回想起1977-1979 年間, 筆者有幸在台中水湳機場的航發中心服空軍的1 年10 月的兵役,這對
於學航太的大學畢業生來說,可算是接受國際先進科技洗禮,非常難得的一段經歷,促成了筆者決定到
美國繼續讀研究所,也才有後來21 年的NASA 研究工作。
經歷:
台灣晉陞太空創辦人、董事長暨執行長
國際太空聯盟太空推進技術委員
美國航空航天學會固體火箭、
混合火箭技術委員
前國家太空中心探空火箭計劃主持人
前清大動機系、交大機械系兼任教授
前台灣人公共事務會副會長
在那段兵役期間,除了協助建造台灣的首座大型低速風洞及其資料截取系統, 以及執行XAT-3 教練機的風洞測試之外, 也行有餘力地參與了RPV(Remote Piloted Vehicle) 靶機的自主研製計畫,而此計畫也就因此成為改制後的中科院ㄧ所,發展無人機的基礎。
講到這段往事,主要是想說明,其實台灣已經累積了超過40 年的研製無人機經驗。但在烏俄戰爭爆發以來,發現無人機在現代戰場所發揮讓人刮目相看的不對稱戰力之後,台灣產業界突然警覺到,我們竟然缺乏關鍵元件的自製及整機量產的能力, 這些關鍵元件包括飛行控制電腦、偵搜相機雲台、高解析度紅外線取像儀等。這也許是和台灣長期專注在代工業的獲利模式, 而忽略了航太系統整合的技術開發所致?
我們面對不久未來台海局勢逐漸緊繃的可能爆發,最有效益的做法,應該是要借鏡於烏克蘭運用大量無人機在戰場上的表現,以創意和因地置宜的靈活變通,達到抵抗俄羅斯正規大軍繼續挺進的戰場經驗。
從烏俄戰場中,我們可以肯定未來的台海戰場環境,也會同樣是全面性的GPS及通訊的干擾 (GPS Denial and Communication Denial Battlefield Environment),因此對於高價值較遠程的 Group 2 和 Group 3 中大型的偵搜或攻擊用途的無人機,我們必須導入軍事等級抗干擾及安全通訊的系統設計,並且將其整合入完備的C4ISR(指管通資情監偵) 作戰體系中。
而對於低價位較短程的 Group 1 小型無人機,如最靈活應用的純電動多旋翼機,則應該使用以細光纖制導的第一人稱視角 (FPV, First Person View) 控制的系統架構,以最有經濟效益的方式,運用於全面干擾的戰場環境中。如此也較容易達到分散式大量製造(每個月數萬架需求)的規模,以便降低單ㄧ製造廠極可能受嚴重攻擊的風險。而這類的多旋翼機也具備執行多功能任務的特性,包括偵搜、運送及載彈攻擊等不同角色的靈活變換。我們也應該考慮,建置活動式的Group 1 無人機的生產平台,充分應用塑膠3D列印製造技術,轉化貨櫃為活動生產工廠,達到極少人力的高效率生產架構。同時,台灣也需要研製大量的攻擊無人機,最好是高次音速並由邊緣AI模式制導的系統,能夠自主選定攻擊優先順序,達到阻止共軍入侵的效益。
最後,無人機技術對於台灣通訊韌性的需求,也能發揮即時有效的功能。在這裏我們可以掌握的是一個高空長滯空的無人機平台(HALE, High Altitude Long Endurance; 也叫作 HAPS, High Altitude Pseudo Satellite),它是屬於 Group 3 以上的大型無人機系統。現階段可行的技術特點,包括高轉換率的輕量化太陽能板(例如效率36%以上,密度約每平方米650克)、高能量密度的電池(例如400 Wh/kg),以及高性能的空氣動力設計。這樣的無人機平台可以在穩定西風的平流層高度區間(15-20公里高度),白天使用太陽能飛行,晚上則使用電池,如此可定點飛行ㄧ個星期以上,其間運用其通訊酬載的功能,提供整個都會區的通訊。估計每次只要使用6架這種無人機,就可以涵蓋整個台灣上空的通訊,而且這是在短期內可以建置完成的通訊韌性解決方案,其所需投入的發展經費也不很高,非常值得開發。
