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一方面，目前世界各國均在努力發展覆蓋面積更大、生存力更強的高空長航時大型無人機，以取代同類有人機，并與太空衛星共同完成空中監視偵察任務；另一方面，由于微小型無人機具有重量輕、體積小、造價低、隱蔽性好、操作簡便、機動靈活等特點，隨著全球反恐和特種作戰任務的需要，微型化已成為無人機的另一個重要發展趨勢。此外，為了應對今后防空武器技術的進步，未來無人作戰飛機將會采用雷達、紅外、光學、聲學、目視等更加先進的隱身技術，結合電子對抗、戰場態勢感知、任務規劃甚至自衛武器（包括高能激光武器）等措施，其突防/生存力將進一步提高，足以穿透先進防空系統，對受到嚴密保護的敵方重要目標構成威脅。在未來的空戰中，高超音速隱身無人機將成為高性能防空武器的典型代表。
3）智能化：人工智能加持，應對電磁攻擊。當前無人機主要采用人工控制的方式，操作可能受到電磁攻擊等影響，倘若操作人員臨時判斷失誤，也會帶來災難性后果。因此，無人機須具備高度的自動化和智能化水平，自主判斷對戰場變數的應急策略，向單機智能飛行、多機智能協同、任務自主智能等方向發展，涉及環境感知與規避、協同指揮控制、協同態勢生成與評估、自主駕駛與自主完成作戰任務等。未來結合大數據應用的無人機智能化是無人機發展的重要趨勢。a）智能化觀察判斷——極其高效的數據分析。無人平臺和傳感器的大范圍鋪展，使得軍事領域的數據量迅速增長，其數量和復雜性遠超出人類處理能力范疇。而人工智能算法具有快速、準確、無疲勞等特征，能夠 24 小時不間斷地對各類傳感器的海量數據進行快速、準確的分析。b）智能化決策——殺傷鏈閉環的進一步壓縮。速度向來是制勝的關鍵要素，從殺傷鏈的視角來看，更快地完成殺傷鏈閉環才能贏得戰爭優勢，而機器算法的快速恰是算法戰區別于傳統戰爭模式的關鍵特點。在算法戰下，人類將完成觀察、判斷等殺傷鏈的大部分認知負擔轉嫁給訓練有素的智能機器后，便可專注于在戰爭中更快、更好地做出決策。
4）綜合集成化：無人機系統單平臺作戰向有人-無人協同、無人機蜂群作戰的智 能無人機集群發展。面對日益復雜的現代戰爭方式與環境，僅靠單一的偵察、監視和攻擊等系統，無法在現代戰爭中充分發揮其應有的戰斗力。國外重視無人機與有人機、無人機與無人機的協同運用能力，大力發展無人僚機、無人蜂群、空射誘餌、無人加油機等新質裝備，構建具有集群化、分布式特征的空中作戰體系，實現有人作戰裝備的能力倍增。美軍戰略與預算評估中心發布的《美空軍未來戰斗空中力量的五大優先事項》提出了多種有人-無人協同運用概念，包括 RQ-4、 MQ-9 等大型固定翼無人機攜帶情監偵、電子戰等載荷，協助執行國土防御任務；攜帶空空導彈和激光武器的無人僚機與戰斗機協同，為預警機和大型加油機提供空中護航；無人僚機與戰斗機編組進入強對抗環境，執行進攻性和防御性制空作戰任務；無人機作為多域指控的網絡節點，接入天基網絡、E-3G 等戰場管理指控節點和地面站，協助執行遠距探測任務等。
5）空間化：任務飛行高度突破，發揮空間信息作戰價值。未來軍用無人機飛行高度將有所突破，臨近空間將成為可能，使之與衛星軌道相接近，達到距地表 30-120km 的高度，發揮潛在的軍事價值。比起傳統的預警、導航任務，臨近空間成為太空中轉平臺將徹底改變傳統無人機的軍事作用，使之成為空間無人機。美國、俄羅斯以及歐洲一些國家已經制定了太空開發計劃，爭奪太空的戰爭席位，部分技術研究已經投入實驗，技術進步將促使無人飛行器發揮空間信息作戰價值，實現海陸空一體化。
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