浅谈反无人机飞弹系统（C-UAS）发展_224705

淺談反無人飛行器系統（C-UAS）發展 www.mnd.gov.tw 7676 淺談反無人飛行器系統淺談反無人飛行器系統（C-UAS）發展發展 作者：作者：吳銘祥吳銘祥 提要提要 一、西元2021年6月美國軍事及外交人員於巴格達機場遭1具武裝無人機攻擊，面對新式無人機，美軍已提升其武力威脅的警示等級，因其影響美方於伊拉克空域擁有的獨立自主權，可見即便國力強大如美國，面對無人機作戰發展運用的態度，也是保持高度戒慎恐懼的心態。二、依美國國防部分類方式，可將無人飛行系統分為 5 類；大型無人機優勢在於可運送致命性酬載，劣勢在於其作戰能力及模式容易預測；小型無人機則具備匿蹤、滲透及低成本等特性，其複雜度造成多面向的威脅無遠弗屆，成為反無人飛行系統發展的最大挑戰。三、反無人飛行器系統透過不同方法，以偵測具敵意無人機存在或制壓無人機，其手段包括光電科技、紅外線技術、聲音感測器、雷達系統及無線電頻率辨識等方法，建構具備效能及多層偵測的能力。四、考量我國防衛作戰構想，可藉由作戰前線硬殺攻擊、城鎮戰軟殺反制、反無人機系統網絡建構及軍民工業合作等 4 個面向發展，以確保我國領土安全。關鍵詞：C-UAS、UAV、Drone、反無人飛行器系統 前言前言 一、研究動機一、研究動機 美國有線電視新聞網 CNN 於 2021 年 6 月 28 日報導，6 月 1 具武裝無人機在巴格達機場內美軍及外交人員用餐的餐廳入口引爆；之前於 4 月亦有 1 具無人機攻擊破壞美國中央情報局（CIA）在埃爾比勒省（Erbil）的無人機棚廠。近期，在伊拉克執行任務的美國情報人員及軍方人員，針對新型、智能化的伊朗無人機攻擊狀況，提升其對美軍武力威脅的警示等級。在伊拉克，針對美方人員進行火箭攻擊已成常態；但是，這些新型伊朗製無人飛行機，已被美方情報人員及軍方人員視為伊朗顯著的軍力提升。對於美方情報人員是個警訊，那就是美方將不再擁有伊拉克空域的獨立自主權。1由報導可知，無人機的作戰研究發展運用，在現今的作戰環境中，具有舉足輕重的腳色。美國面對伊朗發展運用無人機作戰的態度，保持高度戒慎恐懼的心態，可看出如何面對無人機 1 Katie Bo Williams，“US airstrikes follow a spate of sophisticated attacks by Iranian drones that can avoid US surveillance”（Cable News Network,CNN），https:/ 陸軍砲兵季刊第 196 期/2022 年 3 月 作戰發展是一項相當值得研究的課題。二、研究目的二、研究目的 承上所言，如何有效反制無人飛行系統，亦是我國在執行防衛作戰時，必須面對的課題。因此，本研究機先針對無人飛行系統介紹，接著將反制無人飛行系統類型分為 3 類（軟殺、硬殺及偵追），並提出現今各國研發使用的反無人飛行系統。最後，針對無人飛行器系統議題，提出相關建議，期能使讀者對於無人飛行器系統發展現況有所瞭解。無人飛行系統無人飛行系統（UAS,Unmanned Aerial Systems）分類分類 無人飛行系統分類並非只有單一標準，國防軍事體系有自己的標準，民間商用也有屬於自己較為寬鬆的分類標準。一般來說，無人飛行系統可依尺寸大小、飛行距離及續航時間來進行分類，說明如次。2 一、依尺寸大小分類一、依尺寸大小分類 （一）極小型無人機（Very small UAVs），包含微米級、奈米級無人機。（二）小型無人機（Small UAVs），亦可稱為迷你無人機。（三）中型無人機（Medium UAVs）（四）大型無人機（Large UAVs）二、依飛行距離及續航時間分類二、依飛行距離及續航時間分類 （一）極低成本近程無人機（Very low cost close-range UAVs）（二）近程無人機（Close-range UAVs）（三）短程無人機（Short-range UAVs）（四）中程無人機（Mid-range UAVs）（五）遠程無人機（Endurance UAVs）在軍事方面使用，則以層級方式來進行分類。3依美國國防部分類，共分為5 類，參照如表 1。表 1 美國國防部無人飛行系統分類表 分類 尺寸大小 最大負載飛行重量（磅）最大負載飛行重量（公斤）飛行高度（呎）飛行高度（公尺）航速（節）航速（公里/小時）第一類 小 0-20 磅 0-9 公斤 小於地平面 1200 呎 小於地平面 365.76 公尺 小於 100 節 小於 185.2（公里/小時）第二類 中 21-55 磅 9-25 公斤 小於 3500 呎 小於地平面 1066.8 公尺 小於 250 節 小於 463（公里/小時）2 Qassim A.Abdullah,Ph.D.，Classification of the Unmanned Aerial Systems（The Pennsylvania State University），https:/www.e-education.psu.edu/geog892/node/5.3 同註 2。淺談反無人飛行器系統（C-UAS）發展 www.mnd.gov.tw 7878 第三類 大 小於 1320 磅 小於 600 公斤 小於平均海平面 18000 呎 小於地平面 5486.4 公尺 小於 250 節 小於 463（公里/小時）第四類 巨大 大於 1320 磅 大於 600 公斤 小於平均海平面 18000 呎 小於地平面 5486.4 公尺 任何航速均有 第五類 最大 大於 1320 磅 大於 600 公斤 大於 18000 呎 大於地平面 5486.4 公尺 任何航速均有 小結 一、尺寸越小：負載重量、飛行高度及航速均越小，較適合短程的攻擊模式。二、尺寸越大：負載重量、飛行高度及航速均越大，較適合遠程的攻擊模式。資料來源：筆者參考美國防部分類方式自行整理 無人飛行系統無人飛行系統（UAS,Unmanned Aerial Systems）發展發展 無人系統真正的成本和價值並不在於飛行器本身，而在於其搭載的傳感器組件、飛行控制系統及與地面控制站或其他平台的傳輸數據鏈。4透過控制平台的建構，可同時操控多批次無人飛行系統執行任務；另因無人機上無搭載人員，故可去除人員傷損風險，並降低製造成本。這也是近年來，許多國家（如前面所提及的伊朗）積極發展無人飛行系統的主要原因。大多數無人飛行器為便於進行偵察監視，而被設計成低速飛行，這一概念是源於低速飛行更有利於傳感器捕捉目標細節，從而更準確地判斷和識別，但低速同時也大大減少了飛行器在危險空域的生存率。5故配合低成本、多批次的飛行模式，將是無人飛行器運用的主要方向。近年來，各國軍事用途小型且具攻擊能力 UAS 已有相關裝備問世，較為成熟的現貨市場產品概述如次。一、波蘭一、波蘭戰友戰友（WARMATEWARMATE）作戰用無人飛行器作戰用無人飛行器 波蘭 WARMATE（戰友）作戰用無人飛行器，可執行監視、偵測及辨識等任務。由波蘭研發的 WARMATE（戰友）作戰用無人飛行器系統，於 2015 年 9 月公開展示，並於 2018 年開始在波蘭軍方使用。波蘭 WARMATE（戰友）作戰用無人飛行器系統搭配 GS9 成像器，可針對目標進行目標辨識；亦可使用 GO-1彈頭擊殺敵軍人員或輕型裝甲。WARMATE（戰友）作戰用無人飛行器系統可相容於 SWARM（蜂群）偵查攻擊系統，使其可鏈結於 FlyEye（飛眼）系統，執行目標辨識與獲得。6操作高度為 100 公尺至 500 公尺，最高速度為 150 km/h、航速為 50 km/h，操作半徑距離為 12 公里，可飛行 50 分鐘。7依美軍無人飛行系統分類，屬於第一類無人飛行系統，可執行情監偵及攻擊任務，並透過網路鏈結，達到目獲效果。4諾曼弗里德曼，美軍最尖端武器無人機（臺北：全球防務出版公司，西元 2012 年），頁 2。5諾曼弗里德曼，美軍最尖端武器無人機（臺北：全球防務出版公司，西元 2012 年），頁 10。6詹氏年鑑電子資料庫 7詹氏年鑑電子資料庫 7979 陸軍砲兵季刊第 196 期/2022 年 3 月 圖一 WARMATE（戰友）作戰用無人飛行器 資料來源：如附註 8 二、二、美軍美軍郊狼郊狼（CoyoteCoyote）無人飛行器無人飛行器 為消耗性迷你 UAV，發射後飛行翼展開後，即可飛行。飛行器設計成可更換之酬載，其研發時間為 2007 年至 2009 年，於 2009 年起開始使用。其操作高度為 150 公尺至 365 公尺，最高速度為 157km/h、巡航速度為 111 km/h，操作半徑距離為 37 公里，可飛行 90 分鐘。9 美國網媒 The Drive 知名的軍武新聞戰區（The War Zone）報導，雷神公司於 2021 年在亞利桑那州尤馬試驗場（Yuma Proving Ground）的測試中，44 聯合輕型戰術輪車（Joint Light Tactical Vehicle,JLTV）透過托盤發射系統發射 Block 2+Coyote，在不同高度擊落各式定翼無人機，可由原對地攻擊角色轉為兼具反無人機用途。10 本裝備特色為小型、可消耗及管式發射，可在地面、空中或船艦上部署，可單機飛行，亦可聯網組成蜂群，能夠執行監視、電子戰及打擊作戰等任務。構型 2（Block 2）及構型 3（Block 3）郊狼尾部有 4 個機動性操縱面，並具備火箭推進器，使初始推力更強。升空後，則由小型噴射渦輪負責推進，可對付具有高度機動力的目標。目前已部署美國陸戰隊的陸基防空系統，而美陸軍亦計畫在美軍中央司令部（U.S.Central Command）防區部署裝備郊狼的聯合輕型戰術輪車。11 依美軍無人飛行系統分類，屬於第一類無人飛行系統，可執行情監偵攻擊任務，尺寸小及成本低，加上為消耗性不需回收使用，為其執行近程攻擊任務之 8詹氏年鑑電子資料庫 9詹氏年鑑電子資料庫 10https:/.tw/news/world/breakingnews/3796727 11https:/.tw/news/world/breakingnews/3796727 淺談反無人飛行器系統（C-UAS）發展 www.mnd.gov.tw 8080 最大特色。圖二 Coyote（郊狼）無人飛行器 資料來源：如附註 12 三、中共三、中共各各類類無人飛行載具發展現況無人飛行載具發展現況 中共無人飛行載具發展源至 1960 年代，中共利用越戰期間美軍墜地的火蜂無人機殘骸，進行逆向工程仿製，研製出長虹一號無人機之雛型機。1972 年首飛成功，1980 年定型後正式撥交部隊運用，並以軍用型號命名為無偵5。此後，中共持續發展無人機，現今已具備軍用無人機偵查、攻擊能力，能同時執行目標獲得、目標識別、攻擊接戰、電戰干擾與效果監控等任務。13 表 2 中共無人飛行載具機型 型式 性能 用途 長虹一型 飛行航程：2500 公里 飛行高度：17500 公尺 滯空時間：3 小時 使用可見光照相機，晝間執行高空攝影及偵照任務。長空二型 飛行航程：950 公里 飛行高度：18000 公尺 滯空時間：3 小時 可用於核武器試驗的取樣工作亦可供低防空武器系統鑑定用，並具有高機動盤旋能力，供空對空導彈和殲擊機鑑定試驗用。ASN104 飛行航程：300 公里 飛行高度：3200 公尺 滯空時間：26 小時 提供戰場空中偵察情報與進行即時監視。ASN206 飛行航程：150 公里 飛行高度：6000 公尺 滯空時間：48 小時 飛行航程：150 公里 飛行高度：6000 公尺 滯空時間：48 小時 哈比 飛行航程：600 公里 飛行高度：3000 公尺 滯空時間：4 小時 攻擊精度：5 公尺 為空對地反輻射飛彈之一種，具定位運算能力，可搜尋雷達源進行攻擊。12詹氏年鑑電子資料庫 13楊培毅，探討復仇者飛彈系統面臨防空新挑戰與作為一、二類無人機 砲兵季刊（臺南），第 188 期，陸軍砲訓部，西元 2020