百年變遷 無人機戰場新利器
中央社/游凱翔、吳書緯、王柔婷、陳玟憲
發布時間/2025.1.21
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無人機近年在各領域應用廣泛,2022年俄烏戰爭爆發,無人機在軍事上的多元用途,成為不對稱作戰的利器。中央社透過無人機專題系列報導,帶領讀者認識軍用無人機在台灣的發展、運用和產業化。
源自一次世界大戰 從4種飛行原理認識無人機
無人機(Unmanned Aerial Vehicle, UAV):沒有駕駛員操縱的飛行器。
無人機在第一次世界大戰期間就已誕生,囿於無線控制技術不發達,當時是採機械原理來控制螺旋槳旋轉的圈數,讓無人機可飛行至敵方陣地進行攻擊,但易受環境干擾,導致無人機的飛行誤差大、攻擊效果差,對戰局的影響不大。而當今的無人機主要有4種飛行樣貌:多軸旋翼機、單旋翼機、定翼機、複合構型無人機(VTOL)。
多軸旋翼機:一般是複數4旋翼、6旋翼,可垂直起降、停懸,但抗風能力較差,受限機載電池容量,負載能力與飛行時間、航程較差。例如:Align M690L 亞拓六軸空拍機、國軍「軍用商規」監偵型無人機。
單旋翼機:可垂直起降、停懸,抗風能力較多軸旋翼機佳。例如:戰術型近程無人飛行載具、AXH-E230RS無人直升機。
定翼機:螺旋槳轉動時產生氣流,氣流經過機翼產生升力和向前飛行的動力,適合高負載、長航程任務,但無法懸停,需要起降場地或投擲起飛、攔截降落設備。例如:銳鳶無人機、騰雲無人機。
複合構型無人機:結合定翼與旋翼特性,通常稱「VTOL無人機」,此類機型可垂直起降並採固定翼飛行,可勝任高負載長航程任務。但因飛行控制相對複雜,需要透過電腦程式實現精準的轉態控制。例如:空中巴士「CityAirbus NextGen」、Honda eVTOL。
無人機的飛行動能仰賴電池、內燃機動力或是混合動力。混合動力指以引擎發電或氫燃料電池發電,或同時使用兩種不同動力來源驅動機體。
目前台灣無人飛行載具,定翼機與單旋翼機多採電池動力或燃油動力。多軸旋翼機因機體飛行操作原理,主要使用電池動力;複合構型機除使用純電池動力,亦有採混合動力,以內燃機推動水平飛行時的螺旋槳,並將內燃機與發電機結合,提供電力給飛控電腦等機體設備。
從對戰局影響不大到眾所矚目,無人機技術突進的關鍵在於,晶片和微電腦的性能提升,大幅增強飛控系統、導航模組及資料處理的能力。例如,高精度慣性導航模組成功整合加速計、陀螺儀、磁力計和氣壓計等感測器,提升飛控與導航的準確性。
無人機為什麼在軍事上越來越重要?
無人機的應用最早始於軍事用途,以美軍為例,1970年代越戰期間,美軍已透過火蜂(Fire bee)等無人機擔任偵察、電子截聽等任務,以減少戰機、飛官折損,但當時仍非戰事要角。直到1991年波灣戰爭、2001年阿富汗戰爭、2003年伊拉克戰爭、2019年沙烏地阿拉伯油田襲擊事件、2020年兩亞戰爭,尤其是2022年俄烏戰爭後,無人機的運用才逐漸成為顯學。
美軍在越戰使用「瑞安-147」(Ryan Model 147)系列無人偵察機和「QH-50」系列無人直升機,共出動約3400架次執行偵察和電子偵蒐等,所獲空偵照片占美軍偵察總數80%,減少人機損失率和傷亡率。(維基共享資源,公有領域)
無人機具避免人員傷亡、精巧靈活、隱密性高、費用少、機動性高等多項優點,各國均積極研發,以執行情蒐、早期預警及攻擊等任務。最重要的是,其多面向的戰術彈性及價值,為台灣建構「不對稱戰力」的重要關鍵;但同樣的,反制無人機的能量也是重中之重。
不過,無人機的崛起會造成其他軍事裝備「無用武之地」嗎?
烏克蘭戰車在頓內茨克南部遭俄羅斯軍隊摧毀。(路透社)
以戰車為例(戰機過去也曾出現機砲無用論),社群網站上多次披露俄烏戰爭,俄軍、烏軍的戰車遭無人機擊毀的畫面,外界開始討論「戰車無用論」、「貴而無用(戰車造價高於無人機)」,但須思考,現行有無任何低價武器可發揮戰車在進行陸地機械化快速攻擊的優勢,如果有就是無用,反之若是沒有,那就是有用。
此外,成功擊毀戰車的一方,必然會在社群上釋出畫面作為成功案例遂行認知作戰,但那並非戰場全貌。無人機的出現,應與其他軍事裝備相互搭配,發揮「1+1>2」的效用。
無人機成熟應用的重要時間點
1930
美國海軍大量購入Radioplane OQ-2無人機作為防空艦砲靶機。
1991
波灣戰爭,美軍透過RQ-2先鋒號(Pioneer)等無人機在戰場日夜偵蒐,大幅降低官兵折損風險。
2001
阿富汗戰爭,美軍掠奪者(Predator)無人機成功阻絕敵軍並擊毀多處軍事目標,開啟軍用無人機執行戰鬥攻擊任務的角色,顯示「偵打一體」功能的重要性。
2003
伊拉克戰爭,美國在戰場上部署的無人機數量高於阿富汗戰爭,並在戰場使用RQ-4全球鷹(Global Hawk)無人機,可在6萬呎高空作業並鎖定敵目標。
2019
沙烏地阿拉伯油田襲擊事件,葉門胡塞武裝以無人機襲擊沙國油田引發火災,由於無人機反射截面積小,加上飛行速度、高度顯示在雷達上與「鳥類」相近,被部署在油田周邊的愛國者防空飛彈忽略。
2020
兩亞戰爭(亞塞拜然、亞美尼亞),亞塞拜然運用以色列製Harop及土耳其製無人機TB-2,偵蒐標定、攻擊亞美尼亞地面目標,並運用網路力量將戰果上傳網路,對亞美尼亞遂行認知作戰,導致亞美尼亞內部壓力大增、民眾上街示威,形成內憂外患局面。
2022
俄烏戰爭,烏克蘭以小博大運用各型無人機,包含土耳其製TB-2、美援的彈簧刀(Switchblade)、鳳凰幽靈(Phoenix Ghost)及波蘭的戰友(Warmate)等,並進一步將低成本商用無人機,改裝成能投彈或攜帶炸藥的自殺式無人機,扮演遊蕩彈藥角色。
台灣與無人機大國的無人機使用現況
台灣在俄烏戰爭後,急起直追發展及採購無人機,並成立無人機訓練中心。目前台灣的無人機來源分為國造(軍用、軍用商規)、對美採購。
國產軍用無人機(含尚在研製中):騰雲二型、銳鳶二及三型、紅雀二型及三型、劍翔反輻射無人機(反輻射型、誘敵型、衛星定位攻擊型、目標影像攻擊型)、巡飛彈無人機(一型單兵攜帶、二型多聯裝)。
對美採購:MQ-9B高高空無人機、彈簧刀300、Altius-600M
美國是無人機大國,迄今投入超過1萬架在軍事用途,包括偵蒐及打擊。依重量、飛行速度、操作高度等條件,區分為Group1至Group5等5類別。
近年發展聚焦「相容性/相互操作性 Interoperability」、「自主化Autonomy」(朝具AI智慧、機器學習、蜂群編隊、與武裝化自動作戰任務)、「網路安全Secure Network」(避免敵方駭侵我方無人機)、「人機協同Human-Machine Collaboration」(類似忠誠僚機概念,使有人機與無人機能聯合作戰)等4面向。
日本雖然啟動自研無人機,但目前來說,機種也大多為美製。
日本對美採購MQ-9B、MQ-4、RQ-4等多款無人機,部署於日本各大基地,並強化西南諸島的離島防衛。
2022年12月在航空自衛隊三澤空軍基地,成立首個無人機專責操作單位「偵察航空隊」,編制約130人,編配3架 RQ-4B Block 30(I)全球鷹(Global Hawk)無人偵察機,主要執行情監偵任務,強化應對區域威脅能力,提升美日同盟作業互通性與強化「偵察嚇阻」。
鑑於少子、高齡化問題導致招募挑戰,因此無人機未來勢必成為日本自衛隊主力載具。
鏡頭往西移,土耳其是台灣近年在無人機領域密切關注的對象,雙方曾在2023年2月簽署「無人機聯合發展與人才交流」合作備忘錄。
土耳其1996年對美採購RQ-1掠奪者無人機、2005年向以色列採購蒼鷺(Heron)無人機後,開始投入無人機領域,從外購到自製快速發展,為他國所借鏡。
2014年自製TB-2無人機首飛(可搭載4枚導引飛彈),現已外銷烏克蘭、亞塞拜然、波蘭等國;近期的遊騎兵(Akinci)無人機為外界關注重點,並與羅克珊工業(Roketsan)推出Alpagut巡飛彈無人機,航程超過60公里,可攜帶11公斤彈頭打擊陸地、海上目標,有望推出艦射版本。
若談到無人機外銷出口國,不能不提以色列。以色列長期處於戰爭威脅,1980年代起以無人機執行偵照任務,現已是軍用無人機出口大國,擁有逾50家無人機公司、研發超過170款機型。
以色列的蒼鷺(Heron)偵蒐型無人機,外銷至法國、印度等約14國家;哈比(Harpy)反輻射無人攻擊機,出口至土耳其、印度、亞塞拜然、韓國等國;新一代哈洛普(Harop)光電影像無人攻擊機,出口至土耳其、印度、亞塞拜然及新加坡等國。
有別於各國的單打獨鬥式發展,歐洲採資源整合策略。
歐盟藉國際合作、策略聯盟模式共同投入研發經費,主要由德國、法國、西班牙及義大利推動,投入歐洲中空長程遙控飛行系統(European Medium Altitude Long Endurance Remotely Piloted AircraftSystem),規劃2028年將採歐洲自行研製的軍用無人機,取代向以色列租用的蒼鷺(Heron)無人機。
目前的代表性產品為:實驗性的「神經元」(Neuron)無人機,由法國、義大利、瑞典、西班牙、瑞士和希臘等6個歐洲盟邦合作開發,具備先進匿蹤、自主技術和優異的指管系統,於2012至2022年共完成170次飛行測試,性能已獲初步驗證。
無人機在未來將朝向能遂行獨立作戰的目標前進,因此除了人工智慧(AI)應用為重中之重外,若無法有效地透過包括衛星在內等各種形式進行「導控」,光擁有再強的無人機本體也是無用武之地;反觀台灣,位處極權主義的的第一線,且長年面對中共的文攻武嚇,台灣勢必得強化無人機的研發與應用,更重要的是,台灣在未來將擁有超過千架不同種類的無人機,如何聯合作戰並遂行有效的戰術,中央社將在「無人機專題,系列2」中進一步探討。
訪談對象與資料來源(按姓名筆畫排序):
尖端雜誌主任編輯李思平、國立虎尾科技大學飛機工程系系主任宋朝宗、前空軍飛彈預警中心指管長周宇平、淡江大學國際事務與戰略研究所助理教授林穎佑、台灣軍警戰術研究發展協會常務理事陳柏宏、中華戰略前瞻協會秘書長揭仲、國防院中共政軍與作戰概念研究所副研究員舒孝煌、國防院國防戰略與資源研究所長蘇紫雲、General Atomics、AeroVironment、Anduril、Wikipedia、Baykar、IAI、Dassault Aviation