美國擬以垂直起降定翼型無人機取代RQ-7
2019.12.20
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壹、新聞重點
美國陸軍將以「未來無人機系統」（Future Tactical Unmanned Aerial System, FTUAS）取代其目前使用的RQ-7「陰影」（Shadow）無人機，不需要跑道或輔助起降設施，可以更好地執行哨戒及偵察任務，在未來大國衝突的嚴苛挑戰中生存。美國陸軍已在2019年7月選定4家公司的產品進行評選，並在12月12日宣布2020年將由5個旅級單位進行實戰測試，並在年底選出優勝者。
貳、安全意涵
美國陸軍希望FTUAS能改善現有RQ-7機動力不足缺點，並強化陸軍空中前進偵察能力。目前有4家公司加入FTUAS競爭。
一、新無人機採用不同垂直起降概念
美國陸軍新無人機的先決條件是能垂直起飛及降落，不需跑道或輔助設施，但仍可以安靜地進行長距離飛行。陸軍已在2019年7月選定4家公司的提案進行評選，這4家公司的提案均能垂直起降，並進行長距離飛行，但採用兩種不同飛行概念，其中大角星無人機公司（Arcturus UAV）的「跳躍20」（Jump 20）、L3 Harris公司的FVR90，以及德事隆（Textron）及AAI公司的「空中探測HQ」（Aerosonde HQ），均採用垂直起降定翼概念，即以4軸螺旋槳進行垂直起降，但具有機翼及推進式螺旋槳以利長距離平飛；馬丁無人機（Martin UAV）與諾斯洛普格魯曼（Northrop Grumman）合作推出的產品稱為「甩尾手」（Tailsitter），螺旋槳位於尾部，垂直起降時機首朝天，進入空中時改為平飛。如果測試順利，美國陸軍將在2021年2月選出優勝團隊，並至2022年開始，以固定價格9,950萬美元開始採購。目前陸軍尚未決定選擇何種無人機，端視何家公司能優先完成其測試準備。[1]
二、新型無人機將由不同旅級單位進行野戰測試
目前有5個作戰單位正在進行測試，由真實士兵模擬實際作戰情況及部隊編組，而非測試人員，這些士兵來自不同作戰單位，包括：
（一）第1裝甲旅級戰鬥隊，由重裝甲履帶車輛組成。 （二）第101空降師第2旅級戰鬥隊，為直升機降輕步兵旅。 （三）第2步兵師第1史崔克旅級戰鬥隊（Stryker BCT），為史崔克輪甲車單位。 （四）第1裝甲師第3裝甲旅級戰鬥隊，為重裝甲單位。 （五）第82空降師第1旅級戰鬥隊，主要由輕裝空降兵組成。
上述單位包括各種不同功能及特性的旅級戰鬥隊，4家競爭者的測試機都將交給不同單位進行至少6個月測試，並在戰鬥訓練中心進行演習，這些測試單位將會回饋測試意見給陸軍高層，這些結論將有助陸軍選擇最佳候選者。
三、美國陸軍欲強化未來無人機機動部署能力
美國陸軍目前使用的RQ-7，為一種中型、固定翼、雙尾桁、後方推進式螺旋槳的無人偵察機，由一具38匹馬力的AR741-1101轉子引擎（Wankel engine）驅動，其缺點是太吵，足以讓敵人警覺空中有飛行器接近，必須進行躲藏；需要跑道起降，限制其跟上快速機動部隊部署的能力；需依賴靜態、集中並易遭攻擊的基地。這在過去20年的反恐戰爭中不是太大問題，但在未來對抗也擁有先進無人機及地對地飛彈的敵人如中國、俄羅斯時極為不利。而一個排4架RQ-7及其輔助設備與地面控制站，共需2.5架C-130運輸。陸軍目標是1個排的FTUAS由1架CH-47進行運輸，同時不需要跑道即可起降，以利改善機動部署能力。
RQ-7主要任務在改善旅級指揮官目標蒐獲、戰場損害評估及戰場管理能力，可在距戰術作戰中心125公里遠的目標執行偵察任務，並在8,000呎高度、3.5公里遠處辨識目標。其地面控制站可將無人機拍攝影像及偵察數據直接傳輸至聯合目標監視及攻擊雷達系統，或將目標資料提供作為精準武器打擊之用。
參、趨勢研判
在美國陸軍多領域作戰概念及6項現代化計畫下，其長程火力需要依賴遠距情監偵能力，因此偵察直升機及無人機將擔負更多任務，同時垂直起降型無人機也將增加陸軍無人機彈性運用空間。
一、美國陸軍將開發多型先進無人機擔任更廣泛任務
美國陸軍正在改革其空中偵察能力，在2015至2019年間淘汰OH-58D，改以MQ-1C「灰鷹」（Grey Eagle）及RQ-7擔任前線偵察，避免有人直升機冒敵火危險實施偵察。未來戰鬥航空旅（Combat Aviation Brigade, CAB）將由24架AH-64組成攻擊營，而偵察中隊則由24架AH-64攻擊機與3個RQ-7無人機排組成，分配給各師的「灰鷹」無人機連則與攻擊營密切協調，期能減少溝通問題、增加無人機操作人員和飛行員的合作及默契，同時如此搭配可以滿足80%偵察任務需求。[2]
在多領域作戰概念中，美國陸軍希望持續主導空中優勢，根據近期多領域指揮管制（Multi-Domain Command & Control, MDC2）模擬演習顯示，陸軍認為其戰場指揮管制能力不足以應付未來戰場需求。[3] 依陸軍「未來舉升能力跨功能團隊」（Future Vertical Lift Cross Functional Team, FVL CFT）規劃，無人機屬其中一環。由於陸軍將強化長程火力，未來無人機需更加重視目標獲得能力，因此新的先進無人機配置在航空旅的偵察中隊，另外也可能用來執行電子作戰，恢復1990年以後放棄的陸軍電子戰能力。陸軍並發展空載型無人機，可由直升機攜帶，如發射飛彈一般將之發射，因其體積小，射程短，成本低，可用於擔任誘餌、自殺無人機等消耗性任務。[4]
二、大國競爭改變陸軍無人機作戰運用構想
新無人機計畫為美國陸軍6項現代化計畫中「未來垂直舉升」（Future Vertical Lift, FVL）計畫的其中一項，包括新的模組化飛彈、新無人機設計，以及新的有人駕駛直升機。這些技術將可提供陸軍新的作戰方式，用以擊敗中國及俄羅斯的「反介入／區域拒止」（Anti-Access/Area Denial, A2/AD）能力。美軍未來將不可能如反恐戰爭一般主導空中及陸地戰場，在「多領域作戰」概念下，陸軍認為空軍及海軍打擊戰鬥機部隊可能需要陸軍協助開闢道路，因此陸軍需要恢復長程精準火力、先進無人機等新式裝備。FVL CFT將是一項大型聯合計畫，該團隊將與五角大廈持續合作，使各項計畫有更大自由度，並與其他軍種合作，避免在無人機項目上重覆投資。
三、垂直起降無人機將成發展趨勢
為增加無人機部署能力及運用彈性，近年垂直起降型無人機概念發展受到重視。可垂直起降，但同時具備長程飛行能力的無人機具備極大使用彈性，若供陸上部隊使用，可跟隨部隊進行機動部署，毋需依賴基地，也不需使用輔助起降設施；若供海軍或陸戰隊使用，則可在艦上甲板或其他狹窄空間起降，但起飛時則可恢復定翼機的長程平飛彈及酬載能力。目前除美國外，中國也在進行類似4軸垂直起降式無人機概念在軍事用途上的測試及發展；台灣在2019年台北航太展時，多家民間公司亦推出4軸垂直起降無人機，此一概念未來將有極大運用空間。
附圖1、L3 Harris公司的FVR90無人機，以電動馬達驅動的4軸進行垂直起飛，平飛時改用後推式螺旋槳。
資料來源：舒孝煌攝影。
附圖2、大角星無人機公司的「跳躍」無人機，亦採用4軸螺旋槳垂直起飛，但平飛時使用之螺旋槳置於機首。
資料來源：舒孝煌攝影。
附圖3、馬丁無人機公司推出的「甩尾手」無人機，螺旋槳置於尾部，垂直升空後改為平飛。
資料來源：舒孝煌攝影。
[1]Sydney J. Freedberg, “Rival Shadow Drone Replacements Head to Combat Units For Tests,” Breaking Defense, December 12, 2019, https://tinyurl.com/sejeyuc.
[2]Michelle Tan, “First of 10 Apache units converts, adds 12 Shadow UASs” Army Times, March 16, 2015, https://tinyurl.com/wg8kvpz.
[3]Sydney J. Freedberg, “Army Multi-Domain Wargame Reveals C2 Shortfalls,” Breaking Defense, September 12, 2019, https://tinyurl.com/tt2lc6j.
[4]Sydney J. Freedberg, “Artillery, Drones, Missiles Will Help FVL Penetrate Air Defenses: FVL CFT,” Breaking Defense, March 21, 2018, https://tinyurl.com/wtx262f.