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| Patria公司推出的微型无人机 |
在位于美国亚利桑那州的陆军白沙导弹靶场，研究人员正在研发天气预报软件以帮助无人驾驶飞机能够在多种气象条件下进行飞行。他们的研究将会为美国政府和行业公司中从事民用无人机研发的人们提供重要的数据。
无人机作为一种监视工具，在美国军队中得到了快速的发展，但是在美国国内的民用市场上，无人机的发展却并没有什么可圈可点之处，原因主要是政府和市场出于安全的考虑，再加上技术上还存在着一些缺陷。研究人员说，其中的一个顾虑就是无人机能否胜任在各种复杂天候条件下的工作。
研究团队的负责人特里•詹姆士说，突如其来的风向的改变，摄像机镜头的结冰，飞行路径受到限制，只能在固定的空中走廊中活动，所有这些因素都能够对小型无人机的行动产生影响和妨碍。“如果光学仪器的镜头上产生蒸汽冷凝并且结冰的话，你就什么也看不到了。”
美国联邦航空局（FAA）负责美国领空的管理工作，迄今为止，这一机构对在美国领空使用商用无人机一直采取严格限制的政策。但是，寻求无人机技术进一步的可能的利用，已经被政府纳入了计划当中，并且分量正在不断地增加。
美国海岸警卫队司令萨德•艾伦上将最近宣布，海岸警卫队将同美国海关与边境保护局（CBP）共同使用一种在中等高度飞行的“捕食者”无人机，用于在加勒比海及太平洋地区的执勤。另外，海关与边境保护局已经开始沿着美国北部边境部署无人机。
美国国家海洋与大气管理局也计划在墨西哥湾和大西洋地区使用无人机来监视飓风的形成，并为这一试点项目投资300万美元。国家海洋与大气管理局说，他们还准备在北极地区和太平洋地区部署无人机，并计划于2009年春季开始实施。
美国国家航空航天局（NASA）也不甘落后，它定购了两架高空军事无人机的原型机，一架是“捕食者”无人机，一架是“全球鹰”无人机。它将用这两架无人机来勘察森林火灾情况。
“捕食者”无人机以及体形更小一些的无人机以前主要被用于沙漠地带等比较干旱的气候条件下，比如伊拉克和美国南部的边境地区。白沙导弹靶场的研究人员称，这些无人机将面临新的考验，它们将在更加变幻莫测的大气条件下接受飞行能力测试。
这些研究人员主要从事无人机方面的研究工作。对于国内的使用来说，“全球鹰”无人机并不是一很理想的候选对象。比它体形更加小巧、重量更轻的飞机，比如“航空星”（Aerostar）无人机和“捕食者”无人机，成为了人们的首选，它们可在15,000到30,000英尺的高度飞行，监视在墨西哥湾和大西洋上空形成的飓风，或是进行边境巡逻和渔业巡逻。
但是，白沙导弹靶场的大气建模应用部门的负责人大卫•奈普说，无人机的体形越小，越容易受到风以及其它的天气相关因素的影响。
美国航空咨询公司――水鸭集团的一名合作研究人员大卫•洛克威尔说，导航系统同样是一个应当受到关注的因素。无人机通常只有电光学传感器，它通过照相机探测地面上的运动，比如非法的移民或者是走私毒品者入境美国。大卫•洛克威尔说，高高在上的光电系统并不比人类的眼睛看得更清楚。
用于军事目的无人机通常装备有合成孔径雷达(SAR)，即使天空中有云或是其它的天气状况都不会影响其工作效果。多普勒雷达就是一种合成孔径雷达。洛克威尔说，民用的无人机上没有装备这样的雷达。联邦航空局（FAA）要求，所有的商业飞机都应具有可以防止碰撞的感知和规避技术。无人机要做到能够同客机共享同一片天空，它们将需要避免碰撞的装置，詹姆士说。“感知和规避技术是非常关键的技术，但是要找到这样的一种技术却是非常困难、极具挑战性的一件事。”他还解释说，感知规避软件的检测同样也是非常困难的，因为研究人员需要模拟一种安全的碰撞。
任务持续时间的延长增加了人们的安全考虑。白沙导弹靶场的从事无人机与气象研究的气象学家罗伯特•布朗说，由于任务时间延长，当无人机处于自动驾驶状态的时候，天气情况发生剧烈变化的可能性也大大提高。以前，在伊拉克执行任务的无人机在两次飞行之间总要休整24小时，但是因为无人机的需求大大增加，许多无人机经常要在空中飞行24小时，而仅有短短4个小时的休息时间。
民用无人机受到它们飞行空域条件的限制，詹姆士说，即使联邦航空局放开了对国内领空的限制，无人机也将不得不在事先确定的飞行路线上行动。即使是在紧急的情况下，一架海关和边境保护局的无人机也不可能在任意的一条跑道上降落，或者飞离具有危险性的雷暴区域。而且，如果某一架无人机不得不偏离其飞行路线，它很可能耗尽它所携带的燃料。美国航空航天局研制的能够做长时间飞行的太阳神（Helios）无人机的原型机2003年发生了坠毁事故，就是因为飞行途中燃料耗尽而失去了动力和控制。“它们正在一个相当窄的空中走廊中飞行，”詹姆士说。“它们没有其它的选择。它们必须返回当初它们起飞时的机场，即便出现天气的变化它们也得这么做。”
白沙导弹靶场的研究团队试验的小型无人机上没有装载气象传感器。因此，这个团队说，要拓展民用无人机的使用范围，更加有效的飞行气象预报测量技术是极其重要的。他们目前正在研究一种算法，这种算法能够帮助他们通过顺风与逆风的情况下燃料需求的评估来改变燃油的经济性。
“一架在空中飞行的商用飞机能够自由地改变其高度，规避气流，避免颠簸，从而让乘客们感到更加舒适，”奈普说，而小型飞机则没有这样的适应能力。
目前，世界上只有日本一个国家允许本国的领空中有民用无人机的飞行。日本的这些民用无人机主要是用来进行水稻播种和喷洒农药的。水鸭集团研究团队的成员之一史蒂夫•扎罗格说，法律和金融方面的问题迟滞了美国民用无人机的试验和采购。他援引联邦航空局的话说，“在未来的五年内将会有无人机投入使用。”但这话已经说出来五年之久了。实际上，美国民用无人机的数量在目前是很少的。
美国通用原子航空系统公司飞行系统部门的负责人汤姆•卡斯迪说，无人机技术已经十分成熟，完全可以应用于民用事业。通用原子航空系统公司曾成功地研制了“捕食者”无人机和“捕食者B”无人机。“我们认为我们已经为无人机参加民用航空飞行做好了准备，但是联邦航空局的动作相对落后了。” 汤姆•卡斯迪说。
像许多商用客机一样，“捕食者”无人机飞行于20,000英尺到30,000英尺的高度，该机使用一种电磁电路和特殊的产品可以去除无人机机翼上结的冰，卡斯迪说。天气不会对无人机的使用形成太大的威胁。扎罗格也认为，气象条件并不是一个无人机工作的主要障碍。“而且，还有一个不可回避的问题，要实施任何一项无人机计划，都必须处理好一个问题，那就是行政和财政的问题。”扎罗格说。
洛克威尔预测，因为更加精密和尖端的雷达系统正在安装在小型的无人飞机上，民用无人机将来会大量地出现在美国的天空中。“技术创新会使无人机计划得以通过法律程序进入实施阶段，我对此持更加乐观的态度，” 洛克威尔说。
