶,當時剛完成換裝的第八中隊、二八中隊教官們起初對國產的天劍仍心存芥蒂,起飛巡邏時多爭取掛載美製的AIM-9P系列,但數次空戰演練後,採用銻化銦尋標器的天劍一型證明自己的性能較AIM-9P4為佳,可離軸正負二十度角攻擊,可說與美軍日後隨F-16A/B Block20售台的AIM-9M前身AIM-9L相當,唯略遜AIM-9M,此次後教官們便爭相掛載天劍一型;天劍一型可說遠較AIM-9P4為優(註)。

註:AIM-9P4為AIM-9P3升級後採AIM-9L的簡化版尋標頭,不具備AIM-9L的全向位攻擊能力,但美軍所用的AIM-9P4則是AIM-9P外型的AIM-9L,我國在台海危機時曾緊急購入一批。

(AIM-9M,天劍一型外型與該彈極為相似)

天劍一型的氣動布局與大多數的響尾蛇飛彈(除可戲稱為究極響尾蛇的AIM-9X外)相仿,彈體直徑五吋,前翼全可動,尾翼為固定式的,具有滾轉負翼;加上前翼是與AIM-9L/M相同的雙三角翼(註三),機動性良好,最大G力可達32G,有效射程八公里,最大平飛速度三點五馬赫,與AIM-9L相當。
有資料顯示,天劍一型也能從GD-53獲取敵機資料,由無線電導引,至目標區在打開尋標器,然而在佐證不足的情況下,也只能臆測,無法確認。

據一九九零年代末的軍事雜誌,中科院原定打算發展天劍一型離軸版,可使經國號在與中共Su-27Sk纏鬥時不居於劣勢,亦即紅影計畫,該計畫在沉寂數年後,成果應用於2015年航太展公開的海劍羚近迫防空系統。

天劍一型原定生產七百枚,卻因我國在引進F-16A/B BLOCK20和AIM-9M後預算不足僅生產三百枚之譜,此數僅能供清泉崗基地的四二七聯隊使用,台南基地的四四三聯隊只能繼續使用AIM-9P4。


(陸射劍一參考榭樹防空系統甚多)

天劍一型完成研發不久,適逢陸軍、空軍有防空上的需求,便開始研發地對空版本的陸射劍一,供陸、空軍滿足其野戰/機場防空的需求,此計畫最後的成果即為車載捷羚防空飛彈系統。

中科院是在西元一九九五年開始研發捷羚防空系統,該系統大量參考美製榭樹防空系統(海軍版的即現裝於康定級、武夷補給艦的海欉樹),由一具四聯裝的飛彈發射器、射控系統、機動載台所組成,發射器採用疑似自天劍二型飛彈尋標器改造而來的舉升雷達與紅外線影像複合式偵蒐系統,全天候皆具有良好接戰能力,全車系統只要追瞄手、射手兩人便可進行防空任務。
捷羚系統在研發時曾整合防空雷達,以強化捷羚的接戰能力,但在日後量產的捷羚上並未見到,隨著蜂眼雷達的服役,捷羚應是相當整合了該款雷達,使戰力得以提升。



(捷羚防空系統量產型,採用商用卡車作為載具)

機動載具的選擇相當多樣化,在公開時曾先後使用過悍馬車、國造CM-31六輪甲車為載台,最後量產時則採用了豐田商用卡車為載台,有成本低廉的優點,對於布置於機場用於機場防空任務也足以勝任,但越野性能不佳,能否滿足陸軍野戰防空需求也成一大疑問。
一九九七年的六月,捷羚防空系統在漢光演習上首次公開,當時載具為何不得而知,推測應為悍馬車。

二零零二年,空軍嘉義水上基地接收了第一批捷羚防空系統,該系統和T-82共同構成我國的低空防空火網。


捷羚防空系統與陸軍在1996年採購的74套復仇者防空系統相比,有著更佳的射程與紅外線尋標頭,而復仇者主要使用的索敵系統----FLIR-----同樣出現在捷羚系統,而捷羚更加有利的是配備了改良自天弓二型尋標頭的雷達做為索敵系統的另一個選項,惟捷羚彈數較少,同時陸射劍一的價格較高,在陸軍阮囊羞澀、以及國軍作戰部署的改變下,陸軍並未購入捷羚系統形成野戰防空網,而是以復仇者系統一肩扛起,但後者未買入配套雷達這一點也長期為人所詬病,直到近期(2014年)才配合國人研發的蜂眼雷達作戰。

二零一二年的七月,空軍決定加購兩個營的捷羚防空系統,加強機場防空。


(中科院於2015年航太展上公布的海劍羚概念影片截圖)

在捷羚防空系統服役十三年後,中科院於2015年航太展上正式公開天劍一型的最新設計:海劍羚艦載近迫防空系統。

在公布之初有台灣版海公羊之稱的海劍羚防空系統概念模型採用與方陣快砲相同的底座,有八聯裝與十六聯裝彈箱兩種選擇,同時防空系統配有瞄準雷達與射控、光電儀等系統,光電儀可提供一備用射控頻道,在遭遇強烈電戰干擾時使用。

海劍羚的彈體極為特殊,採取一組可自轉的尾部十字穩定舵取代了固定式尾部安定面,可抵消前控制面的部份滾轉控制力矩,尋標頭方面則採用影像式紅外線尋標器,據信為中科院紅影計畫的成品,提供海劍羚良好的全向位攻擊能力及目標辨識能力,敵目標拋擲熱焰彈時的干擾成功率將大幅下降。

同時有消息指出,海劍羚的影像式紅外線尋標器也可用於改良現有的天劍一型飛彈,一舉提升我海空軍戰力。

【天劍二型】


(F-4是第一架具有視距外作戰能力的戰機,也是第一架三代機)

一九五八年,第一架具備視距外作戰能力的戰機F-4幽靈二式首飛,將空戰帶入新的次元,隨後,在麥納瑪拉的政策主導下成為一九六零年代美國三軍----空軍、海軍、海軍陸戰隊---的共用機種,憑藉剽悍的掛彈量、改良空間,一直服役到一九九零年代才完全自美軍退役,迄今仍是部分國家的重要戰機。

一九六零年代的F-4所攜帶的AIM-7性能仍十分不足,受限於敵我辨識能力的不足,戰機必須進入到視距內才可發射飛彈,而在視距內早期型的AIM-7(AIM-7E-2以前)由於對付的目標是笨重的轟炸機,無法有效對付靈活的米格機,加上故障叢生,以致無法發揮應有戰力。
即便如此,AIM-7帶來的視距外作戰能力在一九六零年代仍是獨領風騷,也以視距外空戰能力打開第三代戰機大門。

我國未能在一九六零年代取得F-4戰機-----即便取得也無法購入AIM-7,而手邊的F-104G、F-5E也無發射AIM-7能力,故遲遲未擁有視距外空戰能力,到了我國自行研發戰機時,很自然的將使用AIM-7的能力考量入機體的設計中,參與設計案的楊葆芝博士就回憶,起初的各構型都是以掛載AIM-7為設計預想的,而每型的AIM-7又有所不同,在氣動布局的設計上也會產生變動。

但一如設計戰機決定動力時遇到的問題(註二),美方一直沒有批准出售AIM-7給我國,最後在通用動力公司顧問建議下,改採研發中的天劍二型為設計機體的基準,機身必須要能掛載天劍二型。

註:美國總統尼克森原同意出售F-4(不含AIM-7),但參議院未通過
註二:經國號原選定J79與TFE-1042兩款引擎擇一,但在美國國會扣押J79申購書、J79又老舊的情況下放棄此引擎,此時美國國會才同意放行,只是,航發也不想回頭用J79,便決定是TFE-1042了。



(世界上第一款主動雷達導引飛彈,AIM-54鳳凰飛彈,受限於技術問題,彈體笨重,僅能用於攻擊轟炸機)

當安翔計畫確立時,下轄的天翔計畫便包含研發主動雷達導引飛彈的天翔甲(天劍二)型飛彈,但因天劍二型飛彈一直都未確立構型,故而未採用天劍二型設計飛彈,直到後來仍無法取得AIM-7出口許可、天劍二型完成彈體研發,方改採天劍二型為機體掛載之飛彈。
研發經國號的一九八零年代,當時具備BVR能力的戰機多數是使用如AIM-7等半主動雷達導引飛彈,僅F-14裝備了主動雷達導引的AIM-54鳳凰飛彈。

因半主動雷達導引飛彈需要發射機持續照射目標,故不論戰機雷達性能多好、可追蹤目標多多,只要發射機發射半主動雷達導引飛彈,便只能專注於導引目前的飛彈,無法再發射其他飛彈進行攻擊,也不能做出高G的機動迴避動作,否則飛彈便會脫鎖。
而F-14搭配AWG-9在一百二十公里的範圍內可追蹤二十四個目標、導引AIM-54攻擊其中六個目標,比起其他戰機在視距外只能追多打一,很明顯地具有優勢,但由於一九七零年代電子零件體積龐大,使AIM-54顯得笨重,機動力不高,僅能對付轟炸機,而這也是F-14與AIM-54此一絕佳拍檔誕生的緣由---對付施以飽和攻擊的俄國轟炸機。

到一九七零年代中期,得益於電子零件的縮小,AMRAAM計畫的成品才有所改善,體積大幅縮小、機動能力高,不再僅限於攻擊轟炸機。


(第一枚小巧靈活的主動導引中程飛彈AIM-120直到一九九一年才達成服役,也因此,遠東的蕞爾島國會擁有天劍二型這種主動雷達導引飛彈是出人意料的)

而我國的天劍二型,是自摩托羅拉公司參與AMRAAM計畫失敗的設計為基礎研改而成,與經國號戰機雷達GD-53搭配,而後者可追蹤十個目標、導引天劍二型攻擊其中的兩個。

天劍二型外型與美製AIM-7、AIM-120有相似之處,其中由尾舵控制彈體轉向追擊敵機、前翼是不可動的這項特徵與AIM-120控制彈體的方式相同,但天劍二型前翼採漸縮式梯型翼,和AIM-120的梯形翼稍有不同。

天劍二型比起第一代主動雷達導引的AIM-54體積更為小巧,因此許多國內媒體、少數國外媒體認為該彈乃半主動雷達導引,而非跟AIM-120同級的主動雷達導引飛彈。
中外媒體會有這種反應也是理所當然的,一九九零年代初,AIM-120才剛達成初始作戰能力,法國的雲母(MICA)飛彈剛服役不超過六年,遠東一名不見經傳的蕞爾小國竟擁有主動雷達導引飛彈的研製能力,怎麼想都是天方夜譚。

  

(發射劍二的經國號,劍二採拋射方式發射)

但天劍二型最終仍以實力打破中外媒體的眼鏡,在一九九三年由F-CK-1B掛載天劍二型完成試射任務,此後再無懷疑天劍二型飛彈是否為主動雷達導引飛彈之人。
天劍二型能成功,提供技術基礎的摩托羅拉公司自是功不可沒,我國的研發人員也付出了許多汗水,才能夠取得此等成果,一如胡適先生所言,要怎麼收穫,先那麼栽。

天劍二型歷經漫長的十年才首次試射,可謂名符其實的「十年磨一劍」,完成試射後的隔年,西元一九九四年,天劍二型經過將近一年的密集試射,通過了初步的測評。
通過初步測評後,我國軍方仍未放鬆對劍二的督促,依舊進行著緊湊的戰備測試,而未直接大規模量產服役。

會沒立刻大規模量產與越戰有著極大的關聯,越戰時AIM-7D、AIM-9的問題叢生和測試時程太過潦草有極大關聯,美軍在越戰後的AIM-120就經過了十年以上的測試階段,確保武器的可靠性;我國的武器研發也不例外,為了確保武器可靠,不會發生類似越戰時AIM-7打不出去的慘劇,試驗過程自是得步步為營,小心謹慎。


(經國號與天劍二型)

但測試過程才到一半,一九九五、九六兩年便爆發台海飛彈危機,為了使經國號具有視距外作戰能力,先導生產了四十枚天劍二型,以供經國號攔截敵機所用,經國號掛載天劍二型是以機腹半隱藏式掛架攜帶,並以拋射方式射出,通常會先射出靠近引擎一端(即後方的)天劍二型,以免射出的飛彈尾焰傷到仍未發射的另一枚飛彈。

據傳經國號曾以GD-53鎖定過對岸的戰機,如果真的發射飛彈,很有可能就是使用天劍二型;也所幸沒有發射飛彈的那一刻,否則兩岸必定生靈塗炭(註)。

註:此指「星星之火可以燎原」,很有可能因為一枚飛彈引爆戰爭,或是真的開戰了不得已發射天劍二型。

飛彈危機結束後,一九九六年年底,天劍二型通過了我國空軍的全戰備測評正式服役,測試中,天劍二型證明了自己擁有良好的電子反反制(ECCM)能力、抗海面/地面雜波能力。

與大多數主動雷達導引飛彈導引方式相同,天劍二型是以初期/中途慣性導航、終端主動雷達歸向(註),最大速度可達四馬赫以上,而據尖端科技過去出版的<<國軍武裝圖鑑>>中提到,經國號在試射中曾有遠達92公里的紀錄,這也是目前天劍二型射程最遠的數字,而早期軍事雜誌也曾提及天劍二型射程為八十公里,據上述資料推估,天劍二型動態射程(註二)應在八十公里到八十五公里間,最大有效射程則應是九十二公里到一百公里間。
天劍二型的射程、機動能力、抗干擾等性能與美造的AIM-120相比,約在AIM-120B與AIM-120C兩型號之間,並未遜色AIM-120C5過多。

註:天劍二型可透過機載雷達資料鏈導引,但不能透過預警機資料鏈導引。
註二:指在該射程內天劍二型可有效的緊咬住敵機,不致喪失能量。

天劍二型在第一次投產時因預算因素只量產了二百一十枚,後空軍又編列預算,再度生產天劍二型,數量不詳,只知新一批生產的天劍二型在二零一零年首度公開。
由於天劍二型的生產速度不快,有論者推測天劍二型後期型應是有持續精進,但缺乏足夠的證據________相對的,也沒有證據證明,天劍二型的性能始終與當年出廠時相同,裹足不前。



(經國號與雄鷹機)

受限於GD-53以及經國號機鼻過小,經國號只能同時導引兩枚天劍二型進行攻擊,儘管翔昇案中的雄鷹號翼下掛架亦可掛載兩枚天劍二型、使經國號天劍二型數量達到四枚,但成效並非十分顯著。
空軍並未量產翔昇計畫成品---雄鷹機,僅挑選部分項目用於改良現役經國號,即為翔展案,而翔展案空軍是否納入提高劍二掛載量則不得而知。

翔昇計畫中另一重要的改良便為反輻射飛彈型號的天劍二A,推估該飛彈彈體會有一定程度的增大,以增加射程。
經過翔展案性能提升後的經國號將能攜帶此款飛彈,該飛彈除了彈體諸元外,僅能得知其射程約在一百公里上下,可成為我國壓制敵方防空的利器,但中共陸續引進S-300等防空系統後,執行反雷達任務的經國號必須貼海飛行至一定距離才可發射天劍二A、摧毀敵防空系統。

  

(網友繪製的海劍二防空系統概念圖)

最早在一九九零年代,中科院便有將天劍二型研發成防空系統的打算,但受限於政府國策搖擺,一直沒有消息。

由於海軍康定級防空能力過於薄弱,急需新式飛彈替代老舊的海欉樹防空系統,中科院便先研發艦射型的天劍二型,又稱海劍二,預定替換現有的海欉樹飛彈系統,做為康定級的防空武裝。
海劍二可透過垂直發射裝置或斜式發射箱發射,約在二零零七年左右便有海劍二垂直發射成功的影片流出,從影片中可見海劍二採冷發射,先由高壓氣體彈出彈體,海劍二再自行點燃助推器。
然而,因海軍對於海劍二冷發射有所疑慮,此項計畫長年被擱置,直到眾人以為胎死腹中時,才在二零一四年的海軍十五年建軍計畫中得知,海劍二將在二零一七年以斜式發射箱裝上康定級。
之所以採斜式發射箱,乃是因為康定級預定安裝海劍二的B炮位深度不足,無法安裝垂發版海劍二,便以多聯裝式斜發發射箱取代垂直發射式。

特別的是,海劍二不是以跟海麻雀ESSM相同的加粗彈體方式,而是以加裝助推器的方式增加射程、射高,此種情況也有射程無法有效提高的缺點存在。


(2013年航太展上展出的陸劍二概念車)

我國的中程野戰防空系統是由年邁的鷹式(HANK,Homing All the Way Killer)獨挑大梁的,基於鷹式的老舊,中科院也研發陸射版的劍二防空系統,資訊公開不多。
在2010年的航太展上,由悍馬車為底盤的陸劍二防空系統亮相,顯示我國中程野戰防空系統有一定的進展,預定將與國造蜂眼陣列雷達、四十公厘快砲搭配,形成我國下一代野戰防空有生力量。

後傳出鷹式將由天弓三型與機動型主動相位陣列雷達搭配取代鷹式飛彈,使陸劍二的發展再度蒙上一層陰影。
但考量到天弓三型價格必無法全面取代鷹式,推估仍有一定數量的鷹式防空飛彈會由陸劍二取代,除此之外,空軍的天兵防空系統也略嫌老舊,估計在十年內便會尋求下一代中程機場防空系統,也極有可能加入陸劍二計畫中。

【結語】

  

(由上而下:AIM-9B、天劍一型、天劍二型)

天劍系列乃我國在一九九零年代展現出的成果之一,當時媒體所歌頌的「一機三彈」便是經國號、天弓防空系統、天劍系列空對空飛彈、雄風二型反艦飛彈,足顯當時我國對於天劍等國造武器服役感到驕傲。

二十年後的現在,固然戰機因國策問題停擺,但三彈仍持續發展,天劍系列逐漸發展出對敵雷達打擊的反輻射飛彈、甚至多軍種共用的防空系統,同時也傳出射程達一百多公里的衝壓引擎版天劍三型空對空飛彈正在研發。

天劍系列防空飛彈或許不是最好,但他仍是國人在技術支援下盡力開發、改良出的武器,也是經國號最鋒利的兩把劍。
天劍系列的榮光還能傳承多久、天劍三型是否會出世無人知曉,但肯定的是,做為我國飛彈發展史至關重要的一頁,天劍系列絕不會遭到抹煞。

(全文完)

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