短劍飛彈

自從英國裝備中程雷鳥防空飛彈後，當時於前線的中高空飛行的戰機性能基本難以於雷達及雷鳥飛彈的追擊下倖存。在鞏固中高空的安全後，英國軍隊開始著手加強短程防空武裝，以應對貼地飛行躲避搜索雷達的敵方航空機。[10]

至1950年代末期，隨著蘇-7戰鬥轟炸機等華約新型飛機的普及以及後續研發中更高性能的機種，英國陸軍開始感受到相當大的航空威脅。目前英國只有具備快速反應能力的波佛斯40/L56高射砲適合對付低空的飛機。然而，該型號火砲射程相對較短，只有在敵機相當接近時才足以構成有效的防空火力。[10]

為改善這點，陸軍開始著手開發一種大規模改進的武器，稱為“紅皇后”。[11]該武器將兩門42毫米的高射炮與轉輪式的7膛室彈巢結合，具有相當快的射速。[10]儘管取得一些進展，但在1959年，英國總參謀部認為純粹的槍砲已不再能有效對抗新式的軍機而終止該計劃。在採購新型波佛斯40/L70高射砲以應急之餘，陸軍開始進行新型飛彈的研發，以作為英國的新世代短程快速反應防空武器，稱為輕型防空（LAA, Light Anti-Aircraft）系统。[10]

1960年，英國飛機公司贏得最初的競標案，並將該得標設計命名為PT.428。此防空飛彈系統安裝於一輛4噸貝德福德TK卡車上。飛彈系統可以直接拆卸下来作為定點火力部署，也可以在緊急情况下從卡車上直接發射飛彈。該系統亦可在拆卸後由費爾雷旋翼機空運。PT.428系統具有包括自動搜索雷達、跟蹤雷達、用於識別目標的獨立電視攝相機等當時相當先進的設備，以及兩門9聯裝飛彈發射器。[12]

隨著60年代初軍事預算的壓力逐漸升級，陸軍被迫於PT.428防空飛彈系統或藍水戰術彈道核飛彈間做出取捨。最後後者成為保留下來的研發項目，雖然時任英國政府首席科學顧問索利·祖克曼對此決定頗有微詞，陸軍仍決定引進來自美國的MIM-46拳擊手防空飛彈取代PT.428。[12]拳擊手飛彈底盤使用一輛M113裝甲運兵車，9枚飛彈使用雷達或紅外線導引，並具有搜索雷達。[13]此防空系統與PT.428類似，但尺寸更大且飛彈更少。[12]

在開發PT.428的過程中，英國飛機公司還設計該系統的輕型版本，此輕型系統將6聯裝PT.428飛彈系統安裝於拖車上，可由路虎越野車牽引運送。制導模式為半主動雷達制導（SARH），一具早期預警雷達安裝在卡車車頂上，並使用安裝在卡車車廂一支平衡環架上的雙筒望遠鏡進行飛彈最初的手動制導。拖車上的一個小天線將傳送訊號給飛彈接收器，使其自動與雙筒望遠鏡的方向對齊，並於最終階段改用飛彈上的跟蹤雷達進行目標鎖定及制導。[14]

當PT.428計劃於1961年宣告終止時，英國飛機公司開始考慮基於相同概念的更便宜的選擇。[13]在此期間，英國皇家飛機製造廠的科林·巴倫和約翰·特文正在開發一種光學半自動視線制導（SACLOS）系統，並依此為防空飛彈引入視線制導的概念。將該技術與PT.428飛彈結合使用，將能使該設計成本比原来的半主動雷達制導版便宜許多。[14]

第二年，拳擊手飛彈的開發案被一路降级至終止計劃，導致當時的美國和英国陸軍都沒有現代化的短程防空系統。英國總參謀部和空軍參謀部為此作出回應，發佈名為GASR.3132的聯合計劃，要求陸軍和英國皇家空軍地面團進行採購並至少為軍隊列裝一款無全天候作戰能力的防空飛彈。[14]現有文獻中並不清楚GASR.3132計劃是否是專為開發視線制導飛彈系統而制定的還是反之，但此新型飛彈制導系統仍被暫稱為“笛福（Defoe）”，並投入下一步的開發。另一項GASR.3134計劃則考慮一種更小、更便宜、但沒有預警雷達的飛彈系統。[14]

1963年，笛福制導系統正式被官方採納，並為第一款使用此導引方式的系統給予ET.316的實驗名稱。英國飛機公司的管理層最初將其命名為貓鼬（Mongoose），但在一次董事會會議上，由於眾人對貓鼬英文的複數形式達不成統一的意見，最終便改以“短劍”為正式名稱。[14]

隨著開發的進程，人們逐漸認識到短劍是一款遠比最初預期更加强大的防空武器。該光學跟蹤系統的準確度相當高，且飛彈幾乎總是能擊中靶機，因此即使其彈頭很小且沒有近炸引信，它也幾乎能夠直擊飛機。英國也從此項目中意識到搜索雷達能讓飛彈及早發現敵機並先發制人，其給予的戰場優勢對於一款防空系統是不可或缺的，並因此將GASR.3134計劃廢止。[14]

短劍飛彈的首次試射於1966年[13]，該系統在澳大利亞皇家空軍伍麥拉試驗場進行廣泛的測試，並得到澳大利亞陸軍的大力支持，因此使澳大利亞陸軍得以成為短劍飛彈的早期用戶之一。

伍麥拉試驗場的一些澳大利亞工作員於1965年开始開發短劍飛彈的自動制導模擬器，以便手動測試及改良導引系統的電子程序。它由短劍光學跟蹤器的操縱桿組成，可以將飛彈接收指令後進行機動的模擬影像投影出來。另外試驗場也建造短劍飛彈和各種靶機的模型，並使用定格動畫拍攝伍麥拉天空上各種攻擊目標的精選影片。該系統於1968年完成，最初的測試中顯示此跟蹤系統具有較大的問題，操作此系統所需的技術門檻可能遠超出普通砲手的水準。所幸此問題通過調整操縱桿中的機械反饋而解決，使其追蹤性能獲得提升，飛彈得以更加靈敏地響應各種指令。在解決此問題後，許多剩餘的問題都通過大量的模擬結果及反饋，並於IBM 7090電晶體電腦上批量進行數據處理而得以解決。[15]完整的系統最終於1968年通過了測試，並於1969年簽訂了生產合約。

於短劍飛彈開發的同時，英國皇家空軍也在開發一種用於機場防空的短程武器。這些最終促使1967年虎貓防空飛彈的問世，該系統是海軍海貓艦載防空飛彈的改良版。虎貓飛彈在基本概念上與短劍飛彈類似，但其技術水準較為陳舊，因此體積更大、更重，但性能卻較低。虎貓飛彈於1968年在英國皇家空軍地面團第48中隊服役，為英國皇家空軍提供了英國第一個有效的可空運短程防空飛彈系統，並在此類操作系統上累積了寶貴的經驗。1972年，英國皇家空軍地面團第63中隊和皇家砲兵第9輕型防空連聯合組建了一支名為短劍飛彈砲兵連的試驗單位，並於1973年完成全面試驗。而後，於英國空軍地面團第63中隊服役的第一組短劍飛彈系統於1974年中期部署到其位於德國的作戰基地。

20世紀80年代，英國於史蒂文納吉建造一套新的訓練模擬系統。該系統包括一個半徑10公尺的半球形圓頂，其内表面為電影屏幕，並將地形圖像投影到此屏幕上。銅蒸氣雷射光將目標和飛行中的飛彈圖像投射到背景圖像上，而較小的氦氖雷射光則模擬短劍飛彈的跟蹤耀斑。圓頂的中心放置一個完整的短劍瞄準設備，其制導訊號被捕獲並發送到模擬器以更新飛彈的影像位置。[16]此設施投射的雷射圖像足夠明亮，可以被紅外熱成像儀和紅外導引彈頭偵測並跟蹤，從而可以兼容帶有紅外攝像機的短劍飛彈“暗火”型號或“刺針飛彈”等其他紅外歸向導引飛彈。該訓練系統被單獨出售，但可與其他飛彈系統一起使用，稱為英國航空微圓頂。[17]

盲火跟蹤雷達。

野戰標準A型/盲火雷達（英語：）是原版防空系統額外加裝盲火跟蹤雷達系統的版本。儘管原版的短劍飛彈系統準確且易於使用，但原始的光學跟蹤儀器缺乏全天候作戰能力。為了滿足國外客戶對此的需求，英國飛機公司開始開發獨立的雷達導引裝置，最後促使1970年馬可尼DN 181“盲火”跟蹤雷達的問世，[19]第一批雷達於1973年出售給伊朗陸軍。

英國陸軍直到1979年才採購盲火跟蹤雷達，並作為新型號短劍野戰標準A型系統開始服役。同一年，英國皇家空軍已有27個飛行中隊在盧查斯空軍基地列裝盲火雷達，並逐步將所有英国皇家空軍的陸基防空中隊列裝此系統。到1997年，已經有350多組盲火雷達系統被生產。

為確保準確度，盲火雷達使用非常窄的光束來跟蹤目標和飛彈。為允許操作員在跟蹤目標時能同時使用盲火系統，現有的光學跟蹤器會跟隨盲火跟蹤雷達鎖定之目標，不過砲手仍可以在盲火雷達導引一個目標時手動將光學跟蹤器準心瞄準另一個目標。盲火雷達屬於火力單元的一部份，具有獨立的發電機組，並由第3輛101 FC路虎卡車拖曳，稱為跟蹤雷達曳引車。

科斯福德英國皇家空軍博物館的履帶式短劍飛彈。

履帶式短劍飛彈後視圖。

使用M548底盤的履帶式短劍飛彈系統概念圖，可見駕駛艙右側凸起的光學瞄準系統。正式量產型號使用RCM 748底盤並修改部分外觀。

履帶式短劍飛彈（英語：）為所有短劍飛彈型號中唯一完全實現機動化的自行飛彈發射車，可追溯至英國與伊朗巴列維王朝簽訂的一系列軍購合約。伊朗於合約中要求一種具備完全機動能力的短劍飛彈系統，以保護軍購案中一同採購的酋長式戰車。英國飛機公司對此做出應對，對短劍飛彈系統進行大規模改造以安裝於M548履帶式貨車底盤上。1974年履帶式短劍飛彈開始開發，並在1977年巴黎航展上以靜態展示首次公開亮相。該系統最初僅簡單地將曳引式發射器及汽油發電機組安裝在M548貨車底盤上，並簡化驅動齒輪。但此設計並未獲得很好的評價。而後，格雷維爾·比爾和阿德里安·波利卡特主導開發案並進行一系列重大改進，在短時間内便完成生產。

其中包括對M548底盤的重大改進，強化該車輛的裝甲防護（此型號被命名為RCM 748），並改用考文垂Climax H 30新型柴油發電機組，該發電機組亦為酋長式3型戰車的輔助動力裝置。發射器中的大部分電子設備與曳引式中使用的相比沒有顯著變化，但發射器經過重新設計而擁有一定的裝甲防護，具有8發飛彈發射底座，並通過防震支架安裝在車輛底盤上。裝甲駕駛艙內配備泛用空調系統和核生化保護措施。

光學跟蹤器放置在車輛的裝甲駕駛艙内，通過車頂升起進行操作。跟蹤器在右側操作，而左側是駕駛員和車長，且配備頭盔式瞄準器，使其能躺在跟蹤器上瞄準目標。

履帶式短劍飛彈從剎車到發射只需要30秒，而曳引式至少需要15分鐘才能完成拆卸及部署。另一個區别是履帶式短劍飛彈發射器有8個裝甲發射底座，而曳引式只有4個，從而增強火力並減少補給需求。此機動系統也是可空運的，可以在C-130運輸機上進行快速運送。

然而單輛RCM748底盤上已沒有足夠的空間安裝盲火跟蹤雷達，因此需另外曳引或由單獨改裝的M548/RCM748底盤裝載盲火跟蹤雷達，該雷達車切換目標時，傳送新目標數據到發射裝置中的控制系統會需要一定的重設置時間。

1978年巴列維王朝垮台時，該系統尚未完全發展。這些車輛後來被英國陸軍作為定價研發和供應合約的一部分回購。第一輛量產型履帶式短劍飛彈系統於1981年初在惠靈頓軍營驗收，並於1983年在多特蒙德附近的納皮爾軍營的皇家砲兵第22防空團第11防空砲兵連服役。

在曳引式短劍野戰標準B型系統投入使用後，履帶式短劍飛彈也迎來一次升級，除了改用野戰標準B型系統外，也配備平面相控陣雷達、目標選擇裝置及增強型熱成像跟蹤器，確保此型號無需盲火跟蹤雷達支援即可具備全天候作戰能力。

該型號的支援車輛為一輛改裝的M548運輸車，可運送備彈、救援士兵及配備野戰工具包、口糧和水。另外一輛M548則被配置為皇家電機工程軍團的前進地區支援小組，裝載測試設備和備用零件。

海灣戰爭期間，英國皇家第12、16砲兵團的履帶式短劍飛彈連迅速配備衛星導航系統以供沙漠環境使用，為部署的裝甲部隊提供機動防空火力支援。

此型號最終在20世紀90年代初退役，原因是新發行的曳引式野戰標準C型系統嚴重欠缺操作人員。此後它被安裝於阿爾維斯·斯托默裝甲車上的星光防空飛彈取代。

野戰標準B型/B1型（英語：）是原版短劍飛彈系統的升級型號。在使用野戰標準A型不久後，包含許多基礎升級系統的B型便迅速問世。搜索雷達經過特殊設計，可在受到反輻射飛彈攻擊時迅速關閉隱蔽。野戰標準B型也吸取福克蘭戰爭的教訓，新裝備的指點桿系統安裝於頭盔上，使火力單元的指揮官能以頭部朝向讓發射器自動轉向。在短劍飛彈的暗火型號投入運用後，未改裝的原版野戰標準B型便被更名為野戰標準B1型。

雷射火力（英語：）是升級光學瞄準裝置的版本。隨著短劍飛彈系統的一系列升級和安裝新組件，生產成本因此節節攀升。為了滿足國際市場对低成本系统的需求，英國飛機公司於1982年開始開發名為雷射火力的新型號，此型號使用新的光學雷達成像系統取代原來的光學跟蹤器，該系統體積較小，使整副裝置可以安裝在單個底座上，再安裝於卡車或其他平板車輛。

雷射火力型號使用毫米波都卜勒雷達。由於其掃描頻率非常高，且能夠將波束形狀從窄方位角和高仰角轉換為寬方位角和窄仰角，因此雷射火力型號能夠通過檢測直升機旋翼槳葉的運動來規避多徑干擾，使其能偵測在低空或高雜波區域懸停或行進的直升機。

該型號的交戰程序與原版短劍飛彈系統類似，但改用高功率釹雅鉻雷射指示器照射並自動跟蹤目標。飛彈在發射後，雷射將交替照射目標和飛彈以確定兩者位置並進行導引。因此雷射火力型號象徵著對原版光學系統的重大升級，使其能夠自動跟蹤目標，達到半自動交戰效果並大大降低操作員的技能和培訓要求。

不過雷射火力型號也不再具有原版光學系統可執行的遠距離識別敵機任務，且該型號的跟蹤系統雖能夠在夜間運行，但仍是以原版的光學鎖定模式捕獲目標。

野戰標準B2型/短劍90型/暗火（英語：）是內建新型光電跟蹤系統，使短劍飛彈系統獲得被動紅外型全天候作戰能力的版本。1985年，英國飛機公司開始開發一種新型光電跟蹤系統，準備用新的紅外熱成像儀取代原版的光學系統，以提高其夜間作戰能力，因此這個版本被稱為暗火型號。新系統的試驗於1987年開始，並於1990年作為野戰標準B2型投入運行，早期的B型則被更名為B1型。該系統也被稱為短劍90型，紅外熱成像儀的冷卻系統由壓縮氣體瓶提供。

野戰標準B2型還引入許多改進，大大提高短劍系統的性能。首先也是最重要的是安裝新式戰術控制台，使火力單元的指揮官能遠程控制其他車輛的飛彈發射器，發射底座本身也從原來的4發底座升級為6發，從而提升砲兵連的作戰能力。最後，搜索雷達更改為新型平面相控陣雷達，不過性能與早期型號大致相同。

1988年，使用近炸引信的改進型彈頭開始進行測試，以便使短劍飛彈能夠打擊難以直接擊中的較小目標，特別是小型的軍用無人機。自1989年，以Mk.1E型為起始的一系列飛彈型號開始陸續開發及生產。

1992年，陸軍簽署一份合約，將所有的短劍飛彈升級為加裝近炸引信的改進版。一項於1986年進行研發的Mk.2型飛彈在吸收後來近炸引信型號的經驗後，進行徹底的重新設計，並於20世紀90年代中期正式投入使用。新型飛彈結合許多當時最先進的技術，包括：

• 馮·卡門設計超音速空氣動力學外型

• 雙節層疊式固體燃料引擎

• 使用陶瓷基板的印刷電路板

• 全新的電子系統和軟體

• 專用數位模擬特殊應用積體電路

• 高性能電子對抗前台和經過冗餘加密的命令鏈路

• 結合卡爾曼濾波器的全數位化自動駕駛儀

• 使用旋轉雷射環之速率陀螺儀的慣性導航系統

• 聚酰亞胺絕緣電纜線

該飛彈戰鬥部有兩個版本：Mk.2A型號為用於正常防空任務的近炸引信，而Mk.2B則使用成型裝藥戰鬥部和空陸兩用引信，可用於對付輕型裝甲目標及空中目標。

於愛沙尼亞參加北約演習的英軍野戰標準C型短劍飛彈系統。由左而右分別為匕首搜索雷達、盲火跟蹤雷達及傑納斯飛彈發射器。

野戰標準C型/短劍2000型/傑納斯（英語：）是短劍飛彈家族最後一個問世的型號。1992年，短劍90型推出後不久，英國飛機公司旗下貝宜動力公司便推出另一個重大改進版本，該系統在英國服役時使用“短劍2000型”或“野戰標準C型”的名字，成為短劍飛彈的最後一個升級型號。野戰標準C型系統的開發始於1983年，[20]該系統於1996年首次列裝於英國軍隊。此時冷戰已經結束，英國的防空能力顯著下降，儘管每個火力單元都配備盲火雷達，但砲兵連數量及編制卻逐漸被裁撤、縮編。該版本還有一個外銷版本，稱為傑納斯（Jernas）。馬來西亞是傑納斯的第一個出口客戶。

野戰標準C型實際上使用一個新的光電制導系統，儘管盲火雷達幾乎沒有變化，而且發射系統仍可兼容Mk.1和Mk.2飛彈。搜索雷達從發射器上拆除為一個獨立的單元，每個發射器有8發飛彈底座。

自盲火雷達推出以來，短劍飛彈越來越依賴使用雷達進行制導，因此原來的搜索雷達被升級為更現代化的型號。新的匕首搜索雷達由阿萊尼亞·馬可尼系統提供，[21]為一款帶有集成科索爾Mk.10敵我識別系統的三維脈衝都卜勒雷達。匕首搜索雷達具有專屬的拖曳卡車，因此不再需要發射器單元頂部的搜索雷達罩，取而代之的是一個更現代的球形光電跟蹤系統。此光電跟蹤器使用史特林循環冷卻器代替壓縮冷卻氣瓶，體積更小的電子設備大大降低整個發射器的高度，並允許將發射底座增加至8發。

在作戰程序上，短劍2000型與早期配備盲火雷達的飛彈系統類似。通過目視或匕首搜索雷達捕獲目標，然後用盲火跟蹤雷達或光電跟蹤器跟蹤目標。光學系統可以單獨用於跟蹤飛彈，也可以像原來的系統一樣用於制導。在任何一種情況下，交戰過程都是完全自動的，不需要操作員手動操作。光電跟蹤裝置還可以在關閉搜索雷達時單獨使用，通過被動跟蹤目標的紅外熱源而使反輻射飛彈無法追蹤雷達無線電而攻擊本防空系統。