中國一顆高空偵察氣球(中國外交部稱”民用無人飛艇”)入侵美國阿拉斯加與本土領空,行經多處敏感區(如核彈發射井)後,在大西洋上空遭美軍擊落。氣球入侵事件除了引發國際政治與外交爭議,在軍事上有那些意義?
▲美軍擊落中國偵察氣球實錄
目錄
氣球的軍事用途因新科技「起死回生」
大型氣球(有載重能力)於18世紀誕生,就在軍事上佔有一席之地,主要用作偵察任務。後來氣球加上動力,能夠自力飛行,通常被稱為「飛艇」,在飛機普及前,不只是偵察利器,還能擔任空中轟炸任務。
但氣球或飛艇體積大,飛行高度低,飛行速度慢,填充的氫氣又有爆炸的風險,可說集缺點於一身,飛機發展成熟後,立刻直接退出軍事舞台。
在二戰時,許多城市上空都會升起「防空氣球」,這是讓氣球連接著金屬線升到空中,其金屬線可以阻礙戰機對地攻擊,甚至使戰機撞毀在金屬線上。但在城市電線桿越來越多後,氣球墜毀金屬線掉落會影響電網,防空氣球也遭到淘汰。
氣球在21世紀還有軍事上的用途嗎?不但有!各國還在加速研發!
但新材料與科技的進步,讓氣球在軍事領域敗部復活,強韌堅固、耐低溫的新材料與填充不易燃的氦氣,讓氣球升高到20公里至30公里的高空(平流層)輕而易舉,此高度已經可以避開大部分飛行器甚至防空飛彈!
感測器的小型化,加上氣球沒有太多金屬材質,不會釋放過多輻射熱與紅外線跡訊,飛行高度又高,這些特性讓氣球對許多防空系統,儼然有些許匿蹤效果,並不容易被發現。
太陽能電池與各種導航電子系統的輕量化,則讓氣球有動力可以改變高度與方向,並且長時間滯留在一定空域。以上優點都讓氣球重回軍事領域。
以美軍為例,在近期的演習中,不時可以看到「軍用氣球」,攜帶太陽能電池後,加裝偵查監視、通信與訊號中繼等設備,升到高空後長時間低成本滯空,作為「超低軌道衛星」使用。
美軍為什麼要用飛彈擊落氣球? 機砲不是更便宜?
但美軍對於中國入侵美國的氣球,可就沒有「止於觀測」這麼客氣了,出動尖端科技組合,F-22戰機搭配AIM-9X空對空飛彈,凌空將氣球打爆擊落!
但這項攻擊行動,引發不少人疑問,一發AIM-9X空對空飛彈的價格約80萬美元,F-22戰鬥機也有配備20mm機砲,為什麼不用機砲攻擊氣球就好?實際上按照過去的案例,現代化的高空氣球如使用機砲攻擊,並不好擊落!
使用機砲
使用機砲攻擊「毫無還手能力」的氣球,看似成本較低,但仔細研究發現問很多:首先機砲射出炮口後就無導引,全賴飛行員機砲射擊技術,通常命中率不高,純粹靠射出大量砲彈彌補。
而就算有幾發砲彈命中氣球,因為球體材質只有薄薄的一層,20mm機砲穿透後,根本無法引爆,再從另一端飛出,等於只造成兩個小洞,相對於氣球龐大的表面績,洩氣速度很慢。
就算機砲內有曳光彈或燒夷彈,因為氣球內部填充的是不可燃的氦氣,燃燒性彈頭打進去後,等於打進了超大型滅火器中,根本無法引燃。
而且氣球飛行高度很高,常常逼近戰機的「最大升限」,空氣稀薄的情況下,如果機砲開火時間過久,可能因為震動、後座力與炮口廢氣使發動機熄火。總之在超高空,機砲並非攻擊氣球的好選擇。
1998年時,一個加拿大氣象氣球失控,往俄羅斯領空飛去,為了避免引發糾紛,2架加拿大CF-18戰鬥機奉命擊毀氣球,但兩機共射擊1000發20mm機砲砲彈,氣球卻仍沒有墜毀,逕自往俄羅斯飄去,攻擊失敗,就是明顯例證。
使用飛彈
但使用飛彈攻擊氣球也沒有這麼容易,首先是飛行高度問題,如果氣球飛行在27~30公里的高空,就超過大部分戰機與地對空飛彈的升限,就算出動戰機或想以地對空飛彈攻擊,也未必能夠鎖定與開火。
所幸這顆中國高空偵察氣球因為長途跋涉,橫跨太平洋與美國後,氣體自然洩漏,飛行高度從剛開始發現的27公里一路降低到19公里左右,F-22戰鬥機的實用最大升限為20公里,能夠進行攔截。
但如果使用「傳統的」空對空飛彈,也未必能攻擊得手,這是因為氣球的紅外線訊號很低,也不易反射雷達波,讓傳統的紅外線或雷達導引方式遇到挑戰。
所以美軍出動F-22加上AIM-9X這對組合是有特殊意義,AIM-9X飛彈推進系統有向量噴嘴,可在尋標過程大幅度轉彎進行偏軸飛行,並在中途透過鏈路修正飛行彈道,配合F-22飛行員的聯合頭盔瞄準系統( JHMCS)後,飛行員只要用眼睛注視氣球,就可「看到哪裡,打到哪裡」。
飛彈命中氣球後,由畫面可以看到雖然有爆炸,但沒有一般彈頭引爆的巨大火花,正是因為前述的氣球填充之氦氣抑制了爆炸。但是AIM-9X的彈頭達9.4公斤,是前期型號的二倍,威力還是足以摧毀偵查氣球。
台灣也有配備AIM-9X空對空飛彈
成功擊墜中國偵查氣球,對於F-22與AIM-9X都是創下首個空戰戰果,等於也秀了一次肌肉。
AIM-9X空對空飛彈除了前述特性,還有一個重要性能是加長了射程,由於優化了飛行彈道,控制面縮小降低阻力等因素,理論射程達到25公里,幾乎是之前型號的兩倍!就算是尾追開啟發動機後燃推力逃逸的敵機,全動力射程也達8公里。
台灣也有引進AIM-9X空對空飛彈,配合F-16V戰機升級案(鳳展專案),引進美製AIM-9X先進響尾蛇飛彈。2016年採購140枚AIM-9X實彈與56枚訓練彈,與舊款AIM-9M型搭配使用。
另根據中華民國國防部2023年1月發布採購公告「F-16型機制空武器」一案,其中100枚AIM-9X已確定,採購金額新台幣23億9406萬3292元,將採分批交運,預估在2030年底前全數運抵台灣。
台灣也面臨的解放軍的氣球威脅嗎?
解放軍也有軍用氣球,並已對台灣構成威脅。去年2月間,駐福建省的第72集團軍所屬「遠程火箭旅」,就施放至少四批氣球,疑為氣象偵測用途,飄過台灣島的高空,在基隆、桃園、新竹上空都有發現,但國軍只有監視,並未擊落。
而中國飄到美國的高空偵察氣球,實際上也曾經入侵過台灣空域,停留在台北博愛特區與松山機場等位置上空,都滯留約2~3小時才飄走。
但如前述,高空偵察氣球並不是一個好處理的目標,如果未來中國各型偵察氣球大量在台海周邊情蒐,國軍應及早研究應對方式,並非每一顆都要擊落,而是針對其偵蒐方式特性,強化陣地或重要軍政設施的隱藏、隱蔽。
討論區