عامل اصلی هزینه‌های بخش نیروی هوایی ایالات متحده مربوط به پرنده‌های بدون سرنشین است.

اصلی‌ترین کاربرد UAVها در بخش نظامی‌ است. به عبارتی پرنده‌های بدون سرنشین بخش مهمی از نیروهای نظامی در سراسر جهان را تشکیل می‌دهند که از آن‌ها می‌توان برای به دام انداختن هدف، ماموریت‌های جنگی، تحقیق و توسعه و عملیات‌های نظارتی استفاده کرد. بر اساس گزارش اخیر گلدمن ساکسعامل اصلی هزینه‌های بخش نیروی هوایی ایالات متحده هزینه‌های مربوط به پرنده‌های بدون سرنشین است. این موسسه همچنین پیش‌بینی می‌کند که تا سال 2020 کشورهای جهان حدود 70 میلیارد دلار برای پرنده‌های بدون سرنشین هزینه می‌کنند.

هواپیماهای بدون سرنشین به علت کاهش تلفات انسانی و امکان اجرای ماموریت‌های برجسته و حساس به زمان به طور مداوم در عملیات‌های نظامی مختلف به کار گرفته می‌شوند. از ابتدای پرواز UAVها در آسمان تا به امروز شاهد استفاده از فناوری‌های مختلفی در آن‌ها بوده‌ایم. در واقع این پرنده‌ها به عنوان اولین محل استفاده و آزمایش برخی از فناوری‌ها از جمله رادارهای روزنه مصنوعی هوایی بوده‌اند.

هر چند که بسیاری از کشورها به دنبال ساخت UAVهایی با اندازه بزرگتر و وزن بیشتر هستند، اما یکی از رویکردهای جدید در حوزه هواپیماهای نظامی طراحی بر مبنای «کمتر دیده شدن» است. این عبارت لزوما به معنای ساخت هواپیماهایی با اندازه کوچک‌تر نیست، اما یکی از بهترین راهکارهای موجود برای مخفی شدن از دید دشمن، کاهش اندازه پرنده است. مخفی ماندن از دید دشمن یک کلید طلایی در نبردهای هوایی محسوب می‌شود و از این‌رو سازمان‌های دولتی آن را به عنوان یکی از عامل‌های اصلی خود به صنایع اعلام می‌کنند.

راهکارهای مختلفی برای شناسایی یک UAV توسط نیروی دشمن وجود دارد که از جمله‌ آن‌ها می‌توان به رادار، پردازش ویدئو، تصاویر حرارتی و شناسایی لینک‌های مخابراتی اشاره کرد. هر یک از این عوامل به گونه‌ای محل ورود جدید‌ترین فناوری‌های روز دنیا است. به عنوان مثال طراحی یک UAV با سطح مقطع راداری کم نیازمند کاهش اندازه آن و به این ترتیب استفاده از تجهیزات کوچک‌تر است. علاوه بر این استفاده از مواد جاذب در سطح بدنه هواپیما می‌تواند به بازگشت کمتر سیگنال‌های راداری کمک کند.

مسئله مهم دیگر اهمیت ایجاد لینک مخابراتی امن بین پرنده و ایستگاه‌های کنترل زمینی یا هوایی است. این لینک داده باید از دید دشمن مخفی باشد. شناسایی لینک مخابراتی پرنده به معنای ردگیری موقعیت آن و حتی دسترسی به اطلاعات تبادلی و نفوذ به آن است. از این‌رو طراحان با استفاده از روش‌هایی نظیر طیف گسترده با پرش فرکانسی و حتی ترکیبی از آن‌ها سعی در مخفی کردن لینک مخابراتی در نویز محیط و ارسال حداقل توان مورد نیاز برای دریافت سیگنال دارند.

نکته قابل اهمیت دیگر برای یک UAV مداومت پروازی آن است. در پرنده‌هایی که از موتورهای الکتریکی استفاده می‌کنند میزان توان ذخیره شده در باتری‌ها از اهمیت بالایی برخوردار است. استفاده از باتری‌های لیتیوم پلیمر توانسته است تا حد زیادی مداومت پروازی را افزایش دهد. با این حال تلاش‌های زیادی برای دستیابی به فناوری‌هایی به منظور کاهش مقدار مصرف موتورهای الکتریکی و همچنین سیستم‌های الکترونیکی انجام می‌شود. اخیرا نیز ناسا اقدام به بررسی استفاده از باتری‌های لیتیوم ایر برای کاربردهای هوایی کرده است. این نوع باتری‌ها می‌توانند تا 10 برابر انرژی بیشتری را نسبت به نسل فعلی باتری‌ها در خود ذخیره کنند.

از دیگر فناوری‌های مهم که اخیرا در بخش نظامی هواپیماهای بدون سرنشین از آن استفاده می‌شود باید به پرواز تجمعی اشاره کرد. پرواز هماهنگ تعداد زیادی هواپیمای کوچک می‌تواند شرایط را در میدان جنگ برای نیروهای دشمن سخت کند.

استفاده از معماری‌های باز و سخت‌افزارهای الکترونیکی ماژولار به افزایش قابلیت اطمینان و تسهیل عملیات‌ تعمیر و نگهداری UAVهای بزرگ کمک شایانی می‌کند. اینگونه معماری‌ها همچنین شرایط را برای توسعه‌های آینده هواپیما آماده می‌کنند.


فناوری پرنده‌های بدون سرنشین تجاری و صنعتی:

امروزه کار با پرنده‌های بدون سرنشین بخشی از عملیات روزانه تجاری صنایع مختلف است. از این‌رو می‌توان در مورد استفاده مداوم و سودمند از پرنده‌های بدون سرنشین در صنایع تجاری ساعت‌ها صحبت کرد. به گفته BI Intelligence سرویس تحقیقاتی Business Insider’s نرخ رشد سالیانه بازار پرنده‌های بدون سرنشین تجاری و غیرنظامی بین سال‌های 2015 تا 2020 تا 19 درصد در مقایسه با نرخ 5 درصدی بخش نظامی رشد خواهد کرد.

صنعت پرنده‌های بدون سرنشین هنوز جوان است با این حال اتحاد و سرمایه‌گذاری با برخی از شرکت‌های بزرگ از جمله شرکت‌های صنعتی، شرکت‌های مشاوره فناوری اطلاعات و پیمانکاران اصلی دفاع و پدافند را آغاز کرده است. با افزایش سفارشات هواپیماهای بدون سرنشین در صنایع مختلف، شرایط برای ارائه قابلیت‌های جدید در محدوده وسیع فراهم شده است. از این‌رو به زودی پرنده‌های بدون سرنشین پیشرفته می‌توانند کارهای روزمره مانند بارگیری محصول به صورت خودکار، نظارت بر حوادث ترافیکی، بررسی مکان‌های سخت دور از دسترس و سفارش غذا را انجام دهند. به گفته AUVSI در پایان هر روز پرنده‌های بدون سرنشین تجاری می‌توانند با 82 میلیارد دلار و ارتقاء 100 هزار شغل روی اقتصاد ایالات متحده تا سال 2025 تاثیر داشته باشند.

در بخش تجاری و صنعتی علاوه بر UAVهای بال ثابت، شاهد حضور گسترده پرنده‌های بال متحرک کوچک هستیم. قابلیت برخاست عمودی پرنده‌های بال متحرک نیز محل استفاده برخی از فناوری‌های جدید است. در این نوع هواپیماها نیروی محرکه از طریق انرژی الکتریکی تامین می‌شود و بنابراین مدیریت صحیح انرژی از اهمیت بالایی برخوردار است. کاهش وزن پرنده به طور قابل ملاحظه‌ای به مصرف کمتر توان الکتریکی کمک خواهد کرد. علاوه‌ بر این انتخاب صحیح سخت‌افزارهای الکترونیکی و ارتفاع مناسب برای پرواز می‌توانند منجر به کاهش مصرف انرژی شوند.

از آنجا که برخی از موارد استفاده UAVها مربوط به مکان‌های عمومی و در حضور افراد است، معیار قابلیت اطمینان از اهمیت زیادی برخوردار است. مشکلات بالقوه این هواپیماها باید از قبل شناسایی و راهکارهای مواجهه با آن برنامه‌ریزی شود.

استفاده از حسگرهای پیشرفته تشخیص دما، نور، گاز، سیگنال‌های الکترومغناطیسی و همچنین بهره‌گیری از دوربین‌های تصویربرداری با کیفیت بالا برخی از نیازمندی‌های صنعت هستند که باید به آن پرداخته شود. امکان ایجاد ارتباط با پرنده و کنترل آن با دستگاه‌های الکترونیکی قابل حمل همچون تبلت و گوشی‌های موبایل نکته دیگری است که طراحان باید به آن توجه ویژه‌ای داشته باشند.