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國際無人機軍備競賽與戰略意涵研析

國際無人機軍備競賽與戰略意涵研析

國政研究 國安

作者: 曾復生 ( 2023年4月20日 15:13)
關鍵字:無人機 國家安全 國防戰略

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(圖片來源:Wikimedia Commons,國家中山科學研究院航空研究所騰雲大型無人機。)

一、前言


美國防部2022年10月27日發布《國防戰略報告》、《飛彈防禦評估》,以及《核武態勢評估》,依據《2022年美國國家安全戰略》,視中共為頭號戰略競爭對手,揭示嚇阻中共日益增強的多領域威脅,增強本土防衛;嚇阻對美國、盟國、夥伴的戰略攻擊;嚇阻侵略,必要時為贏得衝突做好準備,首先是在印太地區應對中共挑戰,其次是在歐洲應對俄羅斯危險;建構一個有韌性的聯合部隊,以及防禦生態體系等四項優先任務,提出「整合性嚇阻」(integrated deterrence)概念,開始運用在俄烏戰爭,以及北約與印太盟國聯合軍演。


美國防長奧斯丁表示,「中國是目前存在的唯一,既有重塑國際秩序意圖、且越來越有實力的競爭者」。「整合性嚇阻」作為國防戰略核心概念,已經在美軍全面展開實踐,通過在國內整合資源、在國外聯合盟友,來打造平戰結合、軍民融合、核常配合、攻防一體戰爭能力和作戰模式,強調要將技術、作戰概念和各種能力,以適當方式組合交織在衛星聯結網路中,形成可靠、靈活和強大嚇阻能力。

奧斯丁還特別強調,美國防部首次將《國防戰略》、《核武態勢評估》、《飛彈防禦評估》同步發布,體現美軍「整合性嚇阻」概念正融入執行層面。當前,美軍評估新科技條件下戰場形態變化特點,積極發展陸海空天電網等,全域作戰空間和多樣化戰力建設路線圖。美軍除落實基礎建設對陸海空等戰力增加投入,還在太空、網絡、電磁頻譜,以及無人機系統(UAS)等給予特別關注,這些領域是未來戰場重要部分,也是「戰力倍增器」,形成以實力為核心的「整合性嚇阻」。

在強化無人機系統戰力領域,美國太空軍2022年11月成立「印太太空軍指揮部」,並證實可重覆使用的無人太空飛機(X-37B),已完成第6次太空飛行,共在地球軌道繞行908天,進行多項機密與非機密太空實驗與測試,暗示美軍能夠運用太空無人機,針對「中」、俄、北韓等國威脅,執行「整合性嚇阻」任務。此前,美國防部曾在2005年8月發布《無人機系統路線圖2005-2030》(Unmanned Aircraft Systems(UAS) Roadmap 2005-2030),強調發展「無人機系統」重要性,「國防部高級研究計劃局」(DARPA)開發多項UAS,成為美軍戰力重要組成部份。2022年12月初,美國空軍即發布B-21「突襲者」(Raider)新式轟炸機,可攜帶核子與傳統武器,具有無人駕駛與匿蹤能力。

2022年2月開打的俄烏戰爭,讓各方清楚認識無人機戰場作用,俄軍即使擁有先進野戰及區域防空能力,也難抵抗烏軍的土耳其製「旗手」(TB-2)無人機攻擊。隨後,俄軍動用伊朗製「見證者-136」(Shahed-136)自殺無人機,如同「徘徊型彈藥(炸彈無人機或巡飛彈)」(loitering munition),重創烏克蘭電廠等重要基礎設施,凸顯價格便宜的「窮人巡弋飛彈」威力可觀。從近期俄烏兩國針對「自殺式無人機」攻防,可以看出未來高強度軍事衝突新特質,在遼闊地域進行大規模衝突,無人機有很強生存能力,而且隨著戰事持續,雙方主戰裝備不斷損失,防空能力都持續下降,無人機的生存條件大為改善,戰場「性價比」明顯提高,成為影響戰局發展利器。

值得注意的是,現代戰爭首重爭奪戰場電磁頻譜控制權,通過軟硬手段切斷對手通信聯絡和指揮鏈,從而使部隊失去戰場情報和統一指揮。當前,中共利用「彩虹-6」等動力強勁、有效載荷大、留空時間長的大型無人機,裝載大功率電磁干擾和壓制設備,就可以執行戰場電磁頻譜壓制任務。這類大型無人機也能為大功率電磁壓制設備,提供足夠電力,影響上百公里範圍內的對手通信。此外,美軍大型無人機通信聯結「網狀作戰體系」,將凸顯靈活機動與精準能量,讓無人機系統(UAS)發揮「集群智能」戰力,成為美國防戰略「整合性嚇阻」重要環節。

二、從「巴黎與珠海航空展」看無人機演進


巴黎與珠海航展是「世界航空工業晴雨表」,在近幾屆航展透露「無人機系統」(UAS)發展態勢。二十多年來這兩大航展,參展的無人機系統覆蓋高中低空、遠中近程、大中小型,智能化、自主化、隱身化、集群化、可消耗等特點。2001年的巴黎航展上,美國首次展示「全球鷹」無人偵察機,凸顯無人機系統除進行遠距離遙控偵察外,還具備對地攻擊和發射導彈能力,成為航空與空中戰力發展新趨勢。2005年的巴黎航展上,各國展示研發的新型無人機,眾多軍用無人機在飛行速度、升限、使用半徑和任務載荷方面,都有很大提高和拓展。美國無人機「全球鷹」(RQ-4A)進行戶外實物展覽,俄羅斯展出「探測器系列」軍民兩用無人機,法國展出「神經元無人機」驗證機模型。


2009年的巴黎航展,美國「全球鷹」、法國「神經元」等無人機繼續參展,以色列展出「哈洛普自殺式無人機」,凸出先進數據鏈和「偵打一體」能力。2011年的巴黎航展上,美國軍方展出「收割者」(MQ-9B)偵打一體無人機,以色列展出「軌道-3」無人機,可以在軍艦上發射,採用降落傘、回收氣囊或攔阻網等多種方式回收,並可在短時間內做好下次飛行準備。2015年的巴黎航展上,土耳其推出「安卡」先進戰術無人機。法國「神經元」無人機以真機展出,被認為打破美國在無人機領域獨大局面,歐洲多國通過聯合研製「神經元」無人機,形成緊密互補合作聯盟。

2016年11月的珠海航空展,中共約70架無人機「集群飛行」打破美軍紀錄。此前,美國海軍無人機「集群飛行」數量為50架。「中國電科集團公司」(CETC)展館內,曝光世界最大規模「無人機集群編隊飛行」試驗視頻。視頻中,中共近70架無人機進行集群編隊連續起飛、降落實驗,並採用自主集群控制和動態無中心自主網絡。中共打破由美國海軍保持的「無人機集群編隊飛行」紀錄,凸顯中共在這一領域已取得突破性進展,進入「無人系統技術」領先梯隊,反映中共無人機作戰樣式,已從單平台向多平台「集群」作戰發展。

2017年的巴黎航展上,以色列研製的「軌道-4」多用途無人機,推動無人機裝備發展進入轉型期。「軌道-4」無人機是一個多任務平台,其自動控制、資訊處理、新材料等高新技術成熟,通過開放的架構,攜帶不同有效載荷,使用不同通信技術,可以在不同地區執行多樣化任務,對傳統作戰概念和戰爭形態產生強烈衝擊。2019年的巴黎航展上,法國展示中高空、長航時「歐洲無人機」模型。以色列展出「軌道-1K」等戰術無人機。從近幾場局部戰爭來看,無人機的軍事應用正由以「偵監」為主,向「偵打一體,攻防兼備」發展,無人機已成為軍事裝備重點。

2022年11月,第14屆珠海航展看到多種「雷射反無人機系統」。例如「中國航天科工集團」的反無人機體系中,就包括「LW-30雷射防禦武器系統」。它具備多目標打擊能力,可短時間多次射擊,打擊精度高,持續作戰能力強;同時,它射擊時不需要彈藥,主要消耗電能,使用成本很低。「LW-30雷射防禦武器」還具有反應快特點,僅需幾秒時間就能完成對目標切換瞄准。此外,「中國兵器工業集團」和共軍的室外展區,展出對抗無人機不同類型「車載雷射武器」。對付「低慢小」無人機,還可以選擇「微波武器」,它具備打擊距離遠、抗干擾能力強特性,能有效應對「集群目標」。顯示,無人機在戰場的「性價比」高,「反制無人機」重要性與日俱增,成為觀察國際無人機競賽虛實「新窗口」。

三、「俄烏戰爭」凸顯「炸彈無人機」巡飛彈戰力特質

英國《經濟學人》2022年12月引述「皇家聯合軍事研究所」(RUSI)報告指出,俄烏戰爭重要啟示有三,首先是人員與軍備分散部署;其次是傳統反擊武力的強化;最後則是無人機大量需求,以及對付無人機最重要辦法是「電子戰」。美國《華盛頓郵報》(The Washington Post)2022年11月19日指出,莫斯科與德黑蘭達成協議,將在俄國境內組裝生產「見證者-136」(Shahed-136)自殺無人機等武器,這種自殺無人機打擊精度不比巡弋飛彈低,夜間和複雜氣象條件下使用,效果比一些巡弋飛彈效果還要好,僅在抗干擾能力方面略遜一籌。顯示,這種價格便宜的「徘徊型彈藥(炸彈無人機或巡飛彈)」(loitering munition)如同「窮人巡弋飛彈」,在高強度軍事衝突的「性價比」已得到驗證。

俄烏戰爭已演變為現代戰爭技術條件下的游擊戰,或稱為「分布式戰爭」。烏軍利用「海馬斯火箭炮」以小單位規模四處游蕩,對俄軍重要目標實施「打帶跑」戰術。不過,俄軍利用長航時「偵打一體」無人機,對距離前線幾十公里地區進行持續監視,讓缺乏防空保護的烏軍「海馬斯火箭炮」發射車,在俄軍居高臨下的空中力量面前無所遁形,暴露行蹤就會遭到俄軍「偵打一體」無人機飛彈攻擊。10月以來,俄羅斯對烏克蘭基礎設施進行精準打擊,凸顯伊朗製「見證者-136」(Shahed-136)炸彈無人機戰力。

美國為烏軍提供的「彈簧刀」和俄羅斯的「柳葉刀」,這兩種炸彈無人機都在俄烏衝突中獲得戰績,擊毀對方大量裝備,包括無防護軟目標與裝甲車輛。特別是俄方最近公開顯示,「柳葉刀」炸彈無人機在偵察無人機配合下,擊毀多部烏軍S-300防空導彈系統發射裝置和雷達。10月10日後,俄軍使用伊朗製「見證者-136」無人機,攻擊烏克蘭關鍵基礎設施,其中一半以上發電廠遭摧毀。

伊朗製「見證者-136」炸彈無人機採用火箭助推,從地面發射車中發射。無人機飛行第一階段由火箭輔助起飛,發射後火箭立即被丟棄,由無人機的發動機接管。整個發射裝置安裝在軍用或商用車輛上,實現「打帶跑」戰術。「見證者-136」無人機能有效對付各型坦克,也能比較有效地對倉庫、廠房、基地等目標進行打擊,儘管單枚炸彈無人機戰鬥部重量相對較小,但可以採用「多枚齊射飽和攻擊」的方式,增加整體殺傷力。這種「自殺式無人機(炸彈無人機)」在俄烏衝突戰果很突出,是因為它的「性價比」與實現「飽和打擊」效果。在高強度軍事衝突中,一方武器裝備的可持續性,對於戰場勝負具有關鍵作用。


「見證者-136」如同「徘徊型彈藥(炸彈無人機或巡飛彈)」單價約2萬美元,是巡弋飛彈幾十分之一,卻能在俄烏戰爭中發揮戰力。目前,大部分廉價「徘徊型彈藥」都用GPS等進行制導,所以戰時必須要有效、可靠、適時壓制戰場的衛星導航信號。從「性價比」來說,這種集群廉價「炸彈無人機」的防禦難度很大,使用防空導彈攔截成本很不划算。「見證者-136」自殺無人機最大特徵是,將經濟可承受性和射程、精度很好地結合在一起。這類「炸彈無人機」在俄烏戰爭大量使用,會助推「自殺無人機」研製技術與戰場應用,未來它還可以和更先進、突防能力更強的彈藥結合使用,比如隱形巡弋飛彈、彈道導彈、高超音速導彈等。

四、美英澳強化「無人機協同作戰」

美「中」戰略競爭持續詭譎,拜登政府積極營造雙、多邊「印太戰略」格局,運用美日、美韓、美菲、美泰、美紐、美澳等雙邊軍事協防條約,強化「五眼聯盟」(FVEY)、「四方安全對話」(QUAD),以及「美英澳安全聯盟」(AUKUS)多邊安全協作機制,籌組「聯歐盟制中」、「海洋民主國家聯盟」、「美歐貿易與科技聯盟」等,布局「天下圍中,敲打中國」。2022年11月,就有約450名英國軍人與數百名澳洲軍人,飛往美國加利福尼亞州美軍「歐文堡」基地,參加為期兩周的「無人機協同作戰」演習,強化「美英澳安全聯盟」的「整合性嚇阻」能量,應對新形態的戰爭。

參加這次「美英澳融合計劃」軍演,包括剛成立的英國陸軍精銳「遊騎兵團」。英國、美國和澳洲軍隊,在演習中測試新的作戰技術。這些改進源於他們從俄烏戰爭吸取的經驗。訓練在類似烏克蘭開放平坦地形沙漠地帶進行。作為演習的一部分,「無人機群負責鎖定攻擊目標」,在沙漠越野車撲向目標的同時,英國的制導多管火箭系統(GMLRS),向美軍F-35戰鬥機偵測到敵方陣地發射火箭彈。

美英澳強化「無人機協同作戰」第二階段是,模擬在歐洲的陸地戰爭,大約4500名士兵參加「歐文堡」基地演習。參與演習的英國軍人來自第20裝甲旅、約克郡團第2營和「遊騎兵團」。「遊騎兵團」在演習中還測試,該部隊無人機作戰特殊專長,「機器人和自動系統」(RAS)。這項「人工智慧系統」RAS向指揮官提供一系列,摧毀目標的最佳選項之前,無人機被用來進行遠距離偵察,收集敵方陣地的情報。英軍還測試「美洲獅無人機」,它可以像標槍一樣直接被扔到空中。

在看到無人機在俄烏戰爭中的驚人戰力後,英軍正在這方面不斷追趕。在俄烏衝突中,烏軍利用廉價無人機指揮炮擊目標,俄軍用「自殺式無人機」攻擊城市與基礎設施。「美英澳安全聯盟」正在進行試驗,加速引進無人機作為強化「英美澳戰場協同作戰」能量;同時,美英澳都使用3D打印機製造裝備零部件;此外,英軍還試驗自動沙丘越野車和無人駕駛車。

這場「美英澳協同無人機演習」表明,擴大作戰能力方式,就是把無人機技術與戰場上的個人結合起來。一個士兵可以控制30多架無人機,而這些不僅用於偵察的無人機,它們還可以成為戰場攻擊力量。由於無人機收集大量數據,所以一部分挑戰在於如何從這些數據中,篩選解讀轉化成對作戰有用資訊。因此,在戰場運用大量偵察無人機,擁有足夠多數據已不再是問題,如何處理這些數據才是問題,未來戰場能突破「數字戰爭迷霧」者,勢將成為主導戰局的贏家。

五、日本打造「無人作戰部隊」

拜登政府在俄烏戰爭爆發後,推動「歐洲印太一盤棋」國際戰略,美軍則藉著輪調駐防與軍事人員交流,達到擴大駐軍目標,鼓勵盟友增加採購,或租用美製武器裝備,強化自我防衛能力。同時,美軍「印太總部」執行特種作戰任務能量,駐防在澳洲、日本、關島等印太地區據點,發展遠距快速精準打擊能量,結合特種作戰部隊嚇阻優勢,強化「AUKUS」與「QUAD」主軸的「印太戰略」布局。

2022年11月,美日兩國舉行「利劍2022」年度聯合軍演,動員3.6萬人與英國、澳洲、加拿大等盟國,共同進行島嶼防衛作戰;同時,美國國防部部署在日本九州鹿屋基地,空軍第319偵察中隊「收割者」(MQ-9A)無人機隊開始執勤,並由位在美國任務控制單位負責操作無人機。此外,日本海上保安廳首架「海上衛士」(MQ-8B)無人機,已在日本東北的八戶基地部署與運用,未來預期操作數量將擴編為3架,除能擴大海上偵巡範圍,偵獲情資也能「即時與自衛隊分享」,提升自衛隊「海域覺知」(MDA)能力。另,日本政府打算引進攻擊型無人機,用於消滅來犯敵人,相關內容已列入2023年度國防預算申請,並把「忠誠僚機」無人機納入「下一代戰鬥機」發展計劃。

日本「防衛省」2022年11月29日宣布與美軍合作,設立「美日共同情報分析組織」,日方由「防衛省」情報總部指揮美方則由空軍負責,對各國軍隊動向展開調查等,以便使「美日軍事同盟」決策順利進行,並強化嚇阻力與應變力。此前,「防衛省」於11初決定在「西南諸島」,部署水下無人潛航器和無人水面艇,準備在東海組建「無人作戰部隊」。日本政府決定開發布設和掃除水雷無人潛航器,確保「東海地區的海上和水下優勢」。同時,「防衛省」積極強化防衛能力,歸納為7個核心領域,「無人防衛能力」就是其中之一。「防衛省」還打算將無人作戰系統,在陸海空全領域擴大運用,寫入年底修訂的《國家安全保障戰略》、《日本防衛計劃大綱》、《中期防衛力整備計劃》等3份安保文件。

近年來,日本不斷推進無人裝備的軍用化。2018年,日本政府在《防衛計劃大綱》中明確提出,要強化對中共的監視能力,包括研製大型無人潛航器,該無人潛航器全長超過10米,可以在水下自主航行長達一周,主要潛伏在深水區,通過聲呐搜索敵方潛艇的動向。日本「防衛省」準備將該無人潛航器,部署到琉球附近水下航道,以構建持續性的警戒監視體制。

無人作戰系統能減少戰鬥中的人員損失,而且以較低成本破壞對方裝備,因此與人工智能(AI)等同被視為顛覆戰爭形態「規則改變者」。日本開發無人潛航器的目標,是希望布設水雷以有效阻礙對手「從海上進攻西南諸島」,或是掃除對方水雷的「海上封鎖」。憑借先進的工業製造能力,日本在無人裝備有雄厚技術,已在無人潛航器領域投入數億美元研究費用,相關技術已達到世界水準,但此前受限國內外環境約束,日本無人潛航器和無人艦艇主要在民用領域。例如「日本艦艇裝備研究所」於2015年研發的「水下滑翔機」,就屬於典型的無人潛航器,它通過排水量控制姿態進行航行,具備噪音小、成本低、航程遠等特點。

2019年,日本「防衛省」研製先進無人潛航器,計劃在2025年投入使用。這種無人潛航器能用聲呐探測潛艇和水面艦艇,並借助「人工智能」自動跟蹤對手艦艇。利用無人潛航器展開水雷戰,是日本「防衛省」研發重點。日本「防衛裝備廳」正在研製能自動避開障礙物、探查水雷的無人潛航器,並研發能布設和掃除水雷的型號,還將建造能向潛航器發布指令的水面艦艇,實現無人狀態下的水雷布設、探查和掃除。日本正在建造的「平成30年度多功能護衛艦」(30FFM),也專門配備無人作戰系統,能搭載無人水面艇、無人潛航器,以及自航式反水雷彈藥等,執行水雷搜索和反水雷任務。日本「防衛裝備廳」2021年還在山口縣岩國市,設立「水下無人潛航器試驗基地」。

六、美國「輔助無人機」發展計畫

美國《華盛頓郵報》(The Washington Post )2022年9月14日指出,美國「國防部高級研究計劃局」(DARPA)準備開發一種,具有特殊飛行能力的多功能「輔助無人機」,該型號無人機能夠在占用極小空間情況下起飛,為海上作戰提供支援,也是蒐集情報秘密武器。該型號無人機在起飛方式和造型上,都與傳統的「艦載無人機」有著很大區別。DARPA正在積極推動該無人機項目,也許在不久的將來,這款「輔助無人機」就將出現在我們面前。

DARPA「輔助無人機」號稱「不需要任何起降基礎設施的先進飛行器」,是美軍計劃開發的一款可應用於艦艇上,新一代大中型軍用無人機。傳統無人機起飛降落時都對場地尺寸和環境有要求,有的甚至需要一些輔助設備,這對戰鬥編隊出動效率和戰鬥力,造成很大影響。對一些簡單的偵察任務而言,研發一款不占用空間、能夠迅速出動的無人機,是節約資源、升級戰鬥力的迫切需求。

根據美軍所公布的部分裝備和技術資料來看,該「輔助無人機」採用符合空氣動力學特性流線型機身和可變截面,為其高速度飛行提供基本保障。同時,為節約空間,機身處的大展弦也是採用折叠式設計,機尾則布置有三個呈“Y”字型尾翼,其主翼和尾翼中間配備三個,同樣呈“Y”字型布局涵道式螺旋槳,由機內配備的混合電力推進系統進行驅動。該系統內還裝備高密度電池或燃料電池,能夠為「輔助無人機」提供持久續航。

無人機中部設置可攜帶各種任務載荷的機艙,該機艙可搭載炮彈、雷達等多種設備,以滿足不同作戰環境下的需求。無人機的操作主要通過配備給操作人員的平板進行,其操作系統簡便,不需過多培訓。無人機採用的是可拆卸設計,且能夠在作戰時迅速組裝,便於平時運輸和前線迅速禦敵。「輔助無人機」應用與傳統無人機不同的是,該型號無人機能夠通過搭載不同戰鬥模塊,改變自身的戰鬥用途。在搭載電子設備時,無人機可執行電子戰、雷達偵察等任務;搭載彈藥時,「輔助無人機」又可視作小型無人戰鬥機;它還可攜帶貨物,發揮一定運輸機的作用。同時,「輔助無人機」廣泛用途可以迷惑敵人。


「輔助無人機」體積小、起飛迅速特性,讓其能夠大規模搭載在艦艇上。在美軍一艘雙機庫「伯克IA級」導彈驅逐艦,便能同時搭載20架次「輔助無人機」。「輔助無人機」還可以大範圍配備在航艦編隊中,為編隊偵察和作戰行動提供有力保障。由於存在難以補充、起飛面積小等困難,艦載無人機能夠搭載的數量,往往決定一個編隊實際戰鬥力,在同樣空間上搭載、起飛更多無人機,是現代艦載無人機發展主旋律,「輔助無人機」的推出便是順應這種趨勢。


「輔助無人機」能「一機多用」特徵,更是節約作戰平台資源,讓相同數量無人機編隊,能夠發揮更加全面功能。艦載機作為航艦編隊的主要作戰武器,是在海洋戰場上奪取和保持制空權、制海權重要力量,是實現海上縱深防禦和遠海機動作戰不可或缺裝備。隨著現代戰爭呈現出無人化趨勢,航艦艦載無人機已成為各國矚目焦點。美軍「輔助無人機」計劃是對無人艦載機全新探索,結合「人工智慧」與電磁頻譜能量,無論「輔助無人機」能否成功,都對未來無人艦載機發展提供新思路。

七、中共彩虹無人機「偵打一體」能量


美國《華盛頓郵報》2023年4月18日報導指出,美國「國家地理空間情報局」密件顯示,共軍擁有先進技術可以瞄準,臺灣周邊的美國軍艦和軍事基地。根據2022年8月9日衛星圖像顯示,有兩架共軍無偵-8超音速無人偵察機,在距離上海約563公里的華東空軍基地。這款無人機是尖端監視系統,可以幫助共軍搜集及時地圖資料,在未來戰爭中為指揮官提供作戰資訊,或執行飛彈打擊任務。2022年11月第14屆珠海航展上,中共有高端的「攻擊-11」、「彩虹-7」、「飛鴻-97A」、「天鷹」等隱形無人機亮相,也有強調長續航能力的「翼龍-2/3」和「彩虹-4/5」等中空「偵打一體」無人機,還有突出低成本、打擊特性小型無人機,以及自殺無人機。

無人機相比有人駕駛飛機的本質優勢在於,減少人員損失風險、降低使用成本。因此,在大規模衝突爆發初期,各種先進無人機輔助有人駕駛飛機,承擔「忠誠僚機」、防空壓制等任務,但更能發揮無人機作戰效能。在軍事衝突中後期,己方在有局部制空權情況下,無人機能夠對戰區展開長時間監視,識別敏感目標並進行打擊,以及進行電磁對抗和電磁阻隔作戰。隨著俄軍對烏國基礎設施發射「見證者-136」炸彈無人機,讓這類廉價「炸彈無人機或巡飛彈」受到重視。炸彈無人機比常規無人機和精確制導炸彈便宜,而且種類眾多,可以根據打擊對象的差別選擇不同「炸彈無人機」。它結合無人機和制導炸彈的特性,既能夠像無人機在任務空域長時間巡航,也能像制導炸彈乃至導彈那樣,迅速抵近並精確打擊敵目標。它可以由現有大部分武器平台攜帶,裝載-攜行-發射過程簡單,可以射後不管,而且採購及勤務成本低。

由於巡弋飛彈、彈道導彈等傳統精確導彈的成本昂貴,因此炸彈無人機低成本適用於中長期消耗性作戰。美國研製「彈簧刀」炸彈無人機目的之一,也是要降低對「捕食者無人機」,掛載「地獄火導彈」的消耗。炸彈無人機既能夠以無人機的採購維護成本,還能取代傳統的前線對地攻擊空中力量,也能夠依靠單一母平台,通過簡單修改設計,達到改變作戰效果、制導方式和攜帶單位的目的,提高前線火力支援效率,降低打擊高價值目標難度。


中共彩虹系列炸彈無人機與伊朗「見證者-136」,都採用飛翼布局提升飛行經濟性和隱身性,可以由相對較小平台完成預期戰鬥部搭載,且以小成本進行隱身性改裝,顯著降低作戰成本,提升綜合打擊能力。這種具備低成本和長航時特性「炸彈無人機」,相比美國「彈簧刀300」這類留空30分鐘,或者留空1-2小時高速炸彈無人機,有另類的優勢,即它可以長時間在目標附近徘徊,壓制嚇阻時間長,既可以當「偵打無人機」,還可作為誘餌與「心戰利器」。


「炸彈無人機」還可以與其他無人機搭配使用,作為「忠誠僚機」,在敵防區外完成抵近偵察、區域封控、即時打擊、遠距引導與毀傷評估,大幅提高無人機生存力,成為遠程打擊效果「倍增器」。例如「彩虹自殺無人機」系列,就可以與執行「偵監任務無人機」結合,實現「情報共享與數據鏈共通」,擁有「分布式作戰」能力。此外,「彩虹-4」或「彩虹-5」無人機使用外掛彈艙,可以攜帶百架「彩虹-817單兵無人機」,在靠近目標時投放實施精準打擊。

俄烏戰爭對無人機的戰場使用啟發是,海量的廉價無人機與「炸彈無人機」,足以壓倒對手防空系統。由於防空系統應對無人機數量有限,無人機群可以以犧牲部分無人機代價,換取突破對手防禦。而且由於攔截導彈本身造價,遠遠超過被攔截無人機,還會出現「越攔截越虧本」處境。伊朗研製的「見證者-136」炸彈無人機,配備簡單衛星制導晶片,總成本約幾千美元,因此很容易大批量生產。這種廉價「炸彈無人機」突破攔截時充當誘餌,可提高「無人機群」突防成功率;同時,無人機抵達目標上空後,按照預先設置好路線進行巡邏飛行。雖然它並沒有實際偵察能力,但對手發現頭上無人機長時盤旋時,必然會心存忌諱影響活動,這屬低成本壓制和嚇阻方法,可打擊對手士氣並遲滯行動。

八、美「中」無人機集群作戰最新發展

2022年5月,美國防智庫「蘭德公司」專家David Ochmanek指出,美空軍與「蘭德公司」2020年聯合兵推結果顯示,美軍與盟邦在臺海運用「無人機集群作戰」,搭配「整合性嚇阻」能量,足以牽制共軍「反介入與區域拒止」(A2/AD)兵力,讓發動侵略的共軍處於劣勢。2022年11月中旬起,駐守琉球嘉首納基地美國空軍F-15戰鬥機,分階段調回本土改由F-22「輪調」駐防。同時,美國防部規劃在嘉首納基地部署不依賴跑道、或其他固定設施情況發射、回收、維修,以及重新發射的無人機隊,例如2019年試飛成功的XQ-58A「女武神」(Valkyrie)。這種低成本、可耗損飛機技術(LCAAT)的新型飛行器,雖不像F-22或F-35等先進戰鬥機那樣,具有生存能力或多功能性。但是,大規模使用LCAAT的戰術,發揮「無人機集群作戰」能量,避開敵人大規模飛彈攻擊耗損,主動壓倒敵人防禦系統,支持其他類型防區外武器,以及有人駕駛戰鬥機的進攻,發揮「忠誠僚機」(loyal wingman)功能,在非戰時則像彈藥「庫存」。

隨著無人機自主化和網絡化通信技術發展,無人機作戰運用模式不斷發展,使得無人機在戰爭中越來越重要,單架無人機由於受到探測能力、武器載荷等因素限制,難於完成複雜的作戰任務。採用多架無人機協同方式,無人機通過通訊進行信息共享,擴大對環境態勢的感知,實現協同任務分配、協同搜索、偵察與攻擊,能有效提高無人機整體戰力。「集群智能」更是軍用「人工智慧」核心,也是打造「無人化作戰部隊」突破口。美國國防部2005年發布《無人機系統路線圖2005—2030》,即將無人機自主控制等級分為1-10級,確立「全自主集群」是無人機自主控制的最高等級,計劃2025年後無人機具備「全自主集群」能力。


「無人機集群作戰」靈活性高、體系配合能力強、經濟可承受等特點,可採取「蜂群」纏鬥方式,以最低代價完成「高對抗環境」作戰任務。「無人機集群作戰系統」技術關鍵,主要在「集群智能作戰系統」構建、運行方式、動態管理、編隊控制、指揮操控等。「無人機集群作戰系統」具有綜合能力強、功能多樣化、作戰靈活度高、使用成本低等特點,可執行戰機護航、區域防空、區域反潛、遠程突擊等作戰任務。同時,「無人機集群作戰體系」模式,已對傳統防禦形成壓力,甚至構成「顛覆性」影響。

美國空軍在90年代發展「無人機集群作戰」研究,通過通訊網絡實現無人機,如「蜂群編隊飛行」能力。該技術讓大規模、低成本的無人機系統,通過「機間通信網絡」,實現集群偵察、打擊、干擾等功能,可應用於反恐維穩、遠程突防、戰機護航等作戰任務。同時,無人機系統還可以消耗對方高價值攻擊武器,如地空飛彈等。在對抗過程中,當部分個體失去作戰能力,整個集群可繼續執行作戰任務。DARPA於2015年9月發布「小精靈項目」,通過載機在防區外發射攜帶偵察或電子戰載荷、具備組網與協同功能的「無人機蜂群」,用於離岸偵察與電子攻擊任務,並在任務完成後對「倖存無人機」進行回收。這些無人機具有數量大、尺寸小、廉價、可重複使用等特點,其關鍵技術包括:空中發射與回收技術、設備載荷與機體一體化概念設計、低成本結構設計、有限壽命設計、自動復飛策略、精確數字飛控與導航、小型高效渦輪發動機、發動機自動關機技術、精確位置保持技術等。

2012年,美國防部「戰略能力辦公室」開發「山鶉無人機」配套,由F-16戰機進行空中投放並於2014年進行試驗。2015年6月在「北方利刃軍演」中,「山鶉無人機」進行150次試驗,其中包括72次由F-16戰機,通過曳光彈投放器投放試驗。2016年10月,美軍在加州「中國湖靶場」上空,進行「山鶉無人機」拋灑實驗,三架海軍「超級大黃蜂」(F/A-18F)戰鬥機成功拋灑出103架「山鶉無人機」。「山鶉無人機」脫離發射箱後短時間內,能相互發現隊友並組成「集群隊形」,顯示美軍「集群自組網技術」達到實用階段。

2021年3月,美國海軍發布《無人作戰架構》,計劃打造無人與有人系統組成的「混合部隊」,12月美國海軍就在中東地區「國際海上演習22」,進行「探索者」無人艇測試。2022年6月至8月的「環太平洋多國聯合軍演」,共有超過30多個無人系統與載具參加演習,顯示,美軍貫徹「聯合全域作戰」,強化無人系統與人工智慧整合,積極結合盟國無人機系統(UAS)戰力,增進互通標準與提升效能,並透過演習降低軍事行動風險。

中共「無人機集群作戰」發展,隨著戰場環境日益惡化,無人機自主能力不斷提高,漸成為共軍無人機戰力組合。就以「偵打一體」無人機集群來說,其目標就是搜索並摧毀敵方地面目標,例如敵方領導所在、武器裝備、移動防空設施。在執行作戰行動時,「偵打一體」無人機集群協同在任務區域,搜索可疑目標並在發現目標後,處於最佳位置和攜帶相應傳感器無人機,立即協同定位目標,然後由處於最佳攻擊位置和攜帶精確制導武器無人機,對目標發起攻擊,再由無人機進行戰場毀傷評估,確定是否發動二次打擊。在未來的戰爭中,共軍無人機將採用「集群作戰」,對敵人關鍵區域、飛彈陣地、地面飛機、坦克等目標,進行持續搜索、識別、定位、攻擊,然後進行戰果評估。

九、「反制無人機能量」發展動向

俄烏戰爭凸顯無人機攻防的重要性,烏軍獲得德國獵豹防空戰車(FlakPz Gepard),展現攔截俄軍無人機攻擊效果,對防空系統發揮補強作用。美國海軍陸戰隊規劃至2030年時,每個「LAAD營」將增配第三連隊,專職應對防禦無人機襲擾,並將「輕型海上防空綜合系統」(LMADI)的陸基防空系統,「即時附加」到需要「反無人機」能力部隊,藉這套系統阻斷無人機與控制器間訊號,降低無人機威脅。共軍專門設計低成本防空導彈和速射炮,具備應對「低、慢、小」無人機能力。例如,針對無人機往往集群出動的特點,共軍「FK-3000防空系統」在發射車上,配備兩種防空導彈和一套速射炮系統,其中包括「48聯裝微型反無人機導彈」。而共軍的「陸盾3000」近防速射炮,可以抵禦「無人機集群攻擊」。同時,共軍「天網」車載式無人機防控系統,配備一架大型車載無人機,它能從空中發射捕捉網,罩住目標無人機迫使其降落。這種對付無人機辦法不會產生爆破物,附帶損傷小,可以減少人員傷亡和財物損失,適用人口密集城市防衛任務。

2022年11月第14屆珠海航展要項之一,是「反無人機系統」,從單兵的反無人機干擾槍,到小型防空導彈,乃至車載的雷射防禦系統等。「中國電科」在這次航展推出「神眸分布式低空防護系統」,意圖破解「低、慢、小」無人機發現難的問題。低空飛行的消費級和小型無人機屬「低、慢、小」目標,存在四個「難」,首先是「發現難」,因為這些無人機存在突發性、隱蔽性和不確定性,特別是超低空飛行帶來地面雜波虛警,電磁信號比較弱,不容易被跟蹤;其次是「識別難」,它們的紅外信號也比較弱,特徵不明顯,而且容易受到其他低空飛行物干擾,真假難以辨識;第三是「跟蹤難」,因為防護區域附近可能存在樓房、高大樹木或山體的遮擋,導致監測系統的跟蹤不連續;最後是「打擊難」,要對付低空、超低空的小型飛行目標,對武器使用存在限制,傳統防空導彈還存在威力過剩、容易造成附帶傷害的結果。

要對付「低、慢、小」無人機目標,首先需要解決「發現和識別」問題。由於雷達、電子偵察等手段在探測「低慢小」目標時都有不足,必須將傳感器進行整合,通過綜合信息處理和先進算法,實現對複雜環境下多方向、多批次目標發現和跟蹤。例如「神眸分布式低空防護系統」,就配備有多種探測手段,具備固定式、機動式、便攜式等多種形態,可滿足多種場景下作戰需求。考慮到無人機襲擊存在很大不確定性,因此防禦方探測設備,必須長時間不間斷開機監測。「神眸系統」可以無人值守數天持續工作,一旦發現並識別來襲「低慢小」無人機,就採用高能雷射、電子干擾、導航誘騙、防空導彈、速射炮,以及用無人機發射攔截網等方法,實現「發現即擊落」。由於現有「低慢小」無人機主要通過,衛星導航或數據鏈進行指揮控制,所以運用電子手段「斷鏈智控」,就可以「傷敵於無形」。

中共《環球時報》4月17日報導指出,共軍東部戰區近日接收新自走防空系統。這款配備紅外線與主動火控雷達的防空系統,可以攔截「低、慢、小」目標,專門應對防空半徑3至4公里內的直升機、巡弋飛彈、炸彈無人機,以及低飛無人機威脅。值得注意的是,面對「無人機集群作戰」威脅需要「體系對抗」,但現有「反無人機系統」防禦範圍有限,特別是雷射武器和微波武器,需要相對龐大儲能裝置,機動部署並不容易,因此想在廣闊戰線抵禦大規模「無人機集群攻擊」,難度非常高。如果遭遇數百上千「無人機集群攻擊」,單靠防禦手段很難奏效,因此需要從「體系對抗」角度,探索應對「無人機集群作戰」新思路。

十、結語

臺海與印太區域潛在戰爭風險根源,主要是「中」美戰略競爭激烈化所致。美「中」關係若急遽惡化,可能提高中共武力犯臺風險並傷害臺灣。近年來,共軍積極發展戰略核武導彈、航艦、兩棲登陸艦、巡弋飛彈,以及「偵打一體,協同作戰」無人機等武力,同時針對臺海的演訓強度亦顯著增加。美臺軍方高層評估中共在2027年,主動以武力進犯臺灣的可能性升高。美日臺聯手呼籲國際社會,持續關注臺海和平穩定重要性,或可嚇阻北京當局的軍事冒進行為。

近年共軍持續研製性能更強的軍用無人機,並多方面突破無人機操作模式,以擴展新功能與作戰能量,其主要項目包括,(一)軍用無人機編隊飛行,可擴展為無人機空中加油技術,增加作戰半徑與縱深;高性能無人機操控低性能無人機,發揮體系綜合作戰能力,提升無人機的作戰效價比;(二)軍用無人機集群飛行展現「集群智能」,可擴展為無人化作戰的突破口。共軍軍用「無人機集群飛行技術」,可使大規模、低成本的小型無人機通過機間通信網絡,實現集群偵監、打擊、干擾等功能,也可用於消耗對方的高價值攻擊武器,以規模優勢造成對方嚴重損耗。

共軍在2020年已經完成第47枚北斗二代衛星的發射,正式組建全球的自主衛星定位導航系統,讓共軍的核武導彈、巡弋飛彈、「偵打一體,協同作戰」無人機、航艦、潛艦,以及地面的機動作戰部隊等,都能夠運用北斗衛星定位導航系統。不過,共軍自主衛星定位導航系統,雖已衝擊美「中」在印太軍力動態平衡形勢,但仍面臨軍用高階晶片與「人工智慧」發展關鍵,被美國高科技管制「卡脖子」困境,影響「集群智能」無人機戰力成長。

面對共軍戰略轉型,發展「偵打一體,協同作戰」無人機等武器裝備,意圖運用「圍臺組合拳」,達成「巧戰屈人之兵」目標,國軍應堅定「國防自主」決心,強化「認知作戰」攻防架構,積極發展「不對稱戰略武力」,在無人機「飛行控制」與「通訊能力」領域攻關克難,打造反艦「無人機集群作戰」能量,以及反登陸作戰「集群智能炸彈無人機(巡飛彈)」部隊,提升國造「劍翔」無人機攻擊系統,強化遠距源頭打擊作戰效能,結合國際維護臺海和平力量,讓中共當局評估以武力犯臺的軍事、政治、經濟、外交代價過高,因此不敢輕啟戰端。

(本研究報告曾於2022年12月4日,在國防安全研究院專題研討會發表,並於2023年4月20 日修訂完稿)

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