美军无人机发展刍议

来源：2018年5-6月美国军事评论双月刊

转自：战例译注

作者：Zachary L. Morris，译者：黄国贤

如果美军决策者相信未来作战环境将涵盖竞争激烈的空域及电子战，就应当部署体型较为小巧、造价低廉，以及功能较为精简的无人机，以利广泛运用于战术及作战层级中，有效肆应未来冲突环境。

美国国防部自1950年代起开始在作战行动中使用无人机，运用幅度之广，几近无役不与，包含针对敌军的情监侦作为。人们将此类装备称为无人机(drone)、自动驾驶飞机(robot  plane)、无人驾驶飞机(pilotles saircraft)、遥控载具(remotely piloted vehicle)、遥控飞机(remotely piloted aircraft)，以及其他各种称谓，用以形容无飞行员在机舱内操控亦可飞行的航空器。美国国防部近来更将无人飞行载具(unmanned aerial vehicle, UAV)定义为：一种具备动力，却无需搭载操作人员的飞行载具。此种载具运用流体力学的力量提供上升力，能够独立自主飞行或藉由遥控方式飞行。此类载具为可抛式、回收式，以及可搭载致命性或非致命性酬载。

无人飞行载具通常会被描述为一种单一的载具，包括装设于载具上的监视传感器，或是将其描述为一套无人飞机系统(unmanned air- craft system, UAS)，组成单位通常包含三至六架飞行载具，一套地面控制站、数据链路、支持装备，以及作业人员。

尽管无人机的历史渊远，但却直到最近十至十五年间才取得科技进步，才得以遂行当前的各种无人飞行载具任务。当科技与准则迅速演进并成为新战力运用的一部分时，无人飞机系统在设计或作战运用上，就会一如早期军用航空器般处于革新阶段。美军自1950年代开始使用的无人机，就已证明可免除飞行员冒着生命危险驾驶飞机的风险，同时也透过移除人类的飞行限制因素而强化了航空能力；时至今日，无人系统的采购与操作成本都较有人驾驶航空器来得更加低廉，不过这样的情景或许将来会有所变化。

2016年11月21日，在YouTube 网站上美陆军「微型无人机」形象广告影片的屏幕快照。 

随着无人飞行系统在国防预算中的配比持续升高，此等系统还会持续从国会及军方谋取更多利益。鉴于近期预算限制，美国国防部的无人机计划会在不久未来面临两个相当现实的选项，至于如何在二者间做出抉择，端视其对战略及作战环境的认知。第一选项主张部署数量较少，但造价较高，同时功能更多的无人飞行器，例如RQ-4 全球鹰(Global Hawk)及MQ-9死神(Reaper)无人机。第二选项则认为应当部署为数众多的小型、低造价，同时功能较为精简的无人机。

基于针对未来战略及作战环境所做的预测，包含竞争激烈的空域，美国应追求第二选项。只有不断限制军方一直想要筹获较为先进且造价高昂系统的倾向，才能有助于未来研发存活率更高的系统，赓续维持当前高阶装备的作战效能，使国防部有余裕得以采购更多性能较低阶的装备，俾创造更大的作战弹性。

笔者将本文区分四小节来阐述美国国防部应采纳第二选项的正当理由。第一节检视无人机所处的战略环境与限制因素，以及高阶无人机技术所面对的竞争环境。第二节检视无人机兵力结构的演进，以及未来军方强调更高阶性能的走向。第三节解释无人机计划预算的演进及未来所将面临的预算挑战。最后将于第四节内分析因应未来预算及战略挑战的可能解决方案。

战略环境

就当前战略环境而言，无人机俨然已居于美国国家安全战略的核心地位，包含在地面从事反叛乱作战，抑或于空中从事反恐行动任务。无人机发展的起源在于提供战术及作战情监侦，但自2003年起，无人飞行载具转而成为美国国防部及政府部门所属意的反恐利器。当2002年掠夺者(Predator)无人机首度挂载攻击武器之后，美国自此渐趋强调以空中打击方式击溃敌人。直至2016年，美国在传统战场外使用无人机歼灭敌军估计有4,000名作战人员。自2003年迄今，从未曾有一个国家能像美国一样如此仰赖无人机来执行外交政策。美国能如此大幅采用无人机主要是因为在空域环境中无人能出其右，同时无人机也在科技研发领域中亦具有支配性的优势战力。然而，由于科技发展所带来的便利性使全球市场不断地增长，导致空中与电子战环境的军备竞争可能愈趋激烈，此种现象说明许多高阶无人飞行系统显然已逐渐不适用于未来的冲突环境。尽管无人机目前在反恐作战方面仍扮演相当重要的角色，但在无人机反制方案持续推陈出新下，有可能促使目前战略无人机计划的未来用途受到限制。无人机在目前竞争激烈的空域环境中缺乏机动性、速率、匿踪及武器性能。事实上在2003年3 月，一场发生在由掠夺者无人机与飞行员驾驶战机的空中接战场合中，其激战后的结果是掠夺者失事坠毁。甚至在2015年时，一架掠夺者无人机还曾遭叙利亚阿赛德总统手下破旧不堪的防空系统击落坠毁。最后，造价昂贵的高性能无人机亦曾于乌克兰境内失联，并迫使欧洲安全与合作组织将无人机观测系统从该区域撤出。

美军现在无人机运用之广可谓几近无役不与，包含针对敌军的情监侦行动。

部署在乌克兰境内的无人机，大多能够成功发挥功效者，多数体积都是小型机种(翼展十呎，相当于美陆战队幻影[Shadow]无人飞行载具)，这些构型轻巧的小型无人机可藉由将观测信迹调降至最低以提高战场存活率，同时也可降低了折损的相关成本。201 年，一架MQ-9死神无人机造价大约3,000万美元，超过造价近5,500万美元F-16战机的一半以上。大体而言，F-16战机相较于MQ-9死神无人机是一架具备更多功能取向的战机，光酬载能力就远比MQ-9死神无人机高出四倍，并能够执行各种MQ-9死神无人机无法遂行的任务。因此，审酌目前无人飞行器的科技进程，显然有人驾驶航空器更能在竞争剧烈的空域环境中提供更有价值的战斗力。由于竞争剧烈的环境有可能限制了当前大型无人机的用途，美国应当聚焦于在研发的同时限制采购成本，直到无人机的战力更臻于成熟。

 2011年，一架MQ-9死神无人机造价约3,000万美元，超过造价近5,500万美元F-16战机的一半以上。

表1 2003 年 2 月无人机兵力结构

自2003年起，美国国防部已于各类任务中提高对于无人飞行载具的高度依赖，同时大幅扩编符合任务特性的无人机部队兵力结构，并且增加各式战力项目计划。2003年，国防部仅拥有163架无人机，机型也只区分为五种，详如表1。这163架无人飞行载具当时仅占美军现役军用飞机清单的1%。2003至2012 年间，无人机兵力结构扩增至7,494架。18 基于无人机大幅扩张下，有人驾驶的军用飞机自2003年占国防部所有军机数量的99%，至2005年时降至95%， 其后更于2012 年下滑至仅剩59%。从2007年至2012年间无人机加速成长的现象亦可反映出，时任国防部部长盖兹(Robert Gates)在其任内非常重视将无人机运用于伊拉克及阿富汗的战斗任务。20 从无人机部队兵力结构的扩编也反映出美军强调利用无人机扩张其军力范围，因此无人飞行载具计划也由2003年的五项，至2012年顺势成长为十七项。

近来，美国国防部仍维持规模相当强大的无人飞行器兵力结构与战力，包含拥有为数超出7,500架的无人飞行载具，可于全球各地提供战术、作战及战略优势。美军刻正依据无人机的作战能力、机体构型、任务属性及制造成本，加以整编为五大群体。表2列举九项最大规模的无人机计划整合至国防部群体的兵力结构概况。第五群体代表最高阶无人机所耗费的成本，第一群体则表示最低阶无人机所耗费成本。目前空军维持相对平衡的高低阶混合战力，海军则强调较高阶无人机的战力，至于陆军及陆战队对于无人机的选项则偏向部署较为低阶的机型即可满足其作战需求。由于无人机初始设计的寿期为十五至二十年，部分掠夺者及全球鹰系统已届临最大服役期限。然而，目前多数系统为2006至2012年间获拨部队使用，相对而言就显得较为新颖。再者，由于无人机并未搭载飞行员，这点使得此等飞行器的服役期限更加延长，因为相较于有人驾驶的飞行器，无人飞行器的风险及成本都较小。

未来，美国国防部将规划由现有的高低阶飞行器混合平衡使用的状态，改为强调较高阶飞行器为主的战力，此举亦将导致无人机的作业成本逐年增加。空军目前的计划为渐次汰除掠夺者无人机队，另规划于2021年前增购七十五架死神无人机。尽管此举采购成本将耗费近21亿美元，但后续作战及保修所增加的成本才是真正要付出的高额代价。死神无人机中队目前会计年度消耗的经费为1亿6,000万美元，相较之下，掠夺者无人机中队会计年度支出则是7,000万美元。由掠夺者换装为死神无人机的兵力结构改变，后续作战及保修所需增加的会计年度预算估计每年将逾5亿5,000万美元。尤有甚者，海军已经投入超过14亿美元于「无人战斗飞行系统验证 」 (Unmanned Combat Air System Demonstra- tion, UCAS-D)计划，用以评估自航空母舰上操作无人战斗系统的技术可行性。美海军亦持续发展「无人舰射空中监视暨打击系统」(Unmanned Carrier- Launched Airborne Surveillance and Strike, UCLASS)，以决定如何从多种面向让无人载具拥有足以取代有人驾驶战机的能力。由此可见，扩张第五群体之外的其他无人机项目计划，其所增加的经费甚至远超出死神机种所增加的费用额度。

未来无人机的发展重点将指向提升数个特定能力，包含作业互操作性、可靠性、自主性、发动机系统、空对空战力及匿踪性。这些特性极有可能大幅提高无人机的战力与成本。1998年，美国国防部「暗星」(Darkstar)研究计划显示，区区一架具匿踪效能的无人飞行载具终其寿限的花费就超出10 亿美元(采1998会计年度的币值计算)。31 从美军先前增加其他无人机战力方案的案例即可得知，未来无人机增加战力所耗费成本将比有人驾驶机种还要来得昂贵许多。然而，这些未来战力有可能使无人机于激烈竞争空域环境中，成为兼具实用性及存活率的必要利器。

表 2 目前兵力结构概况

无人机所需的多项战力，例如卫星通信网路，其实并未列计于无人飞行载具的预算成本中。

预算

美国国防部迄今仍难以决定无人飞机系统预算有数项原因。首先，由于无人机为全套操作系统的一部分，整体组件包含地面控制站、地勤人员与操作手、通信和数据链路，以及各式飞行载具，因此相关预算成本经常遭到误解。无人机所需的多项战力，例如卫星通信网路，其实并未列计于无人飞行载具的预算成本之中。其次，监控及评估的成本复杂度更高，因为军种之间各有不同的预算协议事项，事实上部分无人机的成本也由情报预算来支付，而非仅编列于国防部预算当中。第三，作战及保修成本更难以发现，而且通常只能勾稽大型无人系统。最后，某些无人机的机密预算根本无法确认，例如空军RQ-170哨兵(Sentinel)计划是一直隐藏到该型无人机坠毁于伊朗境内中才曝光。因此，本文也只能大致聚焦于那些大型无人机的直接预算。

图 1 无人飞行系统采购预算总额(以当年度币值美元计算)

1989至2017年间无人机的采购预算—就总体预算而言具有代表性的时段—逐年搭配兵力结构的扩编而大幅提升，优先权也同步跟着调高。图1显示自1989年至2017年间的采购成本。里根政府期间曾强力主张发展更高阶的无人飞机系统，要求推展力道要明显大于前任政府的执政团队，因此使得无人机从最初的实验计划转变为采购计划。图1凸显出无人系统随着2003年美军攻打伊拉克及2007年盖兹部长于年中表达重视后，逐渐提高其重要性。

美国国防部从1989至2000年间总共约斥资40亿美元打造无人飞机系统，并自2001年起估计增加390亿美元采购经费。尽管成本逐年攀升，2011年无人飞机系统的预算约仅占美国航空器采购总预算的8%。然续转变为较大型及具备更多功能的无人机只会徒增更多成本比例，正如每支死神无人机飞行中队每年所消耗的成本为1亿6,000万美元，相较之下，掠夺者无人机年度花费的成本则是7,000万美元。再者，全球鹰机队每年消耗于作战及保修成本大约4亿4,000万美元。国防部预期在海军「无人舰射空中监视暨打击系统」上将挹注相近或更高的作战成本。在国防部目前的预算限制下，面对逐渐攀升的作战及保修成本正意味着，目前想要提升无人机更高阶战力的计划根本不切实际。

图 2 未来国防计划无人飞机系统预计支出经费概算统计(第四及第五群体/币值：美元)

其次，美国国防部期待中程国防计划用于挹注研发及采购的经费，每年能以40至50亿美元的幅度成长。如此一来，实际可采购载具的经费将受到排挤，而使能够提供的数量亦将随着订单变少及科技装备更加先进而逐年递减。其他规模较大的投资计划，例如空军「远程打击轰炸机」(Lo ng- Range Strike Bomber, LRS-B)也会使得无人机的全般构想更为复杂，同时也会排挤小型及新颖机型的研究与采购计划。空军提高研究及采购金额的动作，有可能会加剧原本就已经相当吃紧的总统计划预算紧张关系， 因为如此一来就会超出2011年预算控制法案(Budget Control Act, BCA)中，曾经明订中程国防计划总体预算不得超过1,070 亿美元(2016年币值)的预算限制。

从一个高阶无人机感测套件的重大案例中，就可得知为何美国国防部需要提高研究及采购成本。第二代全球鹰无人机感测酬载的预算占了该型无人载具约54%制造成本。传感器成本不断提高的主因在于供需平衡之基本法则。即使国防部持续高升需求及提升战力期待，却欠缺同等功能的商用传感器，但无人机传感器的采购程序，在降低成本方面所面对的挑战其实并不多。再者，由于逐渐提高的成本及预算限制，提高了每架飞机所耗成本，因此订单数量也会跟着降低。在2012会计年度预算中，全球鹰无人机的采购数由二十二架锐减为十一架，此举亦造成构建全球鹰部队所需经费提高了1 % 。

权宜之计

未来问题核心在于2011年的预算控制法案设定了预算成长的门坎，而军方对提高特定高阶无人飞机系统战力的企图也仍相当强烈。除非预算能够增加，否则未来无人飞机系统的需求将存在两个合理选项，而适切选择大多取决于决策者如何界定作战环境与无人飞机系统的需求。

第一个选项主张部署为数较少，但更昂贵且功能更多的第四或第五群体无人机，例如全球鹰或死神。国防部刻正规划执行该选项，也就是以在2021年前添购七十五架死神无人机的方式，让死神无人机机队的兵力结构扩编逾25%。为了达成增加死神无人机数量的目标，空军计划于2018年汰除所有108架掠夺者无人机。然而，为了平衡掠夺者无人机年度编列6亿3,000万美元的作战及保修预算额度，空军所能维持的机队编制大约为四支死神无人机中队，每支中队编配十二架死神无人机。再者，编制四支中队的结果将导致空军无力承担每支死神无人机中队需斥资约3亿5,000万的采购成本。因此，如果经费限制的上限毫无调拨空间，空军或许只能在整个中程国防计划的期程内完成二至三个中队采购作业。整体而言，采取此选项的结果就是删减108架掠夺者无人机，换取添购最多三十六架死神无人机种。

第一种选项还是有可能成为一个可行的方案选项，但前提是反恐主要任务可维持在无人可敌的空域环境之下。然而，审视当今无人机在此竞争激烈的环境中已然不合时宜，因此想要以改变任务形态的方式来对抗战力更加强大的敌人，其实是会限制这些载具所能发挥的功用。

第二个选项则是主张部署许多体型较为小巧、低造价及功能较为精简的无人飞行载具，并交由当地的战术及作战指挥官负责管控。53 依循该行动方案的数项措施，既可维持目前高阶无人机战力，同时亦能持续针对未来的兵力扩编计划打好基础。首先，在中程国防计划的既定期程中让大多数掠夺者无人机队继续服役。配套措施则是限制死神无人机种的购置期程，仅在失去现役掠夺者无人机时再行添购，而限制较高阶机型的扩张也能提供一些经费，并用于研究及测试更先进的无人机计划。持续研究特定无人机计划将可促进未来空域竞争环境下新式机型的系统发展，等到预算限制降低时，便可提供美国多种不同的发展选项。再者，限制高阶无人机的扩展亦可让美国聚焦于拓展小型战术无人机计划的兵力架构与战力。

如果决策者今日相信未来作战环境包含竞争激烈的空域及电子战，就像发生于乌克兰的无人机失联事件，则此等选项可作为正确且符合成本效益的解决方案。近期事件显示由于较大体型先进无人机的观测信迹较大且更加依赖复杂的通信网路，因此反而更加脆弱。2011年，伊朗曾公开宣称击落一架机密的美国RQ-170匿踪无人机。甚至在2012年6月就发生美国德州大学奥斯汀(Austin)团队仅花了不到1,000美元，就成功从国土安全部手上夺取了一架掠夺者无人机的控制权。最后，欧洲安全与合作组织于2016年8月停止所有无人机在乌克兰的作战行动，主要原因为三架等同于第四群体的无人机曾于6月及7 月遭击落坠毁。

体型较大的无人机经证实成本更高且存活率较低，而小型无人机则展现出可继续于乌克兰境内进行情资侦搜及提供战术觉知给指挥官。因此，直到高阶科技(例如匿踪、高速、自主性及机动力)获致提升，不然体型较小、价格较便宜的无人机更可在此竞争激烈的环境中提供更佳方案选项，主因是此等机型较不易遭敌侦测，一旦遭到击落时折损金额也较为低廉。

未来无论决策者选择哪一种策略方案，都还是会有多个选项能适用于这两种情境。首先，美国国防部在现有预算限制下切莫继续规划拓展较高阶的无人机计划。立竿见影的效果包含减少死神无人机扩编及延长了部分掠夺者无人机队的寿期。其次，在不同军种之间提高系统的通用性应可撙节相当可观的经费。举例而言，陆军灰鹰(Grey Eagle)及空军的掠夺者无人机近来已有80%的通用性， 唯一不同之处则是空军掠夺者机种搭载了效能更佳且较昂贵的传感器。

更进一步而言，海军「广域海上监视」(Broad Area MaritimeSurveillance, BAMS)系统及空军全球鹰无人机基本上都是同一款机型，只是配备不同的传感器。然而，海空军却各自有其机型的维修厂、地面站及训练流路。美国国防部可将各型载具加以标准化，其涵盖范围包括研发、采购及作战与保修，至于维修料件的部分，则可要求各军种将地面站、训练及数据链结加以统一，同时强化军种间的作业互操作性，如此一来便可有效降低成本。

结论

鉴于取得防空及电子战特定能力的国家与非国家行为者与日俱增，当前高阶无人机的成本效益及功能却江河日下。美国应聚焦于维持当前战力并致力于提升较低阶无人机所具备的战力，同时着眼于未来战力的研发。美国国防部如能采纳此计划，则可在现有预算限制下有效运作，同时亦可维持弹性的战力需求，持续发展概念性战力方案以肆应未来作战需求。大部分计划都应聚焦于发展体型较小、造价低廉，同时存活力较强且足堪耗损的战术型无人机，直到科技进步及预算提高并有能力制造具备存活力更高的高阶无人机为止。所以美国不应将这些体型小巧且为数众多低阶无人机的作战效能白白浪费掉了，应当将其有效运用于战术及作战层级当中，以肆应未来冲突环境。

海军广域海上监视系统及空军全球鹰无人机基本上都是同一款机型，只是配备不同的传感器。

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