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무인항공기의 활용분야는 고비용의 유인항공기의 능력을 대체하는 것과 함께 유인항공기로서는 상상할 수 없는 분야까지 폭넓게 운용되고 있다. 전투능력을 가진 무인전투기뿐만 아니라, 실시간으로 모든 정보들이 사용처에 전달되는 장점과 적의 레이더등의 탐지 능력을 무력화시킬 수 있는 가장 효율적인 방안의 하나로서 무인항공기의 적절한 활용은 장차전에 있어 전장의 승패를 좌우하는 결정적인 요인이 될 전망이다. 또한, 민간 분야에서도 유인항공기의 고비용 때문에 활용하지 못했던 각종 분야에서 폭넓게 개발 사용될 전망이다.
 
무인항공기는 군사적 운영 목적에 따라 정찰용, 전자전용, 기만용, 공격용, 전투용, 표적용 등으로 분류된다.
정찰용 무인항공기는 현대 전장에서 매우 중요한 역할을 수행하고 있다. 실제로 무인항공기는 관련된 작전시간 또는 실시간으로 적군과 우군의 작전상황을 시각적으로 보여주는 효율적인 정보 수집 자산의 역할을 수행한다. 일반적으로 무인항공기는 작전지역에 대한 감시, 정찰 및 정보 수집을 목적으로 운영되고 있다. 정찰용 무인항공기는 인명 손실을 최소화하면서도 원하는 정보를 적시에 확보하고, 실시간으로 전장 감시 및 정찰, 야포의 공격 목표적 획득, 사탄 관측 및 수정, 주요한 작전 요구에 대한 정보 제공 등을 수행한다. 행동반경 및 작전운용 가능 시간에 따라 근거리 무인항공기(Close Range UAV), 단거리 무인항공기(Short Range UAV), 중거리 무인항공기(Medium Range UAV), 장기체공 무인항공기(Endurance UAV)로 구분하고 있다. 정찰용 무인항공기의 임무는 탑재체에 따라 크게 달라지지만 주요임무는 지휘 및 통제, 정보수집, 화력지원/표적획득/폭격피해 산정, 기뢰/방어, 상륙지원, 근접전투/공격지원, 방공/공중통제, 기동/전술기동/탐색 및 구조, 전술항공지원/대공제압/후방차단, 공중정찰, 전자전, 대잠전 지원, 특수작전 등으로 나눌 수 있다.
 
특수목적용 무인항공기는 표적용 무인항공기, 전자전용 무인항공기, 공격용 무인항공기, 기만용 무인항공기, 무인전투기 등을 들 수 있다.

주로 대공포 및 지대공 유도탄 발사 시험평가, 공대공 사격 훈련 등에서 표적용으로 사용되는 무인항공기를 말한다. 다른 목적의 무인항공기에 비해 비교적 단순하여 많은 국가에서 개발하여 사용되고 있다. 그러나 아직도 우리나라에서는 일부 표적용 무인항공기를 제외하고는 고가에 수입하여 활용하고 있는 상태이다.

주로 전자전 임무를 수행하는 무인항공기를 말하나 별도로 개발된 전자전용 무인항공기를 운영하지 않으며 통상 영상정보 획득용의 무인항공기에 탑재장비를 교체하여 탑재하는 방식으로 운영하고 있다. 탑재된 각종 전자전(EW: Electronic Warfare)용 장비는 통신감청(Comint), 전자정보수집(Elint), 방향탐지 등의 임무를 수행하며, 소형의 전술 무인항공기의 경우 탑재 중량의 제한으로 유인항공기에 비하여 임무장비의 성능은 뒤떨어지지만 적 지역 상공으로 근접비행이 가능하므로 상대적으로 미약한 신호도 포착 가능한 장점이 있다. 최근에는 신호정보 획득을 위한 정찰이라는 관점에서 정찰용에 포함시키기도 한다.

적을 공격하기 위한 목적의 무인항공기를 일컬으나 대부분 적 방공망 체계를 무력화시키기 위하여 개발된 무인항공기를 말한다. 일종의 순항유도탄과 UAV의 중간 정도가 되는 무기로 수동형 레이더 탐색기를 장착하고 적 상공을 선회하면서 비행하고 있다가 적 레이더에서 방사되는 전파를 감지하게되면 전파가 발생되는 곳으로 유도되어 적 방공망 레이더를 파괴하는 임무를 수행한다. 이스라엘의 IAIrk사가 개발한 Harpy가 대표적인 무기체계이다.
 
일종의 순항유도탄 형태로서 무인항공기에 탑재된 레이더파 증폭경을 이용하여 적의 방공망에 유인기와 유사한 허상을 보이도록 하여 적의 방공망을 교란시키는 무기체계이다. 이러한 방식은 공중에서 적의 레이더에 허상의 목표물을 만들어 공격을 유도하게 한후 노출된 방공망을 공격하기 위한 개념의 무인항공기이다. 7. 무인전투기(UCAV : Unmanned Combat Aerial Vehicle) 무인전투기는 공격용 무인항공기와 달리 자폭하는 것이 아니라 유도탄 등으로 무장을 하고 공대지 또는 공대공 전투 임무를 수행하기 위한 무인항공기이다. 유도탄과 레이저 유도폭탄을 탑재한 무인전투기는 현재의 유인전투기를 대체 또는 보완할 수 있을 것으로 기대된다.
 
기존에 개발되어 사용되고 있는 무인항공기는 대부분 군사용으로 사용되고 있다. 그러나 무인항공기는 점차 민간용으로 사용되는 범위가 넓어지고 있는 추세이며 원격탐사, 통신중계, 환경감시, 밀수선 감시, 밀입국 감시, 산불감시, 지도 제작 등에도 활용되고 있다. 민수용 또는 상업용으로서의 UAV 활용 역시 상당한 잠재력을 보유하고 있는 영역이다.
 
원격탐사는 지금까지 위성으로 임무를 수행하여 왔으나 위성은 본체 개발 및 발사에 많은 비용이 소요될 뿐만 아니라 정해진 궤도를 따라서만 움직이게 되므로 필요한 정보를 적시에 받아 볼 수 없는 단점이 존재한다. 이에 비하여 중.고고도 무인항공기는 위성에 비하여 저렴한 가격으로 원하는 정보를 적시에 받아 볼 수 있으므로 원격 탐사분야에서 향후 위성을 상당부분 대체할 것으로 예상되고 있다.

전자.통신 기술의 획기적인 발전으로 정보.통신의 수요는 기하급수적으로 늘어나고 있다. 통신용으로 이용하는 저궤도 위성은 수명이 1～2년에 불과하면서도 고가이므로 고고도 장기체공 무인항공기는 이러한 통신위성의 역할을 대체할 것으로 예상되며, 미래의 이동 정보통신 중계기의 역할을 수행하는 본체의 역할을 수행하게 될 것이다. 태양동력(미국의 Scaled Composites사의 Proteus, Aero Vironment사의 Pathfinder)이나 마이크로웨이브 동력(캐나다 Communications Research Centre의 SHARP)사용 또는 지상에서 발사한 빔을 사용하여 수주간 또는 수개월간 체공이 가능한 UAV시스템이 곧 출현할 전망이다.

지구의 온난화 현상에 대한 각국의 관심이 증대되면서 환경 및 대기 오염에 대해 효과적으로 감시하기 위한 수단으로서 환경감시용 무인항공기에 대한 요구가 증가되고 있다. 현재는 군사용 고고도 유인 정찰기를 개조한 유인항공기를 환경감시용으로 이용하고 있으나, 경제성문제와 사용가능 범위의 제한 등으로 인해 무인항공기가 이에 대한 대체 수단으로 활용될 전망이다.

그 외에도 국경감시, 산불감시, 위험지역 정찰, 재난구조활동 지원 등에 활용되고 있다.