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美國發展UAV無人飛機，是因1960年的包爾斯事件而起。當時美國派出偵察機侵入蘇聯領空拍照，後來飛機被擊落、飛行員被俘，赫魯雪夫在巴黎高峰會中當眾提出此事，美國總統艾森豪只能承認。此後，美國積極發展UAV無人飛機，第一批軍事用途無人飛機兩年後上路，將原有靶機改裝為UAV無人飛機，事後也證明效果佳。


而被阿拉伯國家包圍的以色列，為了突破重圍，更是將無人飛機的軍事功能在30年前就發揮到極致。也因這個經驗，美國後來在中東的戰役，UAV無人飛機無役不與，包括沙漠風暴、科索沃戰爭，甚至捉拿賓拉登；美國計畫到2015年時，UAV無人飛機能隱形，同時能超音速航行。


不僅如此，美國還發展微型無人飛機，也許不久之後，過去在電影中才能看到像蒼蠅般大小的「監視飛行物」，會實際地被製造出來。


軍事用途外，民間用途的發展也在進行中，1998年全球UAV無人飛機最長不落地航行紀錄3270公里，是由澳洲一家民間UAV無人飛機公司創下，目前民用UAV無人飛機多數是用在拍照勘災，少數用於氣象環境探測。


台灣成功大學教授蕭飛賓指出，UAV無人飛機結合各項航空與電機科技，相較於真正造出一架飛機，成本便宜很多，促使學校把它當做重要教學平台，台灣、日、韓、新加坡的大學都有投入UAV無人飛機的研發，但目前仍以成大的技術最為成熟。中國部分航太學系也有發展，但鮮少見諸於媒體。

成功大學航太系於2009年10月成功完成UAV無人飛機「黑面琵鷺號」百公里越洋航程，無論在距離或是研發技術上，都創台灣航太學術界新紀錄。


很多人都玩過遙控飛機，但飛機要如何才能在無人控制的情況下自主飛行呢？


黑面琵鷺號從台南七股起飛後，以時速100公里、維持約300公尺的高度，向西北方向航行，到達澎湖東吉嶼後，繞一圈再飛回七股，全程約100公里，花費52分鐘。


帶領研發團隊的航太系教授蕭飛賓指出，UAV無人飛機最重要的技術就是穩定控制、自主飛行及追蹤目標物回傳影像等。


他表示，飛行當中會遭受亂流、風切等，造成機頭方向改變及機身上下左右往復運動，必須結合機上「姿態與航向參考系統」所蒐集到的飛機動態資料，經由機上搭載的電腦運算、隨時修正，調整副翼、方向舵和油門等，否則可能失速或迷航。


而自主飛行主要靠機上的全球衛星定位系統（GPS），隨時提供UAV無人飛機飛行當時的時刻、經緯度及高度等資料，結合航線與航行目的地的資料，及電腦運算結果，指揮飛機「現在在哪，下一步要飛到哪」。


在飛行時，飛機的速度、高度、航向、引擎狀況與油耗等資料，都會透過無線設備，隨時傳回地面站，方便地面導控組員修改再回傳，調整飛行狀況，而傳回的距離視機上的無線電通訊設備功率決定，以黑面琵鷺號為例，最遠可傳回資料的距離為15公里，如果是軍事用途的UAV無人飛機，大多透過衛星，無論飛到哪裡都能傳回資料，只要裝備調整、電力和機型，UAV無人飛機飛行的距離與功能都可再擴大。


飛機在天上，要如何鎖定地面的目標進行影像拍攝，也是UAV無人飛機的研發重點之一，蕭飛賓表示，鎖定目標物後，飛機可用盤旋或定點（直升機可做到）方式，進行拍攝，但因飛機會移動，目標物也可能移動（例如車子），也必須透過電腦運算，算出彼此間的相對角度變化，以移動飛機上搭載的數位相機鏡頭角度，準確拍到想拍的物體。


黑面琵鷺號上無論是機身穩定控制、自主飛行或是追蹤目標等，所須的電腦軟體都由成大航太系編寫，自行研發，蕭飛賓表示，台灣設計、製造電腦元件的能力一流，但彼此之間須靠軟體整合，要讓所有的系統都能彼此關連、順利運作，靠不斷地測試、修改，成大是經過一、二十年的努力，才有了這些成果。


聯合報 2009.11.30