全球積極發展無人機技術,國軍如何急起直追以面對中共威脅? | 王臻明 | 鳴人堂
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全球積極發展無人機技術,國軍如何急起直追以面對中共威脅?

無人機在俄烏戰爭發揮了重要作用。圖為烏軍用無人機投擲炸彈,攻擊俄軍坦克。 圖/路透社
無人機在俄烏戰爭發揮了重要作用。圖為烏軍用無人機投擲炸彈,攻擊俄軍坦克。 圖/路透社

之前亞塞拜然與亞美尼亞的衝突中,無人機初試啼聲,受到世人的矚目。這一次的俄烏戰爭,無人機更進一步創下豐碩的戰果,無庸置疑已是未來戰場上的關鍵武器。台灣過去的無人機發展頗為緩慢,但受此刺激,已決心加快腳步推動研發工作。

據媒體報導,過去只有偵察能力的銳鳶無人機,將推出可發射火箭彈的第二代機型。而換裝了新型引擎的騰雲二型無人機,則已首度出海進行了長時間的滯空飛行測試,未來除了執行偵察任務,也很有可能會配備空對地飛彈,讓國軍獲得無人機的精準對地打擊能力。

不過,先進國家發展無人機已經有很長的一段時間,除了最基本的偵察與對地打擊能力外,近年來也積極朝下一階段邁進,如引進人工智慧系統,並嘗試發展無人機的空戰能力。由人工智慧系統來輔助操控無人機,可大幅減輕無人機飛行員的工作負擔,這代表能由一個無人機飛行員,操控多架無人機;或由在空中的傳統戰機飛行員,同時操控無人機,讓無人機具備與傳統戰機協同作戰的能力。這種稱為「忠誠僚機」(Royal Wingman)的新型無人機,被認為將全面改變空戰形態,讓許多國家寄予厚望。

銳鳶無人機。 圖/取自中華民國海軍臉書粉專
銳鳶無人機。 圖/取自中華民國海軍臉書粉專

美軍積極發展無人機技術

在目前無人機當中發展最快的是,澳洲皇家空軍與波音澳洲分公司所合作的MQ-28A幽靈蝙輻(Ghost Bat)無人機,以及美國空軍研究實驗室與克拉托斯(Kratos)公司一起發展的XQ-58A女武神(Valkyrie)無人機。

兩者的共同特點,是採用大量的人工智慧輔助系統,可自行操控,並具備匿蹤能力,能配合匿蹤戰機一起執行作戰任務。不只能代替傳統戰機飛入危險空域,從事各種高風險工作,因為還擁有一定的空戰能力,必要時也能保護傳統戰機的安全。一架傳統戰機就可操控多架滿載各式飛彈與炸彈的無人機,讓整體戰力倍增。

雖然MQ-28A與XQ-58A有非常多類似的地方,不過兩者的發展方向其實有很大的不同。MQ-28A是澳洲皇家空軍極為重要的發展計畫,側重於匿蹤能力與多用途性。過去會利用無人機來執行危險任務,是因為無人機不會有人員犧牲的問題,還擁有長時間滯空能力,但其實與一般飛行器一樣容易被擊落。

圖為澳洲皇家空軍與波音澳洲分公司所合作的MQ-28A幽靈蝙輻(Ghost Bat)無人機。 圖/澳洲國防部
圖為澳洲皇家空軍與波音澳洲分公司所合作的MQ-28A幽靈蝙輻(Ghost Bat)無人機。 圖/澳洲國防部

匿蹤無人機大幅強化了傳統無人機的存活率與隱蔽性,擁有很大的優勢。如美軍已曝光的RQ-170哨兵(Sentinel)無人匿蹤偵察機,在空中偵照時不易被防空飛彈系統發現,就是一個很好的例子。許多證據更指出,美國可能還有另一款更為先進的高空匿蹤偵察機RQ-180,不過目前外界所知不多。

美國的XQ-58A則隸屬於一個「低成本可消耗飛行器科技」(LCAAT)計畫。顧名思義,這個計畫是要發展便宜、可負擔的無人機,因此XQ-58A的許多設計都有妥協,只有局部匿蹤能力,採用貨櫃儲存,用滑軌發射,以降落傘回收。雖然性能比不上最先進的無人機,但擁有可以大量生產部署的優點,而且也不怕犧牲消耗。

戰時美軍能以量取勝,使用大批的XQ-58A來壓制敵人,這種蜂群戰術也是未來無人機的發展重點之一。美國海軍就曾用一架超級大黃蜂戰機,在空中施放大量的微型無人機,測試癱瘓敵方的雷達系統。同時利用大量便宜的無人機來消耗敵方的防空飛彈,也是正在快速發展的新戰術。

XQ-58A女武神於2019年3月5日在亞利桑那州尤馬試驗場首次飛行。 圖/維基共享
XQ-58A女武神於2019年3月5日在亞利桑那州尤馬試驗場首次飛行。 圖/維基共享

此外,美國海軍陸戰隊打算利用無人艇來發射大批無人機,做為兩棲登陸前的偵察與火力打擊前鋒。這種由無人載具來搭載無人機進入戰區的做法,可以減少施放無人機的危險,也能解決小型自殺式無人機航程太短的問題。小型自殺式無人機又被稱為繞行式械彈系統(Loitering munition system),在完成偵察工作後,能直接攻擊目標,相對便宜的造價,可大量採購部署,如蜂群一樣發動攻擊。

比方說,此次被美國送往烏克蘭,支援對抗俄軍,而聲名大噪的彈簧刀系列無人機,就正在研發由無人履帶裝甲車攜行發射的模式。一輛發射車預計將搭載數十具彈簧刀無人機,能在瞬間提供強大的偵察與火力支援。

圖為由GDLS與無人機廠商AeroViroment公司合作開發的TRX無人履帶裝甲概念車。 圖/取自AeroVironment推特
圖為由GDLS與無人機廠商AeroViroment公司合作開發的TRX無人履帶裝甲概念車。 圖/取自AeroVironment推特

無人機技術的多元發展

以無人載具來發射無人機,說明了無人機的起飛方式已經變的非常多元,甚至還出現以大型無人機發射小型無人機的測試。如MQ-9死神(Reaper)無人機日前就在空中試射了小鷹(Eaglet)匿蹤無人機,希望利用這種小型無人機來延伸作戰範圍,並減少昂貴的大型無人機進入危險空域的機會。

此外,無人機也登上航空母艦,以彈射的方式飛起。如美國海軍的MQ-25A刺魟(Stingray)無人空中加油機,就能在航艦上自行起飛降落,擔任空中加油站。中國的山東號航空母艦近日也曝光操作艦載無人機以執行偵察任務的畫面。

而缺少全通式飛行甲板的一般水面艦艇,過去大多採用滑軌發射、攔截網回收的方式來操作無人機。但類似V-22運輸機,可垂直起降的定翼式無人機,也已經出現。美國一款命名為V-Bat的無人機,就具備垂直起降能力,並能在起飛後於空中轉換飛行姿態,以定翼式無人機的方式飛行,兼具旋翼機的便利性與定翼機的飛行性能。V-Bat的出現代表定翼式無人機也可以在一般水面艦艇的狹小甲板上自由起降,甚至是在潛艦上浮時,或缺乏跑道的前線戰地操作,讓無人機的使用更具彈性。

美國V-Bat無人機,具備垂直起降能力,並能在起飛後於空中轉換飛行姿態,以定翼式無人機的方式飛行,兼具旋翼機的便利性與定翼機的飛行性能。 圖/Martin UAV公司
美國V-Bat無人機,具備垂直起降能力,並能在起飛後於空中轉換飛行姿態,以定翼式無人機的方式飛行,兼具旋翼機的便利性與定翼機的飛行性能。 圖/Martin UAV公司

除了這些已經開始投入現役或展開測試的無人機技術,還有更多仍在概念設計或技術驗證階段的新發展。如各國都在研究如何延長無人機的滯空時間,這包括更有效率的飛行程式,使用混合動力系統,在機身上安裝太陽能面板,或進行遠端充電。特別是利用雷射或微波等方式,從遠方直接供應電能,讓無人機的航程可以無遠弗屆的新嘗試,最為吸引人。這種遠端充電技術雖然還在非常初步的開發階段,但已被寄予厚望。可以永不落地的高空無人機,將能取代相對昂貴的人造衛星,徹底顛覆目前的太空產業。

另外一個未來的兵家必爭之地,是高超音速無人機。如同近年來各國競相發展的高超音速飛彈一樣,能以超越五倍音速飛行的無人機,將擁有極高的戰略與戰術價值。首先這種高超音速無人機難以攔截,其次是這麼快的速度,代表攻擊迅速,航程也非常的遠,等同於擁有跨洲打擊、甚至是全球作戰能力。

高超音速的技術不論是在偵察、運輸、攻擊等方面,都會讓無人機的應用,更上一層樓。不過這種高超音速無人機的發展也在起步階段,中國的「無偵-8」超音速無人機,雖然號稱可達六倍音速,但一般認為只能在俯衝時短暫達到這樣的高速,距離真正的高超音速無人機還有一段距離。

無偵8型具有兩個火箭噴嘴,其動力應為液態燃料火箭引擎,可利用較長的燃燒時間延長飛行距離。 圖/取自中國軍網
無偵8型具有兩個火箭噴嘴,其動力應為液態燃料火箭引擎,可利用較長的燃燒時間延長飛行距離。 圖/取自中國軍網

台海環境威脅下的戰力思考

綜合來說,下一階段的無人機熱門發展方向包括了人工智慧、空戰能力、匿蹤性能、便宜的造價、蜂群化攻擊、由無人載具酬載發射、垂直起降能力、更長的滯空能力、高超音速等。而許多國家也依不同的國防需求,在研究適合自己的功能,如土耳其就在發展無人機的海上掃雷技術。

台灣終於開始正視無人機的重要性,這是好事,但在努力迎頭趕上之時,或許可以思考一下國軍需要的是什麼功能,應該投資的方向在哪裡。選定自己有能力發展,符合台海作戰環境的幾個項目,開始儲備技術,預做長遠的規劃。

比如台灣四面環海,反登陸作戰已是台海衝突的最後一個階段,無人機的對地打擊能力在作戰前期難以派上用場。因此發展無人機的制海反艦能力,可能是國軍值得考慮的方向。

騰雲二型無人機已逐步具備海上長程飛行的能力,雄風二型反艦飛彈則在過去由A-3與IDF試射過,空射型的雄風三型超音速反艦飛彈也正在發展中,未來是否能整合在一起,不妨嘗試看看。讓騰雲二型無人機除了可以擔任海上偵蒐任務,做為岸置反艦飛彈的耳目外,還能直接攻擊中國的渡海船團,更具時效性,成為不對稱作戰的新戰力。

空軍新竹基地營區開放活動展示騰雲無人機(MU-1612)。 圖/維基共享
空軍新竹基地營區開放活動展示騰雲無人機(MU-1612)。 圖/維基共享

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