При разработке новой модификации, получившей обозначение «Мираж» IIIE, главной целью конструкторов стало увеличение емкости внутренних топливных баков и замена оборудования на более современное. Кроме этого, Франция получила в свой арсенал тактическое ядерное оружие, и военные потребовали оснастить им новые истребители-бомбардировщики. Генералы видели основное назначение самолета в нанесении тактических ядерных ударов с малой высоты в любых метеоусловиях с сохранением возможности ведения воздушного боя и выполнения перехвата.
В качестве базовой конструкции для переделки выбрали шестой предсерийный «Мираж», на котором удлинили фюзеляж за счет 30-сантиметровой вставки за кабиной пилота. Кроме увеличения объемов топливных баков до 2432 л, это позволило выдвинуть кабину вперед и поставить ее перед воздухозаборниками, что улучшило обзор в стороны и вниз.
На самолет установили экономичный и мощный двигатель «Атар» 9С-3 с максимальной тягой 6200 кгс. У этого ТРД было новое сопло с 18-ю створками, что позволило более точно управлять его диаметром. С целью уменьшения донного сопротивления форму хвостовой части истребителя перепроектировали. Претерпела изменения и форма киля. Кроме этого, конструкторы усилили крыло, теперь на него можно было подвесить до 4000 кг груза или огромные топливные баки емкостью 1700 л.
Полет истребителей «Мираж» IIIE с использованием ЖРД
Низковысотный полет австралийского «Миража» IIIOA
Разобранный «Мираж» IIIO загружен в «Геркулес» для доставки в Австралию. 1963 г.
Замена пушечного лафета на «Мираже» IIIOA
Возможность использования ракетного ускорителя на «Мираже» IIIE сохранили. Как и прежде, вместо него можно было установить топливный бак емкостью 546 л.
Самолет оснастили новым радиолокатором «Сирано» ИВ и системой TACAN, а под носовой частью закрепили доплеровский измеритель путевой скорости и угла сноса (ДИСС), совместной разработки фирм CSF и Marconi. Информацию о пространственном положении самолета выдавала курсовертикаль Bezu CCV 180. Аэродинамические параметры измерялись системой воздушных сигналов Crouzet 22. Навигационная информация выводилась на большой специальный индикатор.
Все эти приборы работали в одном комплексе, образуя бортовую навигационную систему, одну из первых в Европе. Она позволяла совершать полет в один из 12 заранее заданных пунктов. Координаты каждого пункта маршрута записывались в виде комбинаций сквозных отверстий на пластиковых карточках, которые вставлялись в специальный оптический считыватель на приборной доске. Пилот поворотом ручки выбирал нужный пункт, вычислитель автоматически рассчитывал оставшуюся до него дальность и указывал нужный курс, а автопилот вел самолет в заданном направлении. Прицельная марка, пилотажная информация, дальность до цели и текущий курс выводились на стекло прицела CSF-97 в кабине, который с этого момента уже можно считать индикатором на фоне лобового стекла (ИЛС).-
При действии по наземным целям пилот переключал радиолокатор в режим сканирования земной поверхности, и изображение радиолокационноконтрастных целей (корабли, танки, мосты, дома и т. д.) появлялось на экране индикатора. А вычислитель прицела обеспечивал автоматическое и полуавтоматическое бомбометание, как с горизонтального полета, так и с полупетли. Кроме того, новая РЛС помогала летчику избежать столкновений с наземными препятствиями в полете на малых высотах, показывая на экране индикатора линию горизонта. Подобные технические возможности прицельной и навигационной систем самолета выводили его на очень высокий уровень в мире. По оборудованию «Мираж» IIIЕ уступал только американским истребителям.
Первый полет самолета состоялся 5 апреля 1961 г. в Истре. Пилотировал машину Жан Коро (Jean Coureau). Летные испытания показали, что увеличение взлетной массы машины более чем на 1500 кг практически не ухудшило основные характеристики. Единственное отставание новой модификации проявилось в скороподъемности. Так, на набор высоты 16000 м и разгон до скорости 2М «Мираж» IIIE затрачивал 8 мин, а «С» делал это на 40 с быстрее. Но вот характеристики по дальности полета резко улучшились.
Состав вооружения «Миража» IIIE расширился. В него добавили управляемые ракеты класса «воздух-земля» AS.30, бомбы различного назначения, тактическую ядерную бомбу AN-52. В конце 1960-х гг. «Миражи» вооружили противорадиолокационными ракетами Martell AS.37 совместной англо-французской разработки.
В 1965 г. первым французским подразделением, перевооружившимся на «Мираж» IIIE, стала третья эскадрилья «Альпы» из 13-й эскадры. Всего было закуплено 183 самолета, которыми вооружили 4 боевые эскадры французских ВВС. До 1968 г. все «Миражи» имели серебристую окраску, а затем были перекрашены в серо-зеленый камуфляж.
114 самолетов «Мираж» IIIE без оборудования для применения ядерного оружия поставили на экспорт. Наиболее крупным заказчиком новой модификации истребителя стала Австралия. В 1960 г. «Мираж» IIIE под обозначением IIIO там выбрали для замены самолетов Sabre. Первый заказ включал 30 истребителей, затем их количество увеличили до сотни. Причем планеры, двигатели, оборудование и окончательную сборку этих самолетов решили производить в Австралии по лицензии. Первые два «Миража» ИЮ строились во Франции. 9 апреля 1963 г. их торжественно передали представителям ВВС Австралии. Следующие 11 машин собрали из французских комплектующих на государственном авиазаводе в Мельбурне. Остальные 98 самолетов, получивших обозначение «Мираж» IIIOA, были уже австралийского производства.