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國內

抗干擾能力最徹底的方案──光纖無人機

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更新於 2025年06月11日22:58 • 發布於 2025年06月10日05:47 • 抄書性質的戰史研究
圖為3DTech的Predator REBOFF 10 LITE 10KM光纖無人機,下方筒狀物就是光纖線軸,上方則是戰鬥部。(圖片取自作者臉書)

目前被認為抗干擾能力最徹底的方案就是光纖無人機。這類無人機以光纖取代傳統的遙控鏈路,能以傳統無人機改裝得來。光纖有幾個優點:光纖的訊號傳輸不受可視距離與訊號穿透能力限制,因此無須擔心無人機飛行到低空或因阻隔失去導控;光纖也完全無法干擾,傳輸品質也最穩定,不需考慮電磁頻譜分配,也能避免遙控訊號通道飽和,還能避免敵方通過追蹤遙控訊號察覺無人機的接近,甚至通過對發射源測向找到無人機飛手。光纖無人機也更適合搭配目標自動識別與追蹤技術,因為兩者需要高性能處理器輔助,而這種處理器裝在一次性自殺無人機顯然不夠經濟,採用光纖的話就能裝在遙控端上而非無人機。

當然光纖無人機也有自己的缺陷:首先是成本較高,在2023年時一捲光纖價格高達2500美金,抵得上好幾架低檔的遙控無人機,偏偏光纖在使用後的回收與重新使用也相當麻煩,將光纖視為一次性使用耗材又是不小的開銷──這也是當時烏克蘭選擇發展圖像比對無人機而非光纖無人機的原因之一,也讓俄軍在光纖無人機的使用上取得相當長的優勢期。不過俄軍光纖大多採購自中國,也讓中國光纖的產能大幅增加,市場價格更大幅降低至200-300美金,烏軍也「受益」於此開始能夠大量採購。事實上很多時候兩邊的光纖是來自同一家中國廠商。當然光纖價格只是降低,還不足以讓光纖無人機的價位降到和遙控無人機同級。

其二,光纖操作距離受限於光纖長度,而光纖和線軸都有重量,比如烏克蘭3DTech推出的光纖無人機捲線機構重約300公克,而5公里長的光纖重約1.25公斤,10公里長的光纖則重約2.8公斤。反觀無線遙控無人機無須任何額外重量就可以輕易實現10公里以上遙控距離;雖然理論上也受限視距,但可通過訊號中繼設備大幅延長。由於無人機本身不是一種承重能力很高的平台,線軸和光纖占用的籌載重量會連帶導致戰鬥部重量受限;而一但目標正好有足夠反應裝甲保護,那即便擊中弱點也很難穿透和摧毀了。如果想保留足夠的籌載用於攜帶彈藥和足夠長的線圈,就需要使用較大但也較貴靈活度較差,還更容易被發現和擊落的10吋以上無人機──而傳統無人機通常不需超過8吋。光纖的重量也嚴重降低無人機升限,阻力則使其操控難度較大。

其三,光纖本身較為脆弱,有被環境障礙纏住或切斷的風險,展開速度也不宜過快,因此光纖無人機雖然巡航速度和遙控無人機差不多,但遙控FPV無人機俯衝攻擊時可以輕鬆達到120-140公里以上速度,甚至部分型號可以達到200公里,反觀現有的光纖無人機大約只有110-120公里。光纖也不耐彎曲,因此飛手必須避免過於劇烈的機動以避免光纖被扯斷或者被無人機自己的旋翼纏住。光纖的生產門檻也比較高,根據2025年4月烏克蘭的報導,通常每10架光纖無人機就有3-5架會出現光纖斷裂的問題,有時甚至可達2/3,而這些幾乎都是生產工藝問題導致的。所以部分光纖無人機會保留傳統無線遙控作為備份,當光纖被切斷時自動切換成無線操作模式。

目前烏克蘭仍認為光纖無人機不會完全取代傳統遙控無人機,而俄軍同樣也還在大量使用並發展無線遙控無人機。(取自X平台@DogsNDemocrats)

烏克蘭廠商3DTech的無人機可以提供清晰的對比。該公司的掠食者10型光纖無人機售價大約2.4萬台幣,相較之下同一廠商生產的戰鬥10型傳統無線遙控FPV無人機售價則是1.55萬台幣。而且2.4萬的掠食者10型還沒有配備熱成像,也就無法在低能見度環境使用,需要再花錢升級,反觀戰鬥10型的價格是已經標配熱成像的。雖然同為10吋無人機且發動機和掠食者為同一型號,但沒有光纖這一額外負擔的戰鬥10型酬載更大(3.5公斤對1.8公斤),升限更高(1000米對500米),續航時間略長(15分鐘對12分鐘)且操作範圍更遠(15公里對10公里)。

霰彈槍被證明是反制光纖無人機的不錯選擇。目前烏克蘭已經在新訓中心標準課程中安排霰彈槍打擊快速飛行與懸停目標的課程。但如何發現光纖無人機則是另一個問題:雖然光纖無人機肉眼發現的難度不大,但那也僅限能見度良好的白天且有專人警戒空域的前提下;而如果肉眼未能或無法發現,針對電磁訊號活動的被動探測裝置對光纖無效,雷達的體積與成本偏高又是種需要長時間輻射訊號的設備,難以大量使用,因此目前尚無可靠的對光纖無人機全天候預警手段。

目前烏克蘭仍認為光纖無人機不會完全取代傳統遙控無人機,而俄軍同樣也還在大量使用並發展無線遙控無人機。光纖無人機更適合作為一種特殊情況下的突破工具:當敵方成功以電磁干擾封鎖無線遙控無人機時,光纖無人機仍可運作,可以依靠它們打擊敵方高價值目標,特別是找到並摧毀干擾器,藉此為遙控無人機締造活動空間。烏克蘭第414無人機攻擊團團長建議是每個陣地應該儲備10-20架光纖無人機用以應對進攻,因為進攻的編隊通常得到較完整的電子戰設備保護。

對於兩軍而言,最理想的搭配就是全都要:以大量使用不同頻率模塊的無線遙控無人機為主力,其中相當數量應具備圖像對比能力,再輔以部分光纖無人機作為最後手段。實戰時可先以電子支援設備探查戰場頻譜環境,或直接讓遙控無人機硬闖;如果對方幾乎沒有電子干擾能力或干擾的頻段被現有無人機錯開,那廉價可靠的普通遙控無人機就能有效應對;如果對方有干擾但也只是少量的自衛用干擾器,那可以讓成本稍微增加但不會太多,且性能也不比普通無人機低的圖象對比無人機應對;而如果情況嚴重到圖像對比無人機都無法接近到可識別距離,那就可以讓光纖無人機上場專門清除敵軍最具威脅的電子戰單位,之後就能以遙控無人機掃蕩殘敵。

而非常諷刺的是,雖然烏克蘭比俄國更早發揮無人機在觀測和打擊方面的潛力,但由於烏克蘭擔心改動的額外成本與複雜性,結果俄國在之後幾乎所有領域都領先烏克蘭一步。無論是圖像識別、AI自主交戰或光纖無人機,俄國都比烏克蘭早了數月甚至一年投入實戰;而烏克蘭往往是等自己先吃了大量俄國新型無人機的苦頭,且自己的無人機作戰效率降低到難以忍受時,才開始模仿和跟進。(本文轉載自作者臉書)

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