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以霰彈槍反制無人機:成本、性能與臺灣軍備的考量

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【Nina/戰術少女組】前幾天我們以IPSC霰彈槍組冠軍射擊無人機開啟討論,拿槍對無人機目標開槍除了情報暢通、要多練習反應之外,還是有滿多技術細節可以討論的,這次我們就將相關的討論放在霰彈槍與無人機身上。

先界定我們的目標,目前的無人機可以分為一般的航拍多軸無人機(drone)、以及有較高機動性能的第一人稱無人機(FPV Drone)。前者如大疆的Mavic系列,通常配備不錯的光學鏡頭、可以提供即時的戰場畫面監視,也常外掛手榴彈、迫擊砲彈等爆裂物來進行小規模的精準轟炸,由於多以商用品牌改裝,基本上都是以高空、平穩的方式進行飛行;後者則多由開源社群以3D列印機身搭配不同廠牌的組合在多變的情境下使用,主要以高性能高操作技巧的方式、背負炸藥或改裝的RPG彈頭,以刁鑽的方式去攻擊裝甲車或重要目標,兩者都是目前戰場上的主要威脅,目前主要的防禦方式是透過無線電波的干擾使無人機失去控制,但在面對連接光纖線纜的FPV無人機、或是已經內建目標識別機制的抗干擾無人機時,還是要以實體擊殺的方式去處理。

以目前大疆Mavic系列而言,主要採用輕量化、具一定強度的聚碳酸酯材質外殼,通常會在以相對高空的距離進行監視觀察,有時候會做投彈使用;而FPV的來源多樣,主要以常見的3D列印材質如ABS、PLA、PET、在機身需要強固結構的地方有時候會採用混搭碳纖維材質如PET-CF等方式、搭配列印強固的結構呈現,不過因為大量製造、作為「攻擊彈藥」的成本考量,基本上電池、馬達、鏡頭並不會特別用外殼防護,是以飛行速度與降低成本換取防護能力。

接著我們討論以霰彈槍作為防禦手段,通常要使用霰彈槍防禦已是干擾電波或其他軟殺方式難以作用的情境,多在一公里內目視範圍內發現目標、300公尺聽見無人機的馬達轟鳴聲(視環境複雜度),在霰彈槍的有效射程內進行攻擊,需要考慮彈藥種類、霰彈槍槍管長度等因素,約在50-80公尺左右。航拍機基本上都會保持距離、並不容易命中,而FPV無人機則是主要的威脅,常見攜帶武裝的飛行時速約在80公里,換算約為每秒20公尺,也就是說當我們發現無人機朝自己飛來的時候,即使已經手持霰彈槍做好瞄準,能夠射擊的反應時間也大概只有3-5秒,換句話說在面對快速飛行的目標下即使是訓練有素的射手可能都難以應付。

在面對無人機高速突擊的優勢下,硬殺的基本邏輯就是透過夠快夠多的火力來進行防禦,就像船艦上的方陣快砲(CIWS)盡快打出大量彈幕來攔截進犯目標,以霰彈槍而言就必須使用能夠快速射擊、彈倉容量大、射程距離長、子彈威力大的選擇。

以我們先前介紹IPSC霰彈槍冠軍Kim體驗對抗無人機的影片中,他使用了為了對抗無人機再改進的半自動霰彈槍Benelli M4 AI Drone Guardian,半自動的方式可以在短時間快速內擊發多顆子彈,而相對大的彈倉容量(8發)也提供基礎的火力備援,而影響射程的關鍵因素之一在於槍管,這把M4基礎長度為18吋(470mm)槍管並內置100mm的收束器(choke,中國也翻做喉縮管,可以集中彈丸的散佈程度),號稱射程可以達到100公尺(不過真正對無人機有效的殺傷距離應該還是在40-60公尺左右),Kim後續在影片也有使用26吋槍管的構型;整槍的價格依配件的改裝程度而定,約在3000美元之間,算是比較高單價的區位。

不過若要考量到台灣的採購配發與教育訓練,現役國軍並沒有專門的霰彈槍射擊訓練,在採購配發與教育訓練上需要市面上的現有產品,雖然前述提到的Benelli M4具有很好的基礎,但傳統霰彈槍的構型仍有其限制,例如子彈裝填就必須逐發塞進彈倉,面對兩台以上的無人機就顯得捉襟見肘,現在市面上也有許多以彈匣供彈、操作接近AR系統的的霰彈槍,也許近年在槍械市場穩定販售的「Rock Island VR80」也是可以考慮的選項,不過民用市場的規格畢竟與軍用有所差異,也歡迎大家一起來討論更好的產品。(有看到討論說VR80需要用50-200發的高壓彈藥來去磨合內部機件,原來跟騎車一樣也有「訓槍」這回事?)

那在反無人機的霰彈槍子彈中,也必須討論一下目前的趨勢,之前影片討論中,Kim也使用了近年針對無人機目標去做調整的子彈UNA Tungsten,不同於傳統的鉛製彈丸,使用了鎢合金的特製彈丸、與較強的裝藥,使其擁有較強的動能與殺傷距離來應對無人機的攻勢,不過目前網路上UNA Tungsten的資訊不多,同樣也標註專門為反無人機訂製的Norma AD-LER(Anti Drone – Long Effective Range,反無人機長程彈藥)也採用了類似鎢合金的彈丸與較強的裝藥,不過價格相對一般霰彈槍子彈就貴上許多,一盒25發報價大概150美元起跳、相當於開一槍180元台幣,對於採購都是不小的負擔。

那在鎢合金之外的傳統鉛彈反制無人機效果中,根據《確定狩獵彈藥的彈道特徵》(Determining the ballistic characteristics of hunting cartridges)等烏克蘭研究者的研究,效果較佳的選項會是使用強力裝藥(Magnum Loads)的四號鳥彈、也是主要用來打水鳥的彈種,以市面上較常見的Winchester Super-X的報價來比較,一盒25發約25美元,算是相對經濟的選擇。

如何使用霰彈槍去反制無人機其實是一個讓大家都煩惱的問題,不過目前雖然方案選項不少,但各國也都還在處於驗證試驗的階段,但對於台灣而言中國作為無人機製造大國,數量帶來的威脅讓硬殺成為每個單兵都必須要去學習應對的課題,我們可能必須要先求有才能求好,不需要每個人都扛兩把槍,但至少每個班都要有兩人配置霰彈槍作為無人機的近迫防禦編組,增加不定向飛靶的訓練、甚至增加面對無人機迫近的心理壓力訓練、盡快培養起反無人機的單兵能量,增加這個最末端的防禦節點,雖然不是最完美的辦法,但在有限的預算、時間、訓練量能中,也許是能夠發展戰術與平撫無人機焦慮的有效策略。

(本文同步發表於戰術少女組官方頻道社團,歡迎一起加入討論!)

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