次世代無人機行動的實地就緒製造

• 自主性、材料和輕質複合材料如何重塑無人機（UAV）的性能。
• 碳纖維、連續纖維增強技術（CFR）和熱塑性塑料的進步對於續航力和載荷的重要性。
• 增材製造（3D 列印）如何改變戰術邊緣的無人機生產。
• 前線生產的營運挑戰以及即使在惡劣條件下的新興實地解決方案。

當無人機在 1990 年代大幅增加普及時，這些系統大多使用大型載具進行情報、監視與偵察（ISR）。然而，隨著近年來無人機變得更小、更靈活，其用途也大幅擴展。在現代衝突中，無人機被用於各種任務，但偵察、監視和目標定位仍最為常見。透過為無人機配備強大的感測器，戰士們利用它們來識別敵軍位置、行動和供應線，並引導火砲和空襲。這些能力也可用於襲擊後的損傷評估。

無人載具還提供了顯著的進攻能力，既可作為滯空攻擊彈藥（巡飛彈）進行自殺式襲擊，也可作為發射其他攻擊的平台。此外，無人機能夠快速且廉價地大規模製造，使其能以「蜂群」形式用於進攻、防禦和 ISR 目的。最近，軍事單位已開始將無人機部署於物流用途，例如在傳統補給路線受威脅的情況下，為前線部隊提供補給。

「無人機實際上是一個多用途系統，可用於電子戰或打擊能力。在某些情況下，它們具有完全的自主性，可以協同作戰，」Markforged 聯邦銷售總監 Josh Thomas 表示。最重要的進展之一是自主性的提升。現代無人機可以自主運行並相互通信，以協調蜂群行動。此外，感測器和處理器的微型化使製造商能製造出顯著更小的無人機，使其更難被發現。

另一個關鍵改良是材料。先進複合材料進一步減輕了無人機的重量，同時提供了與金屬相當的強度和耐用性。2025 年 7 月 10 日的一份備忘錄中，美國國防部長 Pete Hegseth 概述了美國「無人機主導地位」的計劃。國防部及其合作夥伴將從多個方面追求改進，以更低的成本更快速地生產更多無人機。耐用性是另一個關鍵目標。如果你生產的無人機具有韌性，可以承受槍械射擊，甚至能在電磁脈衝中存活，你就在談論一種對手可能不具備的技術優勢。

次世代無人機演進的材料

無人機由多種材料建構而成。在選擇材料時，無人機製造商尋求透過塑料和其他非金屬組件來減輕重量。然而，需要更高強度和耐用性的用途通常涉及金屬零件，其較重的重量往往會降低飛行續航力和載酬。隨著電池技術的進步，製造商尋求利用增加的動力來讓無人機停留更久並承載更多重量。

碳纖維等先進複合材料正越來越常用於高性能系統。碳纖維和其他纖維增強聚合物的複合材料提供高強度重量比，以及高剛性和抗腐蝕性，實現更輕的機身、更長的飛行時間 and 更大的載荷。此外，結構剛性有助於振動控制，這對於感測器的準確性至關重要。

在過程中加入連續纖維增強（CFR）使製造商能生產出在大多數情況下比鋁製更強，但依然非常輕量的複合材料。使用碳纖維可以縮短維護週期。雖然這些材料可能很昂貴，但技術進步已顯著降低了成本。例如 Markforged FX20 平台可以生產熱塑性塑料加上連續纖維增強零件，使用者能根據特定用途量身定制組件製造。

在挑戰性環境中部署無人機

3D 列印（也稱為增材製造）的出現使軍事單位能在戰術邊緣 (Tactical Edge) 生產無人機組件。在爭議或斷連區域製造無人機，使部隊能快速生產特定任務的平台，而不必等待集中的生產和交付，這提高了反應能力並減輕了物流負擔。當需要向前運送的備件更少，受損的無人機可以在當地修理或重建。

Josh Thomas 表示：「物流贏得戰爭，擁有盡可能靠前的物流來支援前線部隊，是其中的關鍵環節。」然而，增材製造在遠端部署中面臨挑戰。列印設備必須足夠堅固，這包括在極熱或極冷環境下運作的能力。一些製造商開發了堅固的、可實地部署的系統，例如 X7 Field Edition。

電力供應與軟體安全性也是挑戰。運行 3D 列印機所需的軟體必須足夠強大，以對抗戰場上的網絡安全威脅。最終，複合材料與 3D 列印的結合將使美軍轉向一種更接近需求點 (Point of Need) 製造的模式。

無人機與無人機材料的未來

無人載具改變了現代戰爭的面貌。國會研究處（CRS）報告強調了幾個關鍵用途：空中加油、空對空戰鬥、戰鬥搜索與營救及傷亡撤離，以及貨物與補給。隨著美軍追求這些用途，無人機材料的進步和戰術邊緣製造將扮演重要角色。增材製造技術可以縮短供應鏈，確保技術得到優化。Thomas 說：「我們希望與他們討論問題和目標，從長遠來看，天空才是極限。」