劍翔無人機 發射車

我國為何量產劍翔無人機?電影中的「蜂群攻擊」威力將成真!

「蜂群式攻擊」一詞原用以敘述自然界中集體合作行為,故又稱為「集群式攻擊」,集群式攻擊為當前無人機領域重要之發展方向之一,並絕對能在未來軍事應用上扮演重要角色!我國也有跟上這樣的發展趨勢,研發並量產「劍翔反輻射無人機」,那究竟這樣的攻擊模式有什麼魅力呢?

無人機怎麼執行「蜂群攻擊」?

如果前述的名詞解釋還是有點抽象,可以看看電影「全面攻佔3:天使救援」(Angel Has Fallen)的無人機蜂群式攻擊,應該立刻秒懂!電影畫面當然有所誇張,目前的科技也無法做到這麼複雜的協同攻擊,但發展目標與電影畫面一致。

美、俄、中、歐洲諸國是目前在無人機領域上發展較為進步的主要國家與地區,無人機技術具有高度的軍民兩用特性,其技術發展帶來的功能多半可同時用於民用與軍用等雙重用途。

因此當前各國所發展之民用技術與用途,或多或少帶有軍事上的意涵。例如以半導體巨擘Intel公司為例,就常舉辦大量無人機燈光秀,最高曾經創下1500架同時升空的紀錄!在我國的展會活動上也曾經以300架排出複雜的中文字,其實背後的科技隨時可以轉為軍用。

無人機燈光秀
▲無人機排出複雜的3D立體模型燈光秀,


▲無人機也能自主控制排出複雜的中文字型

無人機群的集群操作基於自動化與資訊共享,透過軟體建立體系以針對「集體系統」進行操作、並達成單一無人機所無法達成之工作。

光是無人機編隊飛行,就需要解決「精確定位、導航、抗干擾、路徑協調」等多個難題,亦即多架無人機協同運動除需要精確到公分等級的定位外,也需要精確同步的時間,酷炫的編隊表演,還需要規劃合理的路線,導航、同時要應對不同無人機相互間的干擾與修正,道理看起來很簡單,執行起來相當難。

蜂群攻擊已經有戰例

恐怖份子則藉由較原始的方式,以大量小型無人機發動攻擊高價目標,希望以量取勝歪打正著,例如2018 年俄軍在敘利亞就遭到敵對武裝份子以 13 架土造簡易無人機對俄軍駐敘機場進行攻擊,成功造成俄方人員傷亡及停放在機場的多架俄國軍機受損。

雖然俄羅斯軍方宣稱其捕獲三架無人機,同時防空砲火擊落剩餘的無人機,但其造成的損失單就價值上來說,遠超過這些小型無人機的成本。

無人機
▲敘利亞反抗軍攻擊俄軍駐敘基地的土造無人機與炸彈,當時以13架發動集群攻擊。
Su-24
▲駐敘俄軍Su-24戰鬥轟炸機的機尾遭到土造無人機炸彈擊傷。

先進國家則研發以高科技操縱無人機群進行複雜工作,甚至伴隨未來戰鬥機系統執行任務等皆是,可參閱本站相關報導: F-15掛「無人忠誠僚機」曝光只是前菜 未來空戰AI無人戰機圍毆有人機?!

目前固定翼無人機上的集群飛行,美國與中國仍在激烈競爭中。中國不斷嘗試刷新其同時操控的固定翼無人機數量,2018 年 5 月中國宣稱已經成功完成 200 架固定翼無人機的群集飛行。

美軍無人機群與有人戰機的合作運用更可回溯到 2016底,美軍當時以 3 架 F/A-18E/F 超級大黃蜂戰機成功投放 103 架小型 Perdix無人機群完成任務,例如在控制方面,操控員只需要向「這群」Perdix無人機發出指令,就可以控制整群的飛行與任務,不用單獨控制任何一架!


▲ F/A-18E/F 施放百架小型無人機群的影片。

蜂群攻集的軍事發展方向

小型無人機集群式攻擊在軍事應用上仍在實驗發展階段,雖然有前述敘利亞戰場的案例,但屬於土法煉鋼,未來的軍事發展方向則遠較複雜。以下兩段摘錄國防安全研究院「2018 國防科技趨勢評估報告」中,關於無人機集群攻擊的趨勢報告內容,探討其軍事發展方向與反制作業:

無人機集群式攻擊由於使用小型廉價(小型無人機在造價上遠較大型精密的高性能無人機便宜)的機型,故而在數量上極為龐大,可以透過群體工作的方式完成各種細微縝密的工作,從監視偵查、到維修引擎皆有可能。

其龐大的數量亦使其在作戰任務中有較好耐戰損的能力,敵方亦不容易消滅數量龐大的小型無人機群。因此,在戰術運用上衍生出與高價的大型精密無人機不同的運用方式

例如美國國防先進研究計畫署提出的「攻勢集群式戰術」(Offensive Swarm-Enable Tactics, OFFSET),就規劃讓步兵單位配合超過小型 250 個無人飛行/地面載具,以執行在複雜城市環境中的任務、快速部署與部署突破能力等。

攻勢集群式戰術
▲美軍「攻勢集群式戰術」示意圖。

在複雜的城市環境中,各種包括地下道等各式複雜地形,同樣能交由小型無人機進行偵查與地圖繪製。同時,單就攻擊來說,小型無人機群較難以發現,如能有效運用,則可收奇襲之效。

除了中國方面媒體宣稱其可藉此對美軍航空母艦在內的大型艦艇進行打擊外,小型無人機群組對各戰略要點、重要設施包括防空系統與雷達,甚至要人等,皆可能透過奇襲方式取得戰果,在整體作戰上取得優勢地位。

在各國軍方的規劃中,將來無人機集群式攻擊除了地面及海上發射使用外,也能從戰機等飛行器中投放,並與之成為整合作戰系統。在空戰中,小型無人機的用途上並不限於偵查、監視與攻擊,無人機同樣可以保護有人戰機、執行防禦任務。從前面提到的發展可知,美國在此方面仍有較領先之技術。

無人機
▲四軸無人機蜂群攻擊示意圖。

我國「劍翔無人機」簡介

面對無人機的蜂群攻擊發展趨勢,我國也沒有落太多,中科院已經發展出「劍翔反輻射無人機」系統, 且已進入實際生產階段。

全系統包括發射車與無人飛行載具機體,一輛發射車一次可以搭載12架,專精攻擊敵方地面、海基雷達的反輻射任務,即無人機搭載雷達波尋標器與彈頭,具備雷達電子參數分析和自動歸向能力,能在偵獲敵方雷達訊號後,進行高速自殺式攻擊

劍翔無人機 發射車
▲劍翔反輻射無人機與發射車。

此系統已通過初期作戰測評(IOC),有能力從地面發射進行遠距反輻射攻擊,亦即已具備飛越台海,並攻擊對岸沿海陸基防空雷達的初始作戰能力。預計2019年起分六年生產104架,這應該只是第一批,邊做邊繼續改良,外界估計扣除研發成本後,約85萬美金一架。

依照外型判斷可能參考以色列「哈比無人機」系統(依照韓國的採購金額計算,約55萬美金一架,解放軍亦有仿製版),但中科院表示劍翔反輻射無人機從載具、尋標器、電子、控制系統,均為中科院各所自行依需求設計,除了成本比國造天劍2A反輻射飛彈與採購的美製AGM-88B反輻射飛彈便宜外,未來更大規模量產還能再壓低成本。

關於國軍採購的AGM-88B反輻射飛彈,請見專文:美國硬塞AGM-88舊貨給台灣?並非如此!那軍售台灣的高速反輻射飛彈性能如何?

劍翔無人機
▲劍翔無人機俯視圖。

劍翔無人機皆裝載在發射車上,一輛發射車可裝載十二架。該無人機可用於單機攻擊或「群攻」,除了攻擊定點是雷達站,也可以就船艦在內的所有移動式輻射源進行攻擊。

劍翔無人機發射後不會回收,但不同於傳統的反輻射飛彈,劍翔無人機可以在空中盤旋巡邏的時間長久,執行空中反輻射警戒,一但發現目標就進行自殺式攻擊,「因此劍翔無人機是偵察機,也是反輻射飛彈」。

劍翔無人機與著名的以色列哈比無人攻擊機類似,都採用圓柱形機身和三角翼布局,除了外觀設計與機身構型,連攻擊模式都酷似哈比無人機,故曾經被質疑是無授權的抄襲,對此中科院曾正式回應稱:「飛行器飛行於大氣中,各國皆然,如果性能(任務需求)相似,設計出的外型當然相似」,並表示「不能因為外形相似就認為是抄襲」,劍翔是完全由台灣獨立設計製造。

劍翔無人機
▲量產版的劍翔無人機與發射車實拍。

蜂群戰法的反制作業

劍翔無人機還有一個重要任務,就是訓練我軍培養反蜂群無人機攻勢的能力,也就是在演習中模擬為敵軍,取得真實對抗的經驗。

兩岸反輻射無人機對抗

因為中國近年也很重視蜂群化無人機的發展與軍事化,例如已經正式服役的ASN301反輻射無人機,就與劍翔無人機無論外型、戰法,幾乎都如出一轍。

解放軍ASN301反輻射無人機與發射車。
▲解放軍ASN301反輻射無人機與發射車。

ASN301反輻射無人機的機長2.5m,翼展2.2m,全重200kg,最大飛行速度220km/h,續航時間4小時,作戰半徑可達280km,性能應與我國劍翔無人機類似,因此劍翔無人機可擔任良好的假想敵。

因這類反輻射無人機的飛行速度慢,約300km/h,自身無裝甲防護,通常是依賴超低空飛行,加上本身體積小的匿蹤性,攻擊主要針對中高空目標的雷達系統。

故反制方會在反輻射無人機可能入侵的方向,布置低空補盲雷達,甚至低空光電偵查系統,目標雷達附近也會安置誘騙電磁信號發射源。

但這些反制措施是否有效,就需要真正的反輻射無人機當假想敵,會比只有理論推理,能更快找出弱點加以補強。

他國反蜂群無人機方案

除了臺海兩岸,國際上不少軍工大廠,皆針對蜂群無人機攻勢威脅進行研究,以提出能與之對抗的方案。如雷神(Raytheon)公司的郊狼(Coyote)反無人機系統,幾乎可說是「以無人機擊落無人機」;萊茵金屬(Rheinmetall)公司研發的Skyranger 防砲系統,其中一個重點對抗的目標,就包含小型四軸無人機。

另外還有能量武器系統,例如雷射,由於單發成本低,反應速度快,更被認為是對抗蜂群無人機的好武器,如洛馬公司(Lockheed Martin)的雅典娜高能雷射系統( ATHENA high energy laser weapon system)在2015年的測試中,擊穿了1.6km外的小汽車的引擎室鈑金,如精進連續射擊能力,對付蜂群無人機的成本可以降低。

ATHENA high energy laser weapon system
▲高能雷射系統擊穿1.6km外小客車引擎室板金。

不過擊毀無人機的「硬殺」手段,通常需要雷達偵測與導引,而反輻射蜂群無人機正是針對雷達系統而來,故在這些「硬殺」手段之外,透過各種干擾裝置、切斷其與控制單元的訊號連接,以對抗無人機的「軟殺」方法,亦是當前對抗無人機集群的重要方式。

無人機
▲速度更快,威脅更大的定翼式無人機蜂群攻擊,必須要以軟殺或硬殺對抗。
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