全球观察者。
扫描鹰。
大乌鸦。
美洲狮。
第一章 前言
从2001年“9 11”事件以来，美军对无人机系统的兴趣开始大增。从图1.1可看出从1987年到1012年美国国防部对无人机系统的投资趋势。2001年美国国防部的投资为3.63亿美元，两年后这一数字几乎达到了14亿美元，每年增加了约3亿美元。在2005年美国参院军事委员会的听证会上，美国中央司令部司令约翰阿比扎伊德(John P. Abizaid)将军将美军对无人机系统的需求量描述为“永不知足”。
近年来，由于美军对无人机需求量大增，军方对无人机系统的定义也越来越具体。《联合作战条令(JP) 1-02，国防部军语及相关术语词典》2008年修订版对无人机(uav)的定义是：“没有携带操作人员的、通过空气动力来提供升力、可自动飞行或遥控飞行并能携带致命或非致命有效载荷的一次性或重复使用的动力空中飞行器，”。为表明无人机的使用不仅包括飞行器，因此采用了“无人机系统”这一术语。国防部的定义还进一步解释道：“弹道或半弹道飞行器、巡航导弹和炮弹不属于无人飞行器”。另一些更为严格的定义还强调无人机系统通常是可回收的并能携带可分离的载荷，而武器弹药及其载荷（弹头）通常是一次性的并是运载工具不可分离的一部分。[page]
美国海军部正对一些重大无人机项目投入巨额资金。这些系统将被用来完成全谱作战任务，从高威胁主要作战行动到全球持久的非常规作战。
作为“广域海上监视” (BAMS)项目的一部分，海军将对两种无人机系统进行投资，即：高空无人机和垂直起降战术无人机(VTUAV)。海军于2006年对高空无人机系统进行了招标并于2008年与诺斯罗普格鲁曼公司签订了11.6亿美元的研制和验证(SDD)合同。被命名为RQ-4N的高空无人机系统将于2016年开始列装海军并计划到2019年引进68架。海军还引进了少量MQ-8B“火力侦察兵”垂直起降型战术无人机。2009年海军与诺斯罗普格鲁曼公司签订了再引进更多MQ-8B无人机的合同，金额不超过4000万美元。最终这种无人机的总数将达到131架。
2007年海军与诺斯罗普格鲁曼公司签订了6.358亿美元的合同，为“无人战斗机系统验证机”(UCAS-D)项目产生两架验证机。设立该项目是为了验证舰载型无人战斗机系统，并计划在2013财年完成验证。如验证成功，海军或许能在2025财年引进具备初步作战能力的无人机战斗机平台。
2005年海军与波音公司签订了1450万美元的合同，开发“扫描鹰”小型战术无人机系统(STUAS)的情报、监视和侦察能力，用于执行海军远征打击大队的各项任务和为波斯湾的油井平台提供安全支援。之后海军和海军陆战队又招标发展自己的小型战术无人机系统，为战术机动决策和海军舰只提供持续的情报、监视和侦察支援。
兰德公司受美国海军作战评估部(OPNAV N81)的委托，对海军正在实施和计划实施的无人机项目进行评估，对无人机最有前途的作战应用形式进行分析。其重点将放在能在海军舰只上使用的无人机方面。该评估报告还包括关于有人和无人机应用的不同观点。该研究完成于2008年9月，并未包括美国国防部的全部无人机计划。但该报告对有人和无人机在执行海军某些重要任务中潜在的优缺点进行了分析。研究的目的是阐述海军无人机系统的任务，以及无人机执行这些任务的可行性。
该研究主要从技术、作战风险和优势以及成本角度，根据海上作战战略需求来考虑无人机的应用，包括当今和未来有人和无人机在全频谱作战中的使用和海上任务需求。其重点是2015-2025年海军无人机的应用，届时将有几款海军无人机初具作战能力，而且海军也将拥有实用型无人战斗机系统。
第二章当今无人机系统的使用和发展
如今，美国正在研制多款无人机系统或已将其应用于军事目的。这里简要介绍几种有代表性的系统并在后面章节里对其中几种系统进行详细介绍。更多信息，包括全面的无人机系统清单可参阅国防部近期公布的《无人机系统路线图》。
1.“全球观察者”无人机系统
“全球观察者”(Global Observer)是作为“联合能力技术验证” (JCTD)项目的一部分进行研制的高空长航时(HALE)平台（见图2.1）。该项目得到了美国特种作战司令部、陆军、空军、国土安全部和海岸警卫队的资助，并主要由美国Aero-Vironment公司负责项目承包。该平台使用液态氢混合动力发动机，有效载荷400磅，飞行高度65000英尺，续航能力大约一周，可用于执行情报、监视和侦察以及通信中继任务。
2. RQ-4B “全球鹰”和RQ-4N广域海上监视无人机系统
RQ-4B “全球鹰”是在1998年完成首飞的较小的RQ-4A基础上发展而来的高空长航时无人机系统（见图2.2）。这种无人机的飞行高度在55000-60000英尺之间，续航能力28小时，有效载荷3000磅，巡航速度310节，目前已被空军用作多传感器情报、监视和侦察平台。目前机上装有光电红外线(EO/IR)和合成孔径雷达(SAR)。Block-30新型机还将装载信号情报(SIGINT)搜集装置。空军实验室还将为其研制称之为“光谱红外线成像技术试验床”(SPIRITT)的高光谱成像(HSI)传感器。此外还将发展“全球鹰”的通信中继能力，如“战场机载通信节点” (BACN)，这是“真实网关”(Objective Gateway)计划的一部分。
“全球鹰”由诺斯罗普格鲁曼公司生产，通过发射和回收单元(LRE)在无人机视距内发射和回收，并由加州的比尔空军基地的遥控任务控制单元(MCE)通过卫星通信对其进行飞行控制。空军通常使用有人驾驶飞机的等级飞行员来控制无人机系统，但现在也在考虑通过专门渠道来培养无人机控制专业人员。
2003年海军购买了两架带有光电红外线和合成孔径雷达的RQ-4A及相关地面控制和支援设备。这就是海军的“全球鹰海上验证” (GHMD)平台，用以验证海军的无人机作战概念(CONOP)和战术、技术和程序(TTP)。海军与制造商和实验室合作，通过研发传感器软件来提高无人机在海上环境中的作战能力，如海上移动目标指示器(MMTI)和逆合成孔径雷达(ISAR)软件模式。2008年诺斯罗普格鲁曼公司承接了海军的广域海上监视无人机项目，即：RQ-4N。这是一种海军型“全球鹰”无人机，配有海军专用的控制站，即：“战术控制系统” (TCS)。空军的RQ-4A和RQ-4B使用的是侧视雷达，而海军的RQ-4N则使用了360度全方位探测雷达。与空军型不同，海军的广域海上监视无人机系统能搜集全动态视频信号(FMV)。广域海上监视系统是海军更大计划的一部分，包括有人驾驶P-8多任务海上巡逻机(MMA)和MQ-8 “火力侦察兵” 垂直起降型战术无人机，以调整老旧的P-3“猎户座”巡逻机和加强海军的海上态势感知能力。广域海上监视无人机系统操作人员将同P-8多任务海上巡逻机机组人员协同工作。包括RQ-4N在内的所有“全球鹰”无人机都要在跑道上起降且不适宜用作舰载机。战术控制系统将与RQ-4N和P-8共处同一个基地，P-8可直接从RQ-4N接收信息（二级通信）。第四章将对广域海上监视无人机系统的通信中继应用进行探讨。
3. MQ-1“捕食者”、MQ-1C“空中勇士”、MQ-9“死神”和“复仇者”无人机
1994年空军开始进行MQ-1“捕食者”“高级概念技术验证”，并于1997年正式成为空军项目。这种无人机于1995年开始执行监视任务，2001装备了“狱火”导弹，主要装备空军和陆军。海军购买了三架早期型号的MQ-1用于研究和发展。
MQ-1C “空中勇士”（见图2.3）是的MQ-1改型机，使用柴油发动机并由陆军的“通用地面控制站系统” (GCS)进行控制。这种无人机装有光电红外线传感器、全动态视频信号和合成孔径雷达。机翼下装有激光指示器和固定挂点，实用升限28000英尺，可外挂800磅载荷，续航能力约28小时，巡航速度60节。MQ-1C将装备陆军师级单位。陆军通常使用操作员而不是等级飞行员来控制无人机，但也时常使用一级准尉来控制无人机。陆军计划由师级指挥官直接指挥无人机的战场使用。除了MQ-1C外，陆军的“通用地面控制站系统”还能控制其它无人机系统，包括“影子”无人机。
空军的MQ-9 “死神”（即过去的“捕食者B”）是MQ-1的加大型，实用升限为50000英尺、续航能力24小时、巡航速度120节、机翼外挂硬点可携带3000磅载荷、内载75磅载荷（见图2.4）。该无人机装有光电红外线传感器、全动态视频信号装置和合成孔径雷达，主要用于猎杀时效目标。其起降是在无人机的视距链内进行控制，飞行则由内华达州的克里奇空军基地进行遥控。目前装备的所有型号的“捕食者”无人机都为岸基型，不能在航母上使用。
早在九十年代海军就考虑将“捕食者”用来满足其中空、中续航能力无人机需求。1996年海军完成了无人机的海洋化研究。但海军作战部决定停止对空军型“捕食者“的全海洋化改造，改为采用其中的数据接收和定位控制系统。1997年海军向国会提交的一份文件称，基于对“捕食者”海洋化研究的结果，“海军决定停止研制能在航母和两栖攻击舰上发射和回收的‘捕食者’无人机”。在竞标期间，洛克希德马丁公司和通用原子公司提出了舰载型“水手”无人机方案来与诺斯罗普 格鲁曼和波音公司竞争广域海上监视无人机项目。最终诺斯罗普格鲁曼公司赢得了合同。海军将引进一架空军型MQ-9用以验证传感器和战术、技术和程序。2005年美国海关和边境保护局(CBP)引进了非武装型MQ-9用以执行边境监视任务。
“捕食者”将装备一种称之为“ACES-Hy”传感器的“高光谱红外线远程成像传输系统”(SPIRITT HIS)。“捕食者”也是用于通信中继的后选平台，包括“战场机载通信节点”( BACN)。
最新款“捕食者”是“捕食者-C”或称“复仇者”（见图2.5），2009年4月首飞，采用喷气动力，外部设计可降低雷达反射面。
虽然“复仇者”尚处在早期发展阶段，但据称其续航能力和载荷能力与MQ-9 “死神”相当，带有内置武器舱和外部武器固定挂点。所使用的喷气动力系统将使其飞得更高（60000英尺）更快。
4.无人战斗机系统验证机
2007年8月，诺斯罗普格鲁曼公司获得了舰载无人战斗机系统技术验证(UCAS-D)合同，研制一种能战斗的无尾翼、隐身原型机平台，到2013财年完成对航母舰载型无人机技术准备级(TRL)六级的成熟技术验证，包括：
发射和回收，包括弹射器发射、复飞和拦阻着陆。
甲板处理和支援，包括遥控动力和无动力飞行甲板处理、加油/排油和保养。
飞行操作，包括空中加油和有人与无人机组队飞行。
在隐身性能方面，验证平台将通过机身构造来减少雷达被动反射信号。正式使用平台可能采用被动和主动探测信号减损技术，包括采用可吸收雷达信号的材料。
该无人机系统将不携带武器，除了验证所需系统外也不安装任何传感器。海军将通过无人战斗机系统验证机对体积相当于战斗机的、具有隐身性能的无人机在广泛环境中的作战性能进行分析。如果测试成功，海军将引进这种无人机系统，或称之为“海军无人战斗机系统”(N-UCAS)。这种无人战斗机在设计上参照了X-47B “飞马”见图2.6），可携带4500磅有效载荷，作战半径2100海里，在不加油的情况下可连续飞行6小时。此外还能将其用作情报、监视和侦察平台，将内置武器换成油料。这样它的作战半径就能达到5000海里、续航能力达到14小时并装载建制传感器从而成为纯粹的情报、监视和侦察平台。这种情报、监视和侦察无人机能将其中的一个武器舱用来装载油料，将另一个武器舱用来装载更多传感器，如用以执行海上监视任务的雷达系统。这种配置的无人机的续航能力将小于纯情报、监视和侦察型无人机。[page]
第四章将对海军无人战斗机系统作进一步分析。
5. RQ-7 “影子”无人机系统
1999年美国陆军选择了“影子”无人机系统（见图2.7）来为地面机动指挥官提供支援，海军陆战队也在2006年将这种无人机系统用来替换其“先锋”无人机系统。主要承包商是美国AAI公司。
“影子”无人机装有自动起降系统，通过弹射器发射并能降落在飞机跑道上。这种无人机的续航能力为6小时，升限15000英尺，巡航速度60节并能携带60磅有效载荷。它通过视距链操作（无卫星通信）并由陆军的“通用地面控制站系统”进行控制。“影子”无人机装有光电红外线传感器，未来型号还将装载激光指示器。目前已研制出一种通信中继系统来延长地面用户的视距通信能力并能与不同的无线电链接。“影子”无人机的设计基于MQ-5B “猎人”，不能携带武器。“猎人”无人机是陆军的侦察、监视和目标定位(RSTA)专用平台。在伊拉克战场上“影子”经常被用来执行护送、保护和反简易爆炸装置(IED)任务。每个陆军旅战斗队(BCT)都装备了一套“影子”系统，包括4架无人机和两个地面控制站。
6. MQ-8B “火力侦察兵”无人机系统
MQ-8B是垂直起降型战术无人机(VTUAV)，主要承包商是诺斯罗普 格鲁曼公司（见图2.8）。“火力侦察兵”是陆军“未来战斗系统” (FCS)计划的四级无人机(Category IV)，用以执行侦察、监视和目标定位(RSTA)任务。海军也将这种无人机用于支援“滨海战斗舰” (LCS)，尤其是用于支援滨海战斗舰的反水雷、水面作战和反潜作战任务模块。它还能使用不同配置的传感器和武装系统来支援这些任务模块。它占用的空间小于MH-60多用途直升机并能在不同的军舰甲板上起降。“火力侦察兵”的研发和使用与滨海战斗舰密切相关。但由于滨海战斗舰的交付延期，海军明智地决定在其它战舰上进行这种无人机的测试。“火力侦察兵”的实用升限为20000英尺，有效载荷600磅，巡航速度117节，续航能力至少6小时，装有光电红外线传感器、激光指示器和测距仪。未来还将装载海面搜索雷达、海上移动目标指示器或信号情报搜集系统，甚至可能研发声纳浮标监测能力和延长视距通信的通信中继能力。“火力侦察兵”的机翼下有武器挂架，可携带“狱火”导弹或“毒蛇”激光制导滑翔武器。未来还可能携带小型轻便的鱼雷。该无人机使用视距通信并将从滨海战斗舰上进行控制。海岸警卫队也表示对这种无人机系统感兴趣。
7.波音“蜂鸟”无人机系统
波音A160T “蜂鸟”是下一代垂直起降型无人机系统（见图2.9）。目前，该项目由美国国防高级研究项目局赞助，并计划在近期进行试飞。这种无人机较“火力侦察兵”大，占地面积接近MH-60直升机，但它将飞得更高并具有更大的载荷，可从海上平台起飞和实施广域海上监视任务。它能在15000英尺的高度盘旋，在30000英尺的高度巡航，有效载荷为300-1000磅，携带300磅载荷时续航能力为10小时，巡航速度60节。这款无人机也可用于执行猎杀任务或在地面战中为特种作战部队和海军陆战队提供近距离空中支援。
8.“扫描鹰”无人机系统
“扫描鹰”是一种小型战术无人机系统(STUAS)，擅长长航时飞行而不是载荷，可使用舰上发射和回收装置（见图2.10）。海军陆战队在伊拉克将其用来为部队提供保护，也可部署在军舰上。“扫描鹰”是由Insitu集团和波音公司联合研制的产品。目前波音公司向海军和海军陆战队出租这种无人机。
“扫描鹰”的有效载荷为13磅，续航能力至少15小时（验证飞行时曾飞过29小时），巡航速度49节。它通过气动弹射器进行发射并用“天钩”(SkyHook)回收。它能在多种舰船上使用，包括没有任何飞行甲板的舰船，也能在偏远、简陋的地区使用。它通过视距数据链进行操作，装有光电红外线传感器。波音公司正与ImSAR公司合作为其研制一种小型合成孔径雷达，还与美国国防威胁降低局(Defense Threat Reduction Agency ,DTRA)合作，作为“先进技术验证”计划的一部分研制一种具备生化武器探测能力的“扫描鹰”无人机。这种无人机将安装铱星数据链使其具备超视距通信能力。
9.“综合者”无人机
波音/Insitu公司还将研制一种载荷量比“扫描鹰”更大的“综合者”无人机。“综合者”是Insitu公司无人机系列中的下一个计划。与“扫描鹰”相比，这种无人机的航程、载荷、升限、航速和体积都有所增加（见表格2.1）。“综合者”将能执行目前“扫描鹰”所执行的任务而且能力会更强。但由于“综合者”的翼展增加了57%、机身长度增加了85%，因此有人担心它能否在与“扫描鹰”相同的舰船甲板上使用。同样，由于载荷重量的增加和空重增加了两倍，人们担心在用“天钩”回收时是否会对操作人员、无人机和军舰构成安全隐患。如果这些问题得以解决，那么“综合者”无人机就能成为海军的海上控制和战术情报、监视和侦察后选无人机，并在执行长航时任务方面对其它无人机起到补充作用。
据Insitu公司介绍，为解决“扫描鹰”和“综合者”的发射与回收问题，公司对气动发射系统进行了改进，缩小了占地面积并使用体积不变但能力更强的“天钩”来回收无人机系统。为解决无人机会挂住“天钩”的问题，Insitu公司改动了襟翼螺栓，使其在挂住和损坏无人机襟翼之前会自动脱落。在无人机收回后这些螺栓能轻易地装回原位。
“扫描鹰”或“综合者”以及其它承包商提出的方案可能成为海军和海军陆战队小型无人机系统/2级无人机采办种类(ACAT)计划在发展与验证(SDD)阶段的后选平台。
10. RQ-11 “大乌鸦”无人机系统
RQ-11“大乌鸦”是2002年开发的一种手抛发射小型无人机系统（见图2.11），用来在营以下单位为部队提供保护，厂商是AeroVironment公司。美国陆军、特种作战司令部、空军和海军陆战队已装备了数千架这种无人机。“大乌鸦”的升限为14000英尺、有效载荷1磅、续航能力1.5小时，装有光电红外线传感器。它能从地面控制站通过视距链进行遥控，或通过全球定位系统(gps)自动飞行。
12.“美洲狮”无人机
“美洲狮”是一种手抛发射小型无人机系统，目前有两种型号：一种用于海上，另一种用于陆地。这种无人机由AeroVironment公司开发，潜在用户包括特种作战部队和陆军（见图2.12）。“美洲狮”无人机的升限为10000英尺，有效载荷2-4磅，续航能力2小时。[page]
第三章无人机的性能优点和缺点
一、无人机的潜在优点
无人机的性能特点使其能在不适合有人驾驶飞机的环境中使用，如“危险”、“肮脏”、“枯燥”、“苛刻”或“特殊”的环境。
危险任务通常与人员死伤有关，如利用假目标来引诱敌防空系统暴露其位置。无人机在执行这类任务时可能损失飞机但不会有人员伤亡。在高危险环境中使用武装平台来寻找和摧毁敌目标也属于这类别。在伊拉克和阿富汗的反恐行动中，“捕食者”无人机被证明是很有效的持续武装侦察平台。
“肮脏”任务属于危险任务范畴。典型例子包括探测核、生、化和放射性物质。
“枯燥”任务就是那些重复性的、令人厌烦的和适合自动完成的任务，如重复监视输油管道线或边境安全。对于这类任务无人机在很大程度上可自动完成，而地面操作员和分析员则可通过频繁轮换来保持旺盛的精力，在不收回无人机的情况下使任务持续下去。
“苛刻”任务是需要超出人类所能承受的速度、精度、难度、可靠性或持续性来完成的任务。典型的例子是高频率使用无人机（如“全球鹰”）来执行高空、长航时情报、监视和侦察任务。使用无人机来完成这类任务可使飞行员免除长时间工作的辛劳。高空作业还容易使飞行员患减压病。没有飞行员的重量和体积，无人机的航程、载荷和生存性能就有可能超过有人驾驶飞机，因为在这方面往往取决于能否多携带一点燃油。
“特殊”任务是不适合有人驾驶飞机来完成的其它任务。例如，许多侦察任务需要小型战术无人机来完成而不能由有人驾驶飞机来完成，因为后者不能随身携带。
二、无人机的潜在缺点
在对GPS卫星定位、导航和定时(PNT)信息和对通信资源的依赖性方面，我们在有人驾驶和无人机之间作一个比较。
（一）对GPS的依赖性
GPS卫星和用户设备很容易受到多种形式的威胁，包括动能威胁和电子威胁。这种威胁和对抗措施是有案可查的。现代军用飞机，无论是有人还是无人机，都要依靠GPS的定位、导航和定时信息来执行各种任务，包括：
导航。GPS通常与惯性导航系统(INS)结合使用。
精确瞄准。GPS常常与照相测量系统结合使用，如“捕食者”无人机使用的用于精确制导弹药的“多重图像座标提取”(MICE)系统。
传感器和天线瞄准。例如，合成孔径雷达天线就使用GPS接收机来协助运动补偿。
通信和探测同步。例如，GPS定时信息可用于让使用跳频扩频技术的通信系统保持同步，或用于码分多址连接。
有人驾驶飞机的优点在于，机组人员可在没有GPS的情况下在机上提供态势感知和决策信息来协助完成任务。在某种程度上，传感器和机载处理程序也可使无人机具备这些能力，但这要么会增加将探测信息发给地面操作员的通信资源负担，要么需要具备很高的自动化决策能力。
许多无人机系统都比有人驾驶飞机更依赖于GPS系统。例如，某些无人机必须依靠GPS的定位才能起飞。另一些无人机的编程则要靠GPS来实现自动返回。但这些问题可通过工程运作来加以解决，如在起飞前通过技术手段来加载定位信息，或在没有GPS信号时使用其它编程方式。因此，我们认为未来的有人和无人机在定位、导航和定时方面都同样于依赖GPS。
总之，如果说GPS很容易受到种种威胁的话，那么这同样也是有人和无人机所面临的威胁，因为这两种飞机都同样依赖于GPS所提供的定位、导航和定时信息。虽然无人机也依赖于GPS的定位、导航和定时信息，但与有人驾驶飞机相比，在没有定位、导航和定时资源时，无人机更依赖于通信资源或自动化程度。
（二）对通信系统的依赖性
许多无人机系统——包括空军的RQ-4B“全球鹰”、海军的RQ-4N “广域海上监视”无人机、“捕食者”和海军无人战斗机系统验证机——都要依靠卫星通信系统来实施指挥与控制以及将传感器搜集到的数据发回地面进行处理。与GPS一样，通信卫星也容易受到各种威胁，包括动能威胁和噪音干扰威胁。从图3.1可看出使用Intelsat 706商用通信卫星Ku波段上行传输模式的无人机所面临的干扰威胁。图中显示，无人机位于通信卫星接收天线的主波束范围内。根据合理的推断，在没有干扰威胁时，通信卫星的转发器可支持约36兆比特/秒的数据率，提供质量较好的服务。但在卫星受到地面干扰机的干扰时，可获得数据率在干扰机全向相等辐射功率(EIRP)的干扰下发生了变化（见图3.2）。
从图中我们可以看出，即便是1兆瓦的干扰器对接收天线主波束的影响也足以将可获得数据率降低50%并影响到正常服务质量。但只有“接收机”才易受到干扰。所以，卫星与无人机之间的下行传输并不一定会受到干扰器的影响。
与GPS的情况不同，无人机比有人驾驶飞机更依赖于通信资源，对那些使用诸如高分辨率凝视模式（spot mode）搜索合成孔径雷达或光电红外线、广域搜索(WAS)合成孔径雷达或光电红外线、全动态视频信号或高光谱成像传感器来搜集大量图像情报(IMINT)的无人机来说尤其如此。我们对这些传感器和传感模式的最高数据率进行了估算，并用这些数据率来衡量对通信资源的依赖性。我们估算的数据率并不针对具体的系统，而是基于第一原则进行分析的、与传感器和传感模式相关的数据率。估算结果见图3.3。
从图中我们可以看出，非压缩图像的最高数据率范围在几十到几千兆比特每秒之间。压缩数据可以减少对数据率的要求，但（有损耗的）压缩可导致图像变形，从而降低了图像的可解读性。根据“国家图像解读等级”和“联合图像专家组” (JPEG)标准，合成孔径雷达、光电图像可压缩到10:1的比率而不出现明显的减损。10:1的压缩比率常用于合成孔径雷达、光电和红外线图像；20:1的压缩比率常用于全动态视频图像（另一种全动态视频数据率的减化方式是帧率减化，这种技术有时也用于使用无须压缩数据的模拟通信传输的小型无人机系统）。
噪音干扰能大大降低无人机、地面控制站和信息处理中心之间的卫星通信数据率。有人驾驶飞机则可以在机上进行所有控制和信息处理工作，但最好是将数据发回地面进行进一步处理和融合。
机组人员也可通过有选择地向地面发回所需数据来减少整个数据率需求。在某种程度上，自动化可以提高无人机的这一能力。例如，无人机上的自动目标显示(ATC)系统可用来搜集图像信息，只有在图像中含有目标信息时才将其发回地面进行处理。另一种方法是将自动目标显示系统用来挑选图像的压缩比率，尽量压缩那些可能含有目标信息的图像数据。遗憾的是，这些方法将取决于自动目标显示系统的性能，而这种技术还处于研发阶段。当然，有人和无人机也可以将数据储存起来直到返回地面后再进行分析，或通过低数据率发送，但这就降低了情报的时效性，也不能根据所搜集到的情报来执行实时任务。
总之，无人机比有人驾驶飞机更依赖于通信资源，尤其是使用多传感器来执行情报、监视和侦察任务的无人机。我们认为这就是无人机的一大弱点，尤其是在高威胁环境中执行任务的无人机。若能针对这一弱点来加以改进，保证强大的通信能力，美军或许就能充分发挥无人机的优点，尤其是在执行“肮脏”、“枯燥”和“危险”任务时。
[page]第四章海军无人机系统的应用
近期一些关于无人机的研究文章提出了许多无人机的应用方法，如《2005-2030年无人机系统路线图》、《2007-2032年无人机系统路线图》和《2003年空军科学顾问委员会无人机研制报告》等。表格4.1对这些应用方法进行了归纳。
在以下章节里我们对海军正在实施或计划实施的无人机项目提出了最佳应用方式。我们尤其对海军无人战斗机系统进行了深入分析并提出了具体建议，对RQ-4N广域海上监视系统、海军垂直起降型无人机和小型战术无人机系统进行了广泛分析并提出了建议。
一、RQ-4N广域海上监视无人机系统
作为对P-3“猎户座”海上巡逻机投资调整的一部分，RQ-4N广域海上监视无人机系统在加强海上情报、监视和侦察能力方面担负了非常明确的任务。RQ-4N装有多种传感器，具备持续的情报、监视和侦察能力。在主要作战行动中它将在交战前执行侦察和战场情报准备任务。在非常规战争中它将用来探测敌军的动向。
虽然RQ-4N的主要任务是持续情报、监视和侦察，但也可将其用于执行通信中继任务。最初小批量生产的无人机可能装有基本的通信中继装置，为今后能力更强的通信中继螺旋式发展留有余地。我们在这一章节为通信中继应用制定了一个作战概念，对相关通信中继载荷的设计特征进行了描述。这一任务很适合RQ-4N无人机，并假设该中继平台具有同样的高空性能。
我们为太平洋责任区制定了一个作战概念，因为对海军来说这是一个重要战区，海军需要同舰队保持大量的通信联络。也可根据该作战概念来提供高数据速率以支援该责任区广泛的作战行动，无论是在卫星通信条件很差的地区开展人道主义和灾害救援，还是在卫星通信受到干扰或受到动能武器威胁的地区实施海上封锁任务。
我们假定在受到干扰的情况下高数据率卫星通信上行传输受到了限制或无法使用。我们将为通信中继系统拟定一个作战概念，运用55000英尺高的空中平台来在西太平洋和东亚地区的地面干扰机视距外和动能武器威胁之外与地球同步轨道(GEO)卫星建立链接。我们估计，位于西经151度的卫星将能超出该地区多数国家的地面干扰和动能武器威胁范围，但却在珍珠港、关岛海军基地和美国大陆部分地区的视距范围内。这颗卫星也处于距台湾东岸以东650海里的水面舰只和航母战斗群的视距范围内。我们估计，三架空中平台就能为距卫星4700海里的阵地提供链接。例如，它能链接到位于台湾以东50海里的中继站。
该作战概念已体现在了图4.1中。图中的“中继1”可为斜距170海里外的水面舰只或斜距256海里、55000英尺高的空中平台提供高数据率通信上行链接。这一能力可用于完成多种任务，如为舰船、有人或无人攻击平台（包括海军无人战斗机）、高空情报、监视和侦察平台和地面上的海军陆战队提供通信资源。敌人是很难用陆基或海基干扰器来攻击中继接收机的，因为他们必须定位和跟踪无人机，并处于接收天线主波束视距范围内或使用大功率干扰器，而使用大功率干扰器则很容易被美军探测到并对其实施攻击。
接着，我们使用附录中描述的通信链接预算方程式得出了战区中继系统Ku波段收发机和天线的特征。
我们假设通信卫星的性能和Intelsat 706卫星的性能类似。空中中继站之间的空对空链接使用9英寸抛物面天线，空中中继站与卫星接收机之间使用48英寸碟形天线，如目前RQ-4B“全球鹰”无人机使用的天线。收发机的要求依空对卫星链接而定。我们发现，功率为720瓦的收发机可以提供100兆比特/秒的上行链和正常的服务。我们根据相同卫星通信载荷的无线电频率输入功率参数，对收发机的体积、重量和输入功率进行了估算，得出的结果是收发机需要具备约3.7千瓦的输入功率、270磅的重量和14800立方英寸的体积。
通信中继载荷的3.7千瓦输入功率或许是一架无人机平台（如广域海上监视无人机）载荷总输入功率的主要部分。目前的RQ-4B“全球鹰”可提供的载荷功率约为25千伏安培(kVA)。但我们发现空对空链接只需要约10瓦的无线电频率功率以及不到200瓦的输入功率。因此，只有卫星上行链的中继站才需要整个通信中继中的大部分输入功率。我们也从图4.1中看出，大多数中继站都远离战区，战区里的其它传感器都派不上多大用场。因此，无人机平台不需要使用传感器，而可以把输入功率用到通信中继方面来。
二、海军无人战斗机应用详解
海军无人战斗机(N-UCAS)的隐身性能使其很适合用于高危险作战环境，在这方面它比同级别的有人驾驶飞机更具优势，因为没有人员生命危险。但是，正如前面所述，无人机高度依赖于数据链，这使它们很容易受到干扰，其通信资源也容易受到动能武器攻击。对通信系统的高度依赖还需要具备比有人驾驶飞机更大的主动传输功率，这就使得无人机更易受到敌防空系统的探测、跟踪和攻击。鉴于这些原因，我们对海军无人战斗机的潜在通信需求进行了分析。
（一）低截获概率战术数据链特点分析
数据率峰值需求取决于传感器数据速率。从图3.3中我们可以看出，6兆比特/秒就足以支持任何一种传感器和模式（单独的而非同时的），包括按20:1比率压缩的全动态视频信号、按10:1比率压缩的广域搜索模式合成孔径雷达、逆合成孔径雷达（用于海上目标分类）、海上移动目标指示器或电子情报(ELINT)系统。传感器资源可用于提供飞机控制所需之态势感知以及情报搜集。表格4.2列出了总数据率需求，包括传感器所需之6兆比特/秒和其它数据率需求。很明显，数据率需求取决于表格中隐身无人机系统的8兆比特/秒返回链路。
接着，我们设计了低截获概率返回链接特征来支持该数据率。这或许不是最佳设计，但能帮助我们对海军无人战斗机的低截获概率链接的弱点进行分析。高频常常被用于低截获概率，因为它们产生的窄波使敌人难以获得主波的视距，同时也使我们能获得更高的数据率。但是，高频也比低频更容易受到大气和阴雨天气的影响。我们的概念设计选择了20千兆赫来折衷优缺点。在隐身无人机系统的天线方面，相控阵天线具有潜在的优势，如通过空间滤波来减少干扰，其构造也更容易达到隐身要求。我们认为一个15×15、总功效为40%的矩阵就能获得24分贝的天线增益。低截获概率的另一种重要设计是波形。在无线电频率功率和频谱效率之间进行折衷。在低截获概率应用方面，最好选择需要较小功率和能接收较低频谱效率的波形。我们选择的是64-ary波形。我们确定需要多大无线电频率功率才能链接到距海军无人战斗机227海里的通信中继站，如广域海上监视无人机。通信中继站的大孔径天线很适合用来取得低截获概率。我们假设使用48英寸卫星通信天线，但在空对空应用时存在着天线瞄准的技术问题。另一种选择是使用具有同样增益的大孔径相控阵天线。通过这些假设我们认为，海军无人战斗机的无线电主动发射功率为248毫瓦（不包括天线增益）。
至于这种数据链在敌被动电子情报探测系统面前可能出现的弱点则需要进行更高级的分析。但是，图4.2已表明了从地面接收到的海军无人战斗机的斜距信号功率。这一结果的假设条件是接收到的信号低于全向辐射功率10分贝。例如，我们从地面接收到的GPS卫星信号功率低于噪音层。我们发现从海军无人战斗机接收到的信号功率低于GPS信号功率。至于这一信号在敌被动探测系统面前有何弱点还需作进一步分析。海军无人战斗机的8兆比特/秒数据率分布在80兆赫的带宽上并使用跳频；敌人不一定知道要在哪个频段上去截获信号。
我们的设计特征只是一个概念。还须对低截获概率战术数据链性能作进一步分析以便对实用系统和潜在威胁进行评估。但我们相信，我们的研究结果表明，发展一种有效的低截获概率战术数据链来让海军无人战斗机在高威胁环境中作战是很有可能的。
接下来，我们假设已具备这种数据链，并在以下几个方面将其应用到海军无人战斗机上：
突防打击
突防情报、监视和侦察
通信情报搜集
电子发报搜集
空中格斗
空中电子攻击
敌防空系统压制
近距离空中支援
核、生、化和放射性武器探测
除此之外海军无人战斗机还能执行许多其它任务，如巡航导弹防御。但由于篇幅限制，在这里就不一一例举了。
1.突防打击
纵深突防打击无论对有人还是无人机来说都具有挑战性。假设需要通过纵深突防去攻击的目标受到了严密的防备。飞机需要通过盘旋来寻求攻击移动目标的机会。然而，突防飞机在目标上空盘旋的时间越长，敌地对空导弹将其击落的机会就越大。突防飞机需要通过变换飞行路线来应对防空系统，尽管这样可能会使其暴露在其它防空导弹面前。
无人战斗机的机身可以设计成隐身结构。此外，与有人驾驶飞机相比，海军无人战斗机还具备两个优点，即：航程更远和没有人员生命危险。在不进行空中加油的情况下，海军无人战斗机的飞行距离是F-35C战斗机1400海里的两倍以上。与F-35C不同，海军无人战斗机是亚音速飞机。但这不一定是个劣势，因为亚音速隐身无人机可减少雷达反射截面。无人机的另一个用途是可以为有人驾驶飞机提供超视距目标定位支援。海军无人战斗机的缺点是需要通过主动通信来与地面操作员联络。主动通信信号更容易被敌防空系统探测到。但使用低截获概率战术数据链可以减轻这一弱点。
我们建议将海军无人战斗机用于执行突防打击任务，我们同时也要再次强调，低截获概率战术数据链对无人机的突防打击应用很重要。[page]
2.突防情报、监视和侦察
海军无人战斗机更适合用于执行突防打击任务而不是情报、监视和侦察任务，因为所搜集到的信息要么必须储存到无人机脱离威胁环境后再进行处理，要么通过通信链发回地面，而这样无人机就容易被敌人探测到。在有人驾驶飞机上，机组人员可以直接处理所收集到的信息，或至少通过筛选后再传回地面。在可能的情况下，有人和无人机最好通过被动手段来获取情报、监视和侦察信息。总之，由于在向地面发送信息时容易受到探测和攻击，因此与突防情报、监视和侦察相比，海军无人战斗机更适合执行突防打击任务。
3.通信情报搜集
信号情报通常由非隐身飞机在防区外进行搜集。很多有人驾驶飞机都能搜集信号情报，包括海军的EP-3E和空军的“联合铆钉”侦察机。
信号情报可分为两类，即通信情报(COMINT)和电子情报(ELINT)。通信情报是被动搜集情报，所搜集到的数据产品需要进行人工分析，对无人机来说，数据产品必须以高数据率（20兆比特/秒）发送给地面分析员，或储存到返回基地后再处理，这样就会降低情报的时效性。
海军无人战斗机不太适合执行通信情报搜集任务，因为将信息发给地面站所使用的主动信号降低了无人机的隐身性能；而有人驾驶飞机则具备在机上处理通信数据的优势。
4.电子情报搜集
电子情报主要通过被动获取雷达信号来搜集。电子情报是突防飞机用以自我保护的早期预警雷达的重要组成部分。无人机的机上处理系统可用于探测、识别和定位电子情报发射源。与原始信号数据不同，电子情报发射机的特征和位置可机外传送。这就大大减少了将情报传送到地面站所需之主动发射信号功率，因为其数据率通常将小于100千比特/秒。如果原始信号数据必须在机外分析（如有时搜集到不明类型的发射源发射的信号时），那就要储存到返回时再分析，只有发射机的特征和位置才能实时传送。
海军无人战斗机或许可用于搜集电子情报，因为所需数据率和主动发射信号比通信情报低。正如前面所述，电子情报的数据率要求在海军无人战斗机允许的范围内。我们知道，诺斯罗普格鲁曼公司为包括RQ-4B“全球鹰”和“捕食者”在内的无人机研制了各种机载信号情报载荷(ASIP)传感器和LR-100 电子情报传感器。
5.空中格斗
与机动性很强的敌机进行空对空战斗，或“空中格斗”，在目前不适合用于无人机，因为地面控制员的态势感知反应时间都不够。有人驾驶飞机飞行员的反应时间约为200毫秒，对于无人机来说这个反应时间目前几乎是不可能的。地面控制员态势感知所需的数据率也很高，而且一旦通信信号中断就会给无人机带来灾难性后果。
如果是通过通信卫星提供数据链接，那么仅是传播延迟就会使反应时间从200毫秒延长到600毫秒。无人机可以设计为对其传感器搜集到的信息自动作出反应，但目前还没有能用于此目的的成熟的自动化技术，发展这种技术难度很大。
无人机或许能用于执行其它空对空作战任务，如攻击机动性不强的高价空中目标，如轰炸机或情报、监视和侦察飞机，但这些目标大多都有战斗机护航。
将无人机用于空中格斗的最佳方式是与有人驾驶飞机组成联合编队。诸如海军的F-35等有人驾驶飞机可带领无人机实施作战，并为无人机的武器使用进行“指导”。总体上，无人机只是为有人驾驶飞机提供更多武器弹药。无人机可设计为跟随有人驾驶飞机作战并在接到指令时对指定目标开火。这样就对F-35战斗机飞行员提出了更高要求，而且还要克服许多技术问题。
总之，我们不建议将海军无人战斗机用于执行空中格斗任务。在未来，随着自动化技术的发展、有了新的作战概念和具备了有人和无人机系统的组队能力后，无人机或许能用于执行空中格斗任务。但现在还有许多挑战。因此，我们认为在2025年以前海军无人战斗机不可能用于执行空中格斗任务。
6.机载电子战
在机载电子战方面，美国海军目前使用的是EA-18G “咆哮者”电子战飞机，空军使用的是装有电子战吊舱的F-16改装飞机。和F/A-18战斗机一样，EA-18G是舰载型飞机。但和F/A-18不同的是，EA-18G同时装有武器系统和电子战吊舱。
海军无人战斗机的隐身性能使其能接近威胁并出其不意地发动电子攻击。但是，电子攻击需要发射大功率电子信号；一旦发射大功率信号，无人机的隐身性能就荡然无存。此外，电子战吊舱的体积、重量和能耗也是很大的。例如，EA-18G “咆哮者”使用的电子战吊舱重2200磅，需要37千伏电力来运作。要将EA-18G的电子战吊舱设计为隐形吊舱是很困难的。最后，还要通过精心设计来避免无人机出现自我干扰情况。
因此，我们认为海军无人战斗机执行电子战任务的能力很有限。无人机可以用于在高威胁环境中执行某些特殊的攻击任务，以便充分发挥其隐身优势来发动突然袭击。由于电子战设备很难做到隐身，加之可能会对无人机数据链产生的自我干扰，无人机将不可能具备像EA-18G那样的广泛的电子战能力。当然，在这里不可能详尽地研究电子战的所有形式，如电子保护等。
7.压制敌防空系统
压制敌防空系统(SEAD)包括使用电子攻击平台和武器系统。美国海军的EA-18G “咆哮者”就装有武器系统。目前的反辐射导弹，包括AGM-88高速反辐射导弹(HARM)和AGM-88E先进反辐射导弹(AARGM)，都具有超过2000公里/小时的航速和90公里以上的射程。其它武器还包括AIM-120先进中程空空导弹(AMRAAM)、AGM-154 “联合防区外武器”和集束炸弹等。
海军无人战斗机的隐身性能使其能够接近敌防空系统。这有助于缩短攻击链和提高压制成功率。执行这一任务对有人驾驶飞机来说很危险，但无人机则具备更多优势。需要指出的是，装备了武器系统后无人机的隐身性能将受到影响，因为需要打开武器舱门。无论是有人还是无人机都面临同样的问题。隐身性能一旦降低，被发现的机率就会增加，但此时攻击任务已经实施。
因此，我们建议可将海军无人战斗机用于执行敌防空系统压制任务。装载了武器系统、具备有限电子攻击能力的隐形无人战斗机将具有能接近目标和没有人员危险的优势。
8.近距离空中支援
目前，有人和无人机系统都能执行近距离空中支援任务。美国空军在伊拉克和阿富汗都使用“MQ-9死神”无人机来执行近距离空中支援任务。在执行这一任务时，无人机的长航时能力是一大优点。虽然目前还没有将隐形飞机用于执行这一任务，但未来或许需要使用隐形平台来执行这一任务。我们建议将海军无人战斗机用于执行近距离空中支援任务。
9.核、生、化和放射性物质探测与跟踪
探测核、生、化和放射性威胁是一项“肮脏”的任务。探测任务可能在这些武器使用前或使用后实施。使用后要比使用前更容易探测到。例如，在敌实施攻击后立即飞过可疑区域上空的污染层来搜集样本，或通过传感器在远处分析被污染空气的成份，就能探测出是否有这类物质并对其进行跟踪。
可使用放射和热信号来探测某些放射性和核威胁，通过光谱分析来探测某些化学和生物威胁。例如，可使用高光谱成像(HSI)系统来分析被污染空气中的光谱成份，并与已知的光谱进行比较，看其是否存在生化成份的可能，如假设检验法。某些成份可能没有独特的光谱特征，因此会导致错误警报。
高光谱成像系统通常包含有多个传感器，每个传感器都能探测不同的光谱成份。例如，该系统的多个传感器可分别探测甚近红外线(VNIR)光谱（波长为0.4到1微米）、短波红外线(SWIR)光谱（波长为1至3微米）、中波红外线(MWIR)光谱（波长为3到6微米）和长波红外线(LWIR)光谱（波长为6到14微米）。这些传感器搜集到的数据经高光谱成像系统整合后就能得出一个具有几百个不同像素子带的图像。如表格4.3所示，生化武器成份的光谱一般都在长波红外线光谱中段范围内。遗憾的是，适合飞机使用的长波红外线传感器通常都比其它光谱范围的传感器更难研制。其原因是，长波红外线传感器的光波更大更重，在动态环境中的特征不太明显，因为它们对振动很敏感。此外，虽然高光谱成像系统使用的是被动传感模式，但由于长波红外线传感器的光波增大，飞机的生存能力也将受到影响。
将高光谱成像系统用于海军无人战斗机的最大挑战或许是对传感器搜集到的大量数据进行处理。如图3.3所示，与高光谱成像系统相关的数据率峰值是每秒几百兆。在机外处理数据也不现实，因为这需要巨大的天线并进行大功率信号传输，这会影响到飞机的隐身能力。一个较为可行的办法是让无人机具备成像能力，然后在机上进行光谱对照，如果发现生化成份的可能性很高，再把相关信息传送回来作进一步分析。
作为“高光谱搜集和分析系统(HyCAS)先进概念技术验证(ACTD)”计划的一部分，美国正在为“MQ-1捕食者”研制这种“自动化目标显示”系统。但高光谱搜集和分析系统不包括长波红外线传感器。另一种选择是使用“光定向与测距” (LIDAR)技术。但与高光谱成像系统不同，光定向与测距系统使用的主动探测方式对隐身不利。
探测核、生、化和放射性武器的简单办法是让无人机飞过被污染的空气层，搜集到样本后将其带回来进行分析。由于执行这一任务的飞机将会受到污染，因此无人机将具有不会使飞行员受到污染的明显优势。但无人机也要回收并除掉污染。尽管海军已有一套对飞机除污的程序，但要在航母上对如海军无人战斗机这样大的飞机除污也是一项复杂而危险的工作，无论是有人还是无人驾驶飞机。
另一种选择是让海军无人战斗机发射一架更小的无人机去搜集样本，然后返回海军无人战斗机。这种让一架无人机系统发射另一架无人机的概念也时也称作“有袋类机器人技术”(marsupial robotics)，目前许多大学和实验室正在研发这一技术。但是，要在指挥和控制通信支援受到限制的突防环境中发射和回收母子无人机，同时还要保证无人机的隐身性能，谈何容易。[page]
同时具备突防打击和核、生、化及放射性武器探测能力的无人战斗机在攻击实力相当的敌核、生、化及放射性武器阵地方面应该具有很大的战术价值。但要研制具备核、生、化和放射性武器探测能力的无人战斗机需要解决很多难题。虽然在解决这些难题方面已取得了某些进展，但所有问题加在一起将是一个巨大的挑战。因此，我们不建议在2025年以前将海军无人战斗机用于执行核、生、化和放射性武器探测任务。
虽然核、生、化和放射武器探测不适合海军无人战斗机，但也许适合其它无人机系统。事实上，美军正在开发“扫描鹰”无人机的这一能力。
10.海军无人战斗机用途推荐归纳
海军无人战斗机应用分析见表格4.4。
三、海军垂直起降无人机系统
广域海上监视无人机是岸基无人机，海军无人战斗机将从航母上起降，而MQ-8B“火力侦察兵”垂直起降无人机则能在各种舰船上起降，从而使这些舰船也具备无人机优势。“火力侦察兵”是为滨海战斗舰而研制的，专门用于支援反水雷、水面战和反潜战等任务。装有激光指示器光电系统和小型海面搜索雷达的MQ-8B也能为各种水面舰只提供超视距海上监视支援。此外，“火力侦察兵”也能携带少量武器系统。武装型“火力侦察兵”可用于拦截一些小型舰船。
A160T “蜂鸟”无人机是美国国防高级研究计划局和波音公司联合开发的垂直起降无人机项目，计划在近期内进行试飞。这种无人机比“火力侦察兵”大，其足迹与MH-60直升机相当，飞得更高，载荷也更大。飞得更高可让“蜂鸟”具备更远的视距，载荷更大可让其携带更多的传感器和武器系统。
四、海军小型战术无人机系统
美国海军和陆战队的小型战术无人机/二级无人机计划的目标是为战术机动决策提供持续情报、监视和侦察支援，为海军舰只和陆战队地面部队提供保护。对海军而言，它将是其它作战能力更强的战术无人机的补充。它能从条件简陋的甲板上发射和回收，所以它能为一些无法使用较大无人机系统（如“火力侦察兵”）的舰只提供支援。“扫描鹰”就是这种小型战术无人机的后选机种；它具备长航时能力和一定的情报、监视和侦察能力，可从许多舰船上发射和回收。
2005年，海军与波音公司鉴定了1450万美元合同以开发“扫描鹰”的情报、监视和侦察能力，用以支援海军远征打击大队的各项任务和维护波斯湾石油平台安全。目前这种无人机不仅装载了光电传感器，而且还有小型合成孔径雷达。在伊拉克，“扫描鹰”被用来支援海军陆战队的平暴行动，如搜集敌集结地、人员和车辆数量和动向等情报。此外还被用于监视边境地区和输油管道以及语音通信中继验证。小型战术无人机也能为海军执行类似的任务，如搜集敌人员数量情报或延长通信视距以支援海上拦截行动、执行超视距监视任务、跟踪可疑船只或支援反海盗行动。
此外，美军还将开发“扫描鹰”的核、生、化和放射性武器探测与跟踪能力，为其安装一种低数据率卫星通信系统来执行超视距核、生、化和放射性武器探测任务。它将飞过可疑区域上空来搜集样本并带回来作进一步分析。这种无人机虽然不具备隐身能力，但由于它体积小、航速慢，因此也难以被敌人发现和识别。其小而轻的另一个优点还在于容易回收和除污。这种无人机的成本相对较低，因此在不便回收时也可将其放弃（如让它降落或坠毁在核、生、化和放射性武器场所）。
体积更大、能力更强和能执行更多任务的“火力侦察兵”无人机无疑能完成许多本应由小型战术无人机来完成的任务。但它只能在某些舰只上使用，而且将其用于执行这些任务在经济上也不划算。
五、非隐形航母舰载无人机系统
美军需求量最大的是非隐形、中空中航时无人机，如“捕食者”、“死神”、“复仇者”和“空中勇士”等。美国陆军和空军都将这些平台大量用于执行打击任务。这些无人机的续航能力使其能长时间盘旋空中并搜寻和攻击时效目标。海军可将这些平台装备在航母上以执行类似任务。当航母到达一个新的冲突区或不便使用空军基地时，使可充分发挥这些无人机的优势。
航母舰载型“捕食者”目前还未装备部队。“死神”和“复仇者”的体积小于E-2C “鹰眼”，因此适合装备航母，但要对其机翼和着陆装置进行改进以承受起飞弹射器和着陆挂钩的巨大压力，垂直稳定装置的尺度和位置或许需要调整并加装尾部挂钩。
虽然海军隐形无人战斗机也具备同样的能力，但非隐形攻击平台的引进和使用成本将更低。海军可混合使用隐形和非隐形舰载无人机编队来满足其任务需求。
第五章结论和建议
我们建议海军将无人机用于执行传统的通信中继任务。通信中继可以缓解敌对卫星通信上行传输的动能和干扰威胁。这对于高度依赖卫星通信资源的舰队来说很有帮助。广域海上监视无人机系统的高空、长航时特点尤其适合用于通信中继，海军已考虑将其用于这一目的。但通信中继载荷将会占用无人机在执行持续情报、监视和侦察这一主要任务时传感器所需之空间、重量和能源资源。解决办法是为广域海上监视无人机研制一种模块载荷，这样就能根据需要来配置多个传感器以执行情报、监视和侦察这一基本任务，或减少传感器数量并加装通信中继载荷来满足通信中继需求。
另一种选择是只将广域海上监视无人机用作空对空链接平台，将另一平台（或许是有人驾驶平台）用作空对卫星链接平台。正如前面所述，与空对卫星链接相比，空对空链接的能耗较低，从而可为传感器节约更多能源。
我们建议海军支持研发强大的“低截获概率”战术数据链来满足无人机的作战需求。这一技术可提高无人机的隐身性能，如海军无人战斗机。
我们还建议将突防打击、敌防空系统压制、电子情报搜集和近距离空中支援定为海军无人战斗机的基本任务。在执行这些任务时海军无人战斗机有必要具备低截获概率战术数据传输能力。我们不建议海军发展海军无人战斗机的空中格斗能力，因为在这方面无人机不太可能胜过有人驾驶飞机。我们也不建议海军将无人战斗机用于核、生、化和放射性物质探测，将诸如“扫描鹰”等其它无人机用于执行这类任务或许更值得考虑。其原因在于，将相应的传感器安装到隐形无人机上以及无人机返回航母后的除污工作等都具有相当的挑战性。此外，我们认为海军无人战斗机在突防情报、监视和侦察、通信情报搜集和空中电子攻击等方面的可用性也很有限。
我们建议海军发展非隐形航母舰载型中空、中航时无人机来执行许多海军无人战斗机应担负的任务。事实上美国陆军和空军已将非隐形无人机大量用于执行这类任务（尽管是非舰载型），尤其是在不需要隐身的有利环境中执行时效目标攻击任务。虽然海军无人战斗机也能执行这些任务，但非隐形无人机在成本上便占优势，因为这类无人机不需要使用隐身材料，而且在有利环境中更能发挥性能优势，因为在设计上不用考虑隐身结构。
如果无人战斗机系统验证机在航母上的实验取得成功，那么可将这一经验也应用于非隐形无人机系统。这样海军就可以考虑在航母上混合使用隐形和非隐形无人打击平台来更经济有效地执行各项任务。
目前，海军和陆战队还租用了一些小型战术无人机系统。对海军而言，小型无人机系统可以（1）提供战区敌人员数量情报；（2）延长通信视距以支援海上拦截行动；（3）支援反小型舰只和反海盗任务。体积较大、能力更强和用途更广的无人机系统，如“火力侦察兵”，也可用于执行小型战术无人机的这些任务。但较大的无人机系统无法在一些海军舰只上使用，而且将其用于执行这些任务在成本上也不划算。如果这些任务对海军极为重要，那么就应推进小型战术无人机/二级无人机计划来引进、装备和使用这类平台。
本文并未详尽列出无人机的所有用途，一些非传统任务在未来也将靠无人机来完成。随着无人机系统功能的多样化和使用的广泛化，更多任务将会由无人机来完成。
作者：布莱恩 阿尔基里
詹姆士 G 卡利马尼
彼得 A 威尔逊
路易斯 R 摩尔
编译：知远/沐俭
