國戰會論壇》發展軍用無人機 臺灣晶片加持有勝算(羅慶生)
「騰雲」無人機以遠距目標與電子情資偵搜爲主要任務,導控半徑達1100公里,滯空時間約20小時。(趙雙傑攝)
不久前國防部於中科院航空所舉行媒體邀訪活動,展示我國無人機自主研發成果,包括首度曝光的旋翼式無人機系統、服役10年的銳鳶1型無人機、劍翔反輻射無人機,以及開發中的「騰雲」大型無人機。
中科院的展示規模,當然不能和不久前閉幕,展品琳瑯滿目令人目不暇給的「珠海航展」相比,但也讓人看到臺灣發展無人機的實力。事實上,相對潛艦、戰艦、戰機等需要重工業基礎的武器載臺,無人機這種自動化武器系統憑藉的是電子與電機產業,而這正是臺灣強項,必不至出現像巡防艦愈做愈小,或者潛艦面臨技術瓶頸等尷尬問題。發展高科技的無人機作戰纔是臺灣國防的未來,真正勝算所在,比搞什麼一戰或二戰時代的「全民防衛」,有意義多了。
無人機作戰爲「未來戰爭」趨勢
無人機作戰是未來戰爭趨勢,應該獲得更多重視與更多資源發展,目前臺灣的投入其實遠遠不夠。原因之一,是各方仍用「不對稱作戰」的概念來看無人機,將其視爲輔助的或次要的戰具,認爲重要性不如傳統武器載臺。然而這觀點可能已經落伍,無人機在未來戰爭中將成爲主要戰具。
戰爭本身就能諭示戰爭未來。最近幾次的國際武裝衝突,例如亞塞拜然與亞美尼亞的「雙亞衝突」,以及俄羅斯與烏克蘭的「俄烏戰爭」,無人機都痛擊傳統武器載臺。制約因素不是無人機不好用,而是太少,不夠用。
從跨代戰爭的理論來看,未來戰爭,將是有別於二戰時期工業化戰爭的數位化戰爭形態。這是人們普遍使用智慧型手機通訊,網路已將所有數位工具連成一體,成爲人們不可或缺的生活方式後的自然發展。就如同人們普遍使用汽車作爲交通工具,裝甲戰車就取代騎馬戰士的衝鋒,石油也取代馬蹄鐵釘,成爲最重要的戰略資源。
因此,當美國拜登總統拿起一片矽晶圓,向全球開示一個小小晶片的重要性,即諭示數位化武器全面取代工業化武器的時代已經到來。以往軍隊大規模接觸,雙方以兵、火力互拚的工業化作戰形式,將轉變爲遠距控制的數位化交戰模式。注意「遠距控制」的概念,這個在covid-19疫情期間透過5G通訊網路的普及而論證「遠距工作」是可行的發展,顯示這種趨勢。
這並不是說,傳統的大型武器載臺沒有用了,而是它太昂貴又太易毀。除非戰爭打到「全國總動員」,雙方都豁出去拿老本來拚,否則將是用廉價的無人機互打。即便有戰損,損失的也只是財產,而不是寶貴人命。如此雙方仍有談判、讓步與妥協的餘地。否則如果是航母或大型軍艦等這種具有象徵意義的高價值軍事資產被毀,數百條甚至上千條人命陪葬,那麼想不報復都不行。戰爭將變成不歸路,人們的生活,也再無法回到從前。無人機在未來戰爭中將扮演「主角」,這要從它的本質着眼才能看得清楚。
雖然大家已習慣「無人機」(drones)這個稱呼,正式名稱爲「無人飛行載具」(Unmanned Aerial Vehicles, UAV),但做爲武器系統,無人機的發展愈來愈脫離這個中性詞彙所附載的概念,變得更多元、複雜與危險。
那是因爲無人機原本是遙控操作,由人類操作員在異地操控,現在則有愈來愈多的人工智慧(AI)導入系統,例如辨識目標的AI。一旦「攻擊」鈕也是由AI負責按下,那麼無人機就能自主完成整個戰鬥過程,而變身爲機器人,即便它不是「人型」。這是UAV或其它無人載具發展的終極目標,說明無人機真實的意義,是負責殺戮或反殺戮的「戰鬥機器人」。
無人機本質是「戰鬥機器人」
以滯空彈藥(Loitering munition)爲例,這款中國大陸翻譯爲「巡飛彈」的自動化武器系統,是目前戰場表現最爲亮眼的戰鬥無人機,之前在阿富汗與烏克蘭戰場大顯身手的美國「彈簧刀」(Switchblade),是優異的代表性產品。
稱爲「滯空彈藥」是因爲有飛行炸彈的概念,中國翻譯爲「巡飛彈」也是因爲它類似小型的巡弋飛彈。「彈簧刀」由兩人一組的單兵操作,從發射筒起飛,飛向目標區後能在空中繞飛滯留,操作者則透過機上配置的攝影機觀察地面,確定目標後就變身爲自殺炸彈,發動攻擊。
這種從空而降的攻擊方式,打戰車最有效。因爲戰車正面裝甲極厚,側面也配置反應裝甲,能抵抗穿甲彈或錐形裝藥,唯有車頂部分脆弱。大型款的「彈簧刀」彈頭部與「標槍」反裝甲飛彈相同。「標槍」也有頂部攻擊模式,摧毀戰車方式幾乎一樣。從這個角度看,「彈簧刀」可視爲「標槍」的長程版。
但從操作戰士的角度來看,那就完全不一樣。「標槍」有效射程只有2.5公里,「彈簧刀」卻可攻擊20多公里目標。這段距離差距,對操作戰士來說就代表安全,攸關性命。相對現場攻擊,「遠距控制」交戰有無可比擬的優勢。
用「標槍」攻擊即便摧毀目標,也容易遭敵方隨行戰車反撲,運氣不好可能受傷甚至陣亡。用「彈簧刀」則完全不用擔心,而且在目標上方繞飛,可以輕輕鬆鬆地確認目標,再決定要不要攻擊,不像「標槍」發射後要全神貫注地鎖定。同時,如果最後發現目標辨認錯誤,其實是友軍或平民,「彈簧刀」還可以自毀,避免誤擊。「標槍」發射後就算髮現不對也沒回頭路。簡單來說,「彈簧刀」比「標槍」安全得多,成本又更低,很受歡迎。
那麼好用的武器當然各國矚目。「滯空彈藥」要求的科技層次並不高,核心部件的晶片只需成熟製程,用不到先進製程。許多國家都有類似產品,例如中國、土耳其、伊朗。臺灣也有民間科技公司開發出軍民兩用的版本。民用版是用攝影機做遠距的地面觀察,搜尋迷路山友或勘災很好用;軍用版,裝上彈頭就可以了。國防部對此頗有興趣,有機會開創臺灣軍武產業「軍民融合」的新模式。
但如果要「滯空彈藥」能自主發動攻擊,所需的科技層次就高了。有沒有這種戰術需求呢?有的。例如發射數枚到十數枚「滯空彈藥」到特定區域,就可以封鎖該地區,讓敵方裝甲車經過時遭到攻擊。雖然「滯空彈藥」滯留空中的時間只有幾十分鐘,但戰術就是力、空、時的結合,只要我在一定時間內,能在特定空間集中較敵方更多的戰力,我就贏了。以「滯空彈藥」封鎖特定區域有戰術需求。
雖然由戰士操作「滯空彈藥」也可達到類似效果,但那需要數十位戰士在那段時間內專注在螢幕上。不僅消耗數十位戰士戰力,那種單調、重複的工作也容易出現人爲疏忽。而機器人,不就是負責執行重複、單調的任務嗎?能夠自主發動攻擊的「滯空彈藥」,是戰術指揮官所渴求的。
現在有沒有這種類似武器?有,以色列1990年代開發的「哈比」(Harpy)反輻射無人機就是。這款爲獵殺防空系統設計的自殺無人機能在空中滯留,只要偵測到敵方雷達開機,就順着雷達波往下竄,一舉摧毀該雷達。亞塞拜然在雙亞戰爭就用「哈比」打得亞美尼亞的俄製S-300系統哇哇叫。
這麼好用的系統當然也會引起各國興趣,有能力的國家仿製類似系統當然免不了,包括海峽兩岸。沒錯,國軍已服役的「劍翔」無人機就是「哈比」的臺灣版。但請不要用「抄襲」來形容各國軍武的相互仿製,武器系統不像碩士論文可以複製貼上,依據特定原型,開發出功能類似的數位產品需要電子工程師大量的努力。輕蔑的用「抄襲」否定很無知。
不過,「哈比」無人機的自主攻擊能力仍然是比較容易的,系統只要能辨識雷達波參數,和己方不一樣就發動攻擊;辨識車輛或建築等地面目標是友軍還是敵軍,能不能或需不需要攻擊,那就複雜得多。能夠處理複雜事務的「戰鬥機器人」,配置AI的硬體等級要很高,愈先進能力愈強。這就是美國爲何要封殺中國發展先進製程晶片的原因:未來戰爭是「戰鬥機器人」的戰爭,美國要保持軍事優勢,就必須掌握比中國更先進的晶片。
美國正在各種戰鬥系統上開發先進的AI,例如美國空軍研究實驗室(AFRL)的「空中博格」(Skyborg)。這個操控XQ-58A「女武神」(Valkyrie)無人機的AI被要求能控制飛行器的飛行、起降並協助飛行員作戰,從初階的起飛與降落、中階的複雜空域飛行控制,到高階的空戰判斷。那麼複雜的AI,不用先進製程的晶片行嗎?
現在可理解臺灣在無人機…,噢,不,在研發「戰鬥機器人」上的優勢了?最先進的晶片製造在哪裡?臺灣。全球9成的先進晶片在臺灣製造。如果臺積電真能確保赴美設廠的是N-1代,那麼最先進的晶片只有臺灣能製造。臺灣在晶片設計領域已經算世界前茅;機械自動化控制領域也非常強;民間產業鏈完全能支持「戰鬥機器人」的研發製造,甚至比美國都還具優勢。國防自主的思維,是否該從依賴臺灣弱項的造船業與先進鋼材產業搞的「國艦國造」、「國機國造」轉向?
戰鬥來自生活,軍事能力與民間生產力其實是相互匹配的。國防工業要能與民間產業結合才能真正茁壯。當戰爭走向無人化、電子化時,臺灣就能真正靠自己的科技,保護自己。高科技戰爭的特色是「勝者全贏」,因爲可以讓對方武器失效。想想看國軍用臺積電2奈米先進製程晶片開發的「無人機」或「戰鬥機器人」,和解放軍用28奈米成熟製程的類似產品對抗時,誰有勝算?那纔是臺灣國防的未來,真正「臺灣的勝算」所在。
(作者爲臺灣國際戰略學會執行長、博士,國戰會專稿,本文授權與洞傳媒國戰會論壇、中時新聞網言論頻道同步刊登)
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