第二章 無人機的發展與特性
第二節 無人機的發展、沿革與未來趨勢
國
立 政 治 大 學
‧
N a tio na
l C h engchi U ni ve rs it y
20
備、網路與人員的系統」17。
國際組織方面，無人機國際就無人航空系統所提出的定義為「包含無人機以 及必要的飛行控制系統，該系統包括：控制中心、通訊設備、數據機、發射與回 收設備、地勤設備與航管系統。」另外，國際民用航空組織在其發佈的報告中將 無人航空系統定義為「一種機上無實際飛行員的飛行器與其相關配備」18。
儘管定義上仍有些許不同，但是由上述的幾個定義看出無人航空系統是一個 較為廣泛的概念，其包括了無人機本身與控制其正常運作所需要地一切設備，各 家定義上略有不同的地方多集中在無人機所需之配備所指為何上，無人機按照其 用途的不同所需要的設備亦有所不同，舉例來說：部分無人機乃是設計為一次性 的消耗使用，因此自然不用包含回收裝置；反之，若是可重複使用的無人機即需 要回收設備以達重複使用之目的。除了在整體飛航系統中包含的細節略有不同外 各家定義可以說是相當一致。
第二節 無人機的發展、沿革與未來趨勢
人類對天空的嚮往促成了人類飛行技術的提升，因此誕生了：熱氣球、風箏 以及最後出現的飛機；在大約十九世紀末，為了取代人類在戰場上的角色、降低 己方的人員傷亡下無人機誕生了，起先無人機僅是承擔輔助性的支援角色，例如：
彈藥投擲、人員訓練、空中偵查與訊號干擾，最後在 1994 年誕生了歷史上第一 架武裝無人機，並逐漸在 2001 年開始的全球反恐戰爭中被廣泛使用。本章將依 序介紹：無人機的歷史、無人機的發展與沿革以及無人機未來發展的趨勢。
17 "Unmanned Systems Integrated Road Map," United States Department of Defense,
<http://www.defense.gov/pubs/DOD-USRM-2013.pdf>(10.5.2015).
18 Ibid.
‧ 國
立 政 治 大 學
‧
N a tio na
l C h engchi U ni ve rs it y
21
一、飛行科技與無人機的出現：
人類對於飛行的憧憬可以一路追溯至西元前 500 年左右的古希臘與中國，前 者首推數學家阿爾庫塔斯(Archytas)他在西元前 425 年設計出了一種木製鳥型飛 行器利用體內的氣體進行飛行；後者則是在大約西元前 400 年設計出了一種垂直 飛行器，藉由使用者雙掌磨擦來使其旋轉產生足夠的上升動力19，在往後的幾年 裡中國相繼發明出了熱氣球、風箏、火箭等飛行裝置。
儘管人類發明了許多飛行器，但是實際載人飛行卻遲至 1783 年才完成，當 時孟格菲兄弟(Montgolfier brothers)利用熱氣球進行載人飛行；從此以後，歐洲各 國開始出現利用熱氣球飛行的熱潮，受限於當時蒸氣機技術的限制科學家在設計 新型飛行器的時候均是以蒸汽動力垂直起降為主，直到 1860 年到 1909 年間直升 機與定翼機的發明才使科學家跳脫出蒸汽動力飛行器的研發框架。
學者達拉馬基里斯(Dalamagkidis)指出人類在十八世紀開始對載人飛行技術 的追求乃是起源於對更快速、更安全的運輸方式的嚮往20，軍事科技也在這種嚮 往下發掘了無人飛行器的潛在軍事價值，利用快速飛行的物體攜帶炸藥殺傷敵人 即成了今天我們所熟知的：飛彈、火箭等武器系統。近代意義上的無人機出現於 1916 年第一次世界大戰期間，休伊特-斯佩里自動飛機(Hewitt-Sperry Automatic Airplane，參見圖一)的發明吸引了美國海軍的注意並且以此為基礎研發了科蒂斯 -斯佩里飛行魚雷(Curtiss-Sperry Aerial Torpedo)，同一時間美國陸軍贊助了自由之 鷹飛行魚雷(Liberty Eagle Aerial Torpedo，參見圖二)的研發，但是直到大戰結束 都沒有積極地投入實戰運用。
19 根據文章對於該飛行器的外觀與使用方式的描述，作者認為應該是今天竹蜻蜓的前身。
20 Konstantinos Dalamagkidis, On Integrating Unmanned Aircraft Systems into the National Airspace System, (New York: Springer, 2012), p.13.
‧ 國
立 政 治 大 學
‧
N a tio na
l C h engchi U ni ve rs it y
22
圖 2- 1：休伊特-斯佩里自動飛機
圖 2- 2：自由之鷹飛行魚雷
(圖片來源：http://blogs.mentor.com/jvandomelen/blog/tag/hewitt-sperry -automatic-airplane/)
(圖片來源：https://en.wikipedia.org/wiki/Kettering_Bug)
二、無人機的發展與沿革：
‧ 國
立 政 治 大 學
‧
N a tio na
l C h engchi U ni ve rs it y
23
當代意義的無人機出現於 1916 年，其後經歷了多次的改良與技術研發成為 了我們今天看到的樣子，達拉馬基里斯將無人機自 1916 年至今近一百年的發展 區分為三個沿革階段，分別為：1916~1944、1945~1991、1991 迄今21。
(一) 、1916~1944 年：
雖然世界上第一架無人機誕生於 1916 年，但是無人機的概念卻早在 1890 年代即被提出，當時物理學家尼古拉．特斯拉(Nikola Tesla)提出了 將無線電安裝在飛行器上使之成為一個遙控飛行炸彈，此概念在 1898 年實際應用在水下魚雷上並且獲得了成功。第一次世界大戰期間休伊特 -斯佩里自動飛機的發明吸引了美國海軍的注意，他們於是委託斯佩里 (Elmer Sperry)替海軍生產一種可以在沒有飛行員的情況下自行起飛並 飛行至少 1000 碼引爆機上攜帶的炸藥再自行返航的飛機，經過無數次 測試後於 1918 年斯佩里推出了科蒂斯-斯佩里飛行魚雷，但是美國海軍 並未將之投入量產22；同一時間，美國陸軍委託查爾斯．凱特林(Charles Kettering)在類似的概念上進行自由之鷹飛行魚雷的生產，儘管美國陸 軍大量生產了自由之鷹，但是實戰投入的數量並不顯著，留下了相當可 觀數量的自由之鷹在戰後進行實驗與改良。
一次大戰後，各國認識到飛機可以作為扭轉戰局的重要武器，隨之 而來的是對飛行技術與飛機製造的研發熱潮，在此熱潮之下對無人靶機 的需求即大幅上升23，一方面提供飛行員與地面部隊射擊訓練時的目標 另一方面則用來測試新的飛行戰術。英國皇家空軍是當時無人靶機的先
21 Ibid, pp.14-41.
22 飛行魚雷發明於 1918 年距離萊特兄弟發明飛機僅 13 年，當時飛機製造技術並不成熟無法攜
帶大量的彈藥，加上斯佩里等人使用無線電設備過於笨重功率也不若當代來得好，因此造成飛行 魚雷研發初期在準度與飛行距離上有嚴重的缺陷，雖然 1918 年測試時達到海軍的要求，但是戰 爭也已經接近尾聲了。
23 Charles Jarnot, "History," in Richard K. Barnhart, Stephen B. Hottman, Douglas M. Marshall and Eric Shappee eds., Introduction to Unmanned Aircraft Systems (Florida: CRC Press, 2012), p.5.
‧ 國
立 政 治 大 學
‧
N a tio na
l C h engchi U ni ve rs it y
24
圖 2- 3：女王蜂無人靶機
驅，他們於 1933 年研發女王蜂(Queen Bee，參見圖三)無人靶機，此一 德哈維蘭虎蛾機(de Havilland DH 82 Tiger Moth)的變體版在日後投入了 多次的戰術實驗使英國軍方認知到航空母艦在海戰中的重要性；除了英 國之外，美國在一戰後也積極進行無人機研發，研發方向從一開始的空 投魚雷轉向實驗用靶機並於 1930 年代生產了 N2-C2 無人靶機，該型號 靶機大量投入海軍艦隊的防空火砲訓練中。
(圖片來源：http://www.pprune.org/military-aviation/411330-drone-drivers- guide.html)
1939 年二次世界大戰爆發，無人機的發展方向再次回到了空投魚雷 的概念上，其中最值得注意的莫過於納粹德國的 V-1(Vengeance 1，參 見圖四)火箭代表著世界上第一個大規模量產的巡弋飛彈型無人機，其 配備有：控制穩定度的陀螺儀、無線電接收器、噴射動力引擎，根據統 計二戰期間生產了超過 25000 架，造成約 7000 人死亡；由於 V-1 火箭 在準度表現上不佳，納粹德國又推出了槲寄生轟炸機，乃是一種由傳統 飛行器發射後由飛行器進行遙控以提升準確率的巡弋飛彈型無人機，然
‧ 國
立 政 治 大 學
‧
N a tio na
l C h engchi U ni ve rs it y
25
圖 2- 4：V-1 火箭
而基於操作上的困難並未進入量產。盟軍方面，美國在 N2-C2 的基礎 上研發了突擊無人機，乃是一種由鄰近飛行器進行遠端遙控的小型轟炸 機用於深入敵後區域進行轟炸任務，該無人機的特殊之處在於其開始配 備有探測裝備以提供更多戰場資訊給位處遠端的無人機操作員。
(圖片來源：https://en.wikipedia.org/wiki/V-weapons)
(二) 、1945~1991 年：
自從 1916 年無人機正式亮相到 1945 年二次大戰期間，無人機多用 作武器投射與靶機，礙於導航與攝影技術的不成熟並未用作偵查用途。
冷戰開啟之後，導航技術革新與雷達製圖誕生使無人機大量投入雷達誘 餌、長程偵照領域。1960 至 1970 年代，蘇聯製的地對空薩姆防空飛彈 (Surface-to-Air Missiles, SAMs)大量佈署在北越，美國因此研發 ADM-20 誘餌無人機消耗防空飛彈的電力與彈藥；另外 AQM-34 閃電蟲(AQM-34 Lighting Bug，參見圖五)以及之後的螢火蟲無人機則是美國研發的多用 途無人機，不只可以擔任誘餌工作還可以用做偵查、雷達干擾、訓練靶 機等用途。
‧ 國
立 政 治 大 學
‧
N a tio na
l C h engchi U ni ve rs it y
26
圖 2- 5：AQM-34 閃電蟲
(圖片來源：http://dronejustice.com/news/drone-pictures/)
隨著 1970 年代資訊與電腦科技突破，軍方為了避免出現類似二次大 戰期間英國無線電干擾 V-1 火箭的情況，開始研發自主飛行的無人機；
與此同時，各國依然持續發展偵查用的無人機，使得無人機的飛行速度 飛行距離、影像清晰度均有大幅提升。1982 年第五次中東戰爭象徵著 冷戰時期無人機沿革的重大轉變，由於以色列藉由地面部隊與無人機的 混合部隊取得了重大的軍事成果，透過無人機提供的影象與標示使以國 部隊得以適時迴避敵軍部對同時進行精準火力打擊，有鑑於此一勝利各 國開始紛紛投入近戰支援型的無人機科技24，在 1991 年沙漠風暴行動 中美國投入了約 500 架次的先驅者無人機(Pioneer，參見圖六)進行敵後 偵查、目標導引任務，造成伊拉克軍隊的嚴重打擊。
24 Ibid.
‧ 國
立 政 治 大 學
‧
N a tio na
l C h engchi U ni ve rs it y
27
圖 2- 6：RQ-2B 先驅者
(圖片來源：https://commons.wikimedia.org/wiki/File:RQ-2B_pioneer_uav.jpg)
(三) 、1991 迄今：
蘇聯瓦解後，無人機研發進入了沉寂期直到 2001 年 911 事件後美國 開始使用武裝無人機對蓋達組織份子實施打擊才使無人機研發重新復 活。當代無人機在性能上更為先進，用途更為多元，使用領域也更為廣 泛，與此伴隨而來的自然是更多的爭議。首先就性能上而言，受惠於：
航空、導航、電信科技的長足進步，今天的無人機飛行距離更遠、滯空 時間更長，而且可以更為精準地執行指令，例如：美國的全球鷹(RQ-4 Global Hawk，參見圖七)是世界上首個成功完成跨太平洋飛行的無人機；
其次以用途來說，1994 年掠食者(MQ-1 Predator，參見圖八)無人機的發 明使無人機在軍事領域上的應用不再局限於輔助性質，而是正式承擔了 主動攻擊的角色，美國在全球反恐戰爭中大量使用武裝無人機獵殺藏匿
其次以用途來說，1994 年掠食者(MQ-1 Predator，參見圖八)無人機的發 明使無人機在軍事領域上的應用不再局限於輔助性質，而是正式承擔了 主動攻擊的角色，美國在全球反恐戰爭中大量使用武裝無人機獵殺藏匿