美國AN/AES—1機載激光水雷探測系統

胡群星

2017年10月12日，美國海軍官方網站正式發布了一條關于AN/AES-1機載激光水雷探測系統實現初始作戰能力的事實文件，引起了各國反水雷作戰專家的廣泛關注。

歷史背景

水雷自16世紀應用于海戰以來，憑借其價格低廉、部署簡單、隱蔽性好、破壞力巨大、威脅時間長等諸多優勢成為世界各國有效打擊敵方水面艦艇和潛艇的有力武器。據統計，目前世界上50多個國家（不包括美國）的軍火庫中有300多個型號的總數超過25萬枚的水雷，有30多個國家能夠制造水雷、20多個國家出口水雷。海軍強國以及發展中國家都裝備了水雷，并且隨著水雷戰術技術性能的改進和可供使用區域的不斷擴大，水雷對軍艦的威脅也在逐漸上升，特別是在近海水域。與此相較，反水雷則始終處于一種不對稱的被動弱勢狀態，因此各國也在不斷強化自身反水雷能力建設。

現階段而言，世界上大多數國家仍然在致力于研發新型主要搭載聲吶探測系統的專業化傳統反水雷裝備——反水雷艦艇，其中大部分是基地掃雷艇（排水量在500噸以下），小部分是遠洋掃雷艦（排水量超過1100噸），如日本現役的“浦賀”級水雷戰支援母艦。與傳統的主要使用聲吶探測方式不同，隨著激光技術和新的科學發現在海洋探測領域的廣泛應用。美國、英國、日本、俄羅斯、瑞典等國率先開啟了新一代激光探測系統的研制、生產與應用，技術日益成熟，并將其應用逐漸拓展到了反水雷領域，不斷革新的機載激光水雷探測系統開始在反水雷領域嶄露頭角。

1960年，激光的發現與應用極大地促進了水下光學和水下成像技術的發展。1963年，激光中的藍綠光波段在海水中傳播低衰減率特性的發現使得長期困擾各國海軍在水下目標探測、成像識別等難題得以解決。自此之后，各國開始利用藍綠光波段的激光器，研制出各種水下探測、目標識別和通信等新型裝備，如瑞典和加拿大于80年代后期聯合研制的“鷹眼”機載激光探潛系統和俄羅斯的“紫石英”系統，而美國AN/AES-1機載激光水雷探測系統便是其中比較具有代表性的最先進裝備之一。

自二戰結束以來，美國海軍對反水雷系統投入的不穩定造成了其海軍反水雷作戰能為一直較弱的局面。其中最突出的表現就是：1988年，美國“羅伯茨”號護衛艦在波斯灣的霍爾木茲海峽幾乎被伊朗的水雷擊沉。1991年的海灣戰爭中，美國“特里波利”號兩棲攻擊艦和“普林斯頓”號導彈驅逐艦被嚴重炸傷。第二次事件使美國將卡曼公司尚在研發中的“魔燈”機載激光水雷探測吊艙改進型緊急運往波斯灣，執行水雷探測任務?！澳簟钡跖撛谕度牒硲馉幍那?天其探雷總數就相當于美軍其它水聲探測系統前7個月所探測到水雷總和的12%。這一優異的表現引起了美國海軍的極大關注。海灣戰爭后，美國財政部于1994年批準了3320萬美元用于支持“魔燈”系統在未來5年的研制工作。但后來的研發成果并不是很理想，所以美國海軍并未將“魔燈”系統正式裝備，而是通過招標來選取一款最合適海軍需要的機載激光水雷探測系統?？尽⒙謇瓲柗绖障到y公司、洛克希德公司和諾斯羅普公司參與了競標，最終諾斯羅普公司研制的AN/AES-1脫穎而出，成為了美國海軍未來機載激光水雷探測的定制裝備。

水雷可以通過飛機快速布設，對軍艦威脅較大

日本大型水雷戰支援母艦——“浦賀”號和“豐后”號

發展沿革

2000年4月，美國海軍采辦執行委員會正式批準了由諾斯羅普·格魯曼公司主導開發的新一代機載激光水雷探測系統

AN/AES-1機載激光水雷探測系統正式進入采購工程和制造開發階段一年后，隨著曾與“魔燈”系統相配合使用的SH-2G“超海妖”直升機的退役，美國海軍也逐步放棄了“魔燈”系統。自此，AN/AES-1系統逐漸成為美國海軍激光水雷探測領域一顆新星。

2005年6月，AN/AES-1項目完成了系統開發和驗證階段的工作，并被批準進入初始小批量生產階段。9月7日，諾斯羅普·格魯曼公司正式獲得了制造3臺該系統的1.245億美元合同。

2007年1月26日，諾斯羅普·格魯曼公司位于佛羅里達州墨爾本市的綜合系統部門的官方儀式上正式推出AN/AES-1機載激光水雷探測系統的首個初始小批量生產裝置。同月，該公司向美國海軍交付了于2006年4月初批準的兩個價值3570萬美元的AN/AES-1系統吊艙。隨后，諾斯羅普·格魯曼公司也獲得了第二階段的初始小批量生產合同計劃，為美國海軍在開發測試之后再增加兩個吊艙。

2010年1月11日，諾斯羅普·格魯曼公司提前6周向美國海軍交付了第二階段初始小批量生產的激光水雷探測系統。6月8日，美國海軍在佛羅里達州的巴拿馬城的水面作戰中心進行了階段性飛行試驗。四個月后，諾斯羅普·格魯曼公司正式接到了美國海軍第三階段初始小批量生產的4500萬美元的訂單合同，其中包括4個吊艙、相關的備用零件以及該系統的進一步開發和生產。

2012年，美國海軍完成了AN/AES-Ⅰ機載激光水雷探測系統與MH-60S型直升機相結合的作戰能力評估，并在此基礎上向諾斯羅普·格魯曼公司提出了關于第三階段初始小批量生產合同的修改，開始了該系統第四階段初始小批量生產的計劃。

2015年2月，諾斯羅普·格魯曼公司再次獲得為美國海軍繼續生產AN/AES-1機載激光雷探測系統的合同。其中主要包括生產5臺該系統的機載吊艙，以及相關設備、和技術支持服務。11月，該系統順利完成了瀕海戰斗艦水雷戰任務包的測試。

左圖：1988年美軍“羅伯茨”號護衛艦被伊朗水雷炸開的大洞

右圖：1991年海灣戰爭中，美軍“特里波利”號兩棲攻擊艦水線以下艦體被伊拉克水雷炸開的大洞

2017年10月12日，美國海軍正式宣布諾斯羅普·格魯曼生產的AN/AE-1機載激光水雷探測系統已經具備初始作戰能力。美國海軍將在2018年底之前計劃再購買45個總價值2.55億美元的該系統吊艙。該系統正式服役。

AN/AES-1機載激光水雷探測系統可由直升機攜帶，小巧方便。傳感器吊艙主要由9個子系統組成：中央電子機箱，激光發射機組，激光電力機組，吊艙加壓系統，環境控制系統，配電單元，硬件控制單元，信息接收組與吊艙殼體

技術特點

據美國海軍官方網站報道，該系統吊艙直徑約為53厘米，長約2.7米，重約365千克，安裝在MH-60S直升機上，實現對一定區域的海域水體寬波束脈沖激光上下掃描，從而實現對淺層水體中目標的探測。該系統主要由直升機上的兩名飛行員和一名空勤人員控制，吊艙中的條紋管接收機可將激光掃描過的附近水面的三維圖像實時傳輸到直升機的控制臺上，然后依靠先進的全球定位系統實現水下目標在直升機控制臺顯示器上的準確定位。該系統可以晝夜執行作戰任務，大大提高了水雷探測的效率。

AN/AES-1機載激光水雷探測系統有著傳統反水雷裝備所不具備的水雷探測優勢。

第一，受海情影響因素小，有效工作時間長。水雷探測技術在很大程度上受到海洋環境因素的影響。其中包括水深、海水特征、天氣狀況、海灘特性、潮汐與洋流、海洋生物以及海洋磁場狀況等?，F階段的水雷探測技術主要是依靠水聲技術——聲吶，但是受到復雜多變海洋環境因素的影響，聲吶對水下目標探測的缺陷也越發明顯。

為了使美國的反水雷系統具備更低的誤警率、更為卓越的海洋環境適應性、更大的搜索識別范圍以及更快速的部署和打擊能力。美國海軍、海軍陸戰隊目前重點發展了7套建制反水雷系統（機載滅雷系統、機載快速掃雷系統，機載激光水雷探測系統、AN/AOS-20A高級機載反水雷聲吶、機載水面感應掃雷系統在內的5套機載反水雷系統以及遠期水雷偵察系統和WLD-1遠程獵雷系統）。根據美國的公開報道顯示，AN/AES-1系統最高可在5級海況下晝夜不間斷運行。

第二，反應速度快，機動性強。AN/AES-1系統目前主要依托美國海軍的MH-60S直升機進行探測工作。此外，該系統于2012年首次通過了日本海上自衛隊的MCH-101型直升機的飛行資格測試。2017年初，諾斯羅普·格魯曼公司也成功地完成了該系統在UH-60M直升機上的整合和測試。同時，該公司表示，該系統可以輕松安裝在中型直升機上，并可在完成任務后立即移除。

依托瀕海戰斗艦和直升機強大的機動能力，機載激光水雷探測系統的反應速度和作戰區域要遠遠超過傳統的反水雷裝備——反水雷艦艇。“復仇者”級掃雷艦是美國海軍現役最多的也是最先進的掃雷艦艇之一，但是其最大航速不過14節，相較于AN/AES-1系統所依托的航速高達40～60節的瀕海戰斗艦（可搭載MH-60S“騎士鷹”直升機）還是有很大差距。不僅如此，反水雷艦艇由于自身的航海性能有限，自持力不高，航程小，轉移時需要可靠掩護以及作戰穩定性低等原因，往往不能實現遠距離的快速調配，這也在一定程度上制約著反水雷作戰的區域。而機載激光水雷探測系統也可以利用其它中大型直升機快速裝卸的特點使其具備更為廣闊的應用空間。

第三，借助激光技術、水雷探測效率高。目前，世界上現役最多的水雷探測裝備仍然是聲吶，但是復雜的水聲回聲（深海）、混響和反射（淺海）所形成的背景噪聲以及各種復雜的海洋環境導致聲吶技術對水雷的探測并不盡如人意。這也就迫使各國海軍在聲吶技術之外尋求一種可以與其互為補充的新技術，彌補聲吶技術在水雷探測系統方面存在的天然缺陷。

機載激光水雷探測系統的成功研制一定程度上彌補了聲吶的不足。一方面，該系統通過光學技術未實現對水下目標更為精確的探測與分類；另一方面，該系統也能更加快速地覆蓋需要探測的區域。相比聲吶技術，激光技術可以根據水下不同目標的不同光學特性進而更加快速、準確地探測出目標的類型和位置。同時，借助于激光的無盲區快速掃描能力，美國海軍可在單位時間內搜索更為廣闊的海域，大大提高美國海軍的水雷探測能力。

第四，系統兼容性強，與全球定位系統和機載快速掃雷系統等一系列制式反水雷裝備緊密結合，對水下目標實現更為精確和快速的定點清除。反水雷作戰的主要評估指標就是水雷探測的精確度和滅雷的準確率和成功率。相較于世界上其它擁有機載激光水雷探測系統的國家，美國海軍除了有著成熟的全球定位系統，更是開發了一套完整的反水雷系統，其中與該系統相配套的包括AN/AQS-20A獵雷聲吶系統、機載快速水雷清除系統、機載滅雷系統和制式機載水面感應掃雷系統。美國海軍還計劃將這5種系統通過通用控制臺安裝在MH-60S直升機上，使該型直升機獲得精確、快速、完整的探雷和滅雷能力。

用途廣泛

機載激光水雷探測系統是在研制多年的激光海洋探測系統的基礎上發展起來的，但由于光學的特性和技術條件的限制，所以現階段的機載激光水雷探測系統在探測深度方面也受到一定限制。根據美國公開的資料顯示，AN/AES一1機載激光水雷探測系統主要是通過激光探測器和測距技術對海洋近表面的浮雷和錨雷進行探測、識別和定位，從而保證美國船只的所謂的航行自由。

第一，彌補美國海軍在現階段水雷戰中存在的能力不足。為了滿足美國航母打擊群和遠征打擊群自身的防護力量建設，美國海軍需要迅速探測、分類和定位近海面水雷的能力在近海防御、封鎖海峽、控制重要的海上交通樞紐和兩棲作戰目標區顯得尤為重要。AN/AES一1是第一個向美國海軍提供這種能力的系統，并且彌補了美國海軍現階段水雷戰中存在的缺陷。該系統將在近海面實現有效的探測，并與其它水雷戰系統互為補充。在執行作戰護航任務時，該系統將通過為艦隊提供雷區界定來使艦隊避免因受到水雷攻擊而遭到損失。

美國海軍“復仇者”級掃雷艦“角斗士”號（HCH-11）。與直升機載激光水雷探測系統相比，掃雷艦速度很慢

激光掃雷系統效率高、小巧靈活，缺點是對海水作用深度有限

第二，提升近海國土防御能力。太平洋和大西洋在給美國帶去優越的天然屏障的同時也增加了美國近海防御方面的壓力。AN/AES-1機載激光水雷探測系統由于其針對海水近表面目標探測、分類和定位的優越特性，可以有效支持美國海岸警衛隊的國土防御任務。該系統一方面可以迅速地發現并定位在近海水域的快艇、拖曳式潛水器、潛水員以及其它水下目標，另一方面也可以通過激光器的掃描提供港口精確的三維測深圖，并能有效地識別港口內可能存在威脅的區域和水路。該系統提供的這種能力將大大提高美國海岸警衛隊在攔截非法移民、加強禁毒活動和海上執法等方面的能力建設。

第三，為美國的非軍用船只提供海上航行安全。AN/AES-1機載激光水雷探測系統不僅可以為美國海軍和海軍陸戰隊提供有效的航行安全，也可以為美國的民用船只提供相應的安全保障，確保美國艦隊或民用船只的安全通航。這種快速搜索的能力可以大大地加快搜索的進程，保證了美國海軍海上快速航行的安全。

第四，可應用于自然資源的保護。根據美國公開的相關資料表明，AN/AES-1機載激光水雷探測系統另一個重要能力就是能夠快速識別一個地區的海洋污染程度。例如，如果某海域發生石油泄漏，該系統將可以準確地識別相關石油泄漏區域，并能夠對泄漏區域的擴散起到一定的實時監視作用。這對于及時發現和治理此類污染具有重要意義。不僅如此，該系統也可以用于追蹤海洋生物尤其是瀕危物種，這將對保護海洋瀕危動物起到積極的作用。

[編輯/行健]