美国AN/AES—1机载激光水雷探测系统

胡群星

2017年10月12日，美国海军官方网站正式发布了一条关于AN/AES-1机载激光水雷探测系统实现初始作战能力的事实文件，引起了各国反水雷作战专家的广泛关注。

历史背景

水雷自16世纪应用于海战以来，凭借其价格低廉、部署简单、隐蔽性好、破坏力巨大、威胁时间长等诸多优势成为世界各国有效打击敌方水面舰艇和潜艇的有力武器。据统计，目前世界上50多个国家（不包括美国）的军火库中有300多个型号的总数超过25万枚的水雷，有30多个国家能够制造水雷、20多个国家出口水雷。海军强国以及发展中国家都装备了水雷，并且随着水雷战术技术性能的改进和可供使用区域的不断扩大，水雷对军舰的威胁也在逐渐上升，特别是在近海水域。与此相较，反水雷则始终处于一种不对称的被动弱势状态，因此各国也在不断强化自身反水雷能力建设。

现阶段而言，世界上大多数国家仍然在致力于研发新型主要搭载声呐探测系统的专业化传统反水雷装备——反水雷舰艇，其中大部分是基地扫雷艇（排水量在500吨以下），小部分是远洋扫雷舰（排水量超过1100吨），如日本现役的“浦贺”级水雷战支援母舰。与传统的主要使用声呐探测方式不同，随着激光技术和新的科学发现在海洋探测领域的广泛应用。美国、英国、日本、俄罗斯、瑞典等国率先开启了新一代激光探测系统的研制、生产与应用，技术日益成熟，并将其应用逐渐拓展到了反水雷领域，不断革新的机载激光水雷探测系统开始在反水雷领域崭露头角。

1960年，激光的发现与应用极大地促进了水下光学和水下成像技术的发展。1963年，激光中的蓝绿光波段在海水中传播低衰减率特性的发现使得长期困扰各国海军在水下目标探测、成像识别等难题得以解决。自此之后，各国开始利用蓝绿光波段的激光器，研制出各种水下探测、目标识别和通信等新型装备，如瑞典和加拿大于80年代后期联合研制的“鹰眼”机载激光探潜系统和俄罗斯的“紫石英”系统，而美国AN/AES-1机载激光水雷探测系统便是其中比较具有代表性的最先进装备之一。

自二战结束以来，美国海军对反水雷系统投入的不稳定造成了其海军反水雷作战能为一直较弱的局面。其中最突出的表现就是：1988年，美国“罗伯茨”号护卫舰在波斯湾的霍尔木兹海峡几乎被伊朗的水雷击沉。1991年的海湾战争中，美国“特里波利”号两栖攻击舰和“普林斯顿”号导弹驱逐舰被严重炸伤。第二次事件使美国将卡曼公司尚在研发中的“魔灯”机载激光水雷探测吊舱改进型紧急运往波斯湾，执行水雷探测任务。“魔灯”吊舱在投入海湾战争的前4天其探雷总数就相当于美军其它水声探测系统前7个月所探测到水雷总和的12%。这一优异的表现引起了美国海军的极大关注。海湾战争后，美国财政部于1994年批准了3320万美元用于支持“魔灯”系統在未来5年的研制工作。但后来的研发成果并不是很理想，所以美国海军并未将“魔灯”系统正式装备，而是通过招标来选取一款最合适海军需要的机载激光水雷探测系统。卡曼公司、洛拉尔防务系统公司、洛克希德公司和诺斯罗普公司参与了竞标，最终诺斯罗普公司研制的AN/AES-1脱颖而出，成为了美国海军未来机载激光水雷探测的定制装备。

水雷可以通过飞机快速布设，对军舰威胁较大

日本大型水雷战支援母舰——“浦贺”号和“丰后”号

发展沿革

2000年4月，美国海军采办执行委员会正式批准了由诺斯罗普·格鲁曼公司主导开发的新一代机载激光水雷探测系统

AN/AES-1机载激光水雷探测系统正式进入采购工程和制造开发阶段一年后，随着曾与“魔灯”系统相配合使用的SH-2G“超海妖”直升机的退役，美国海军也逐步放弃了“魔灯”系统。自此，AN/AES-1系统逐渐成为美国海军激光水雷探测领域一颗新星。

2005年6月，AN/AES-1项目完成了系统开发和验证阶段的工作，并被批准进入初始小批量生产阶段。9月7日，诺斯罗普·格鲁曼公司正式获得了制造3台该系统的1.245亿美元合同。

2007年1月26日，诺斯罗普·格鲁曼公司位于佛罗里达州墨尔本市的综合系统部门的官方仪式上正式推出AN/AES-1机载激光水雷探测系统的首个初始小批量生产装置。同月，该公司向美国海军交付了于2006年4月初批准的两个价值3570万美元的AN/AES-1系统吊舱。随后，诺斯罗普·格鲁曼公司也获得了第二阶段的初始小批量生产合同计划，为美国海军在开发测试之后再增加两个吊舱。

2010年1月11日，诺斯罗普·格鲁曼公司提前6周向美国海军交付了第二阶段初始小批量生产的激光水雷探测系统。6月8日，美国海军在佛罗里达州的巴拿马城的水面作战中心进行了阶段性飞行试验。四个月后，诺斯罗普·格鲁曼公司正式接到了美国海军第三阶段初始小批量生产的4500万美元的订单合同，其中包括4个吊舱、相关的备用零件以及该系统的进一步开发和生产。

2012年，美国海军完成了AN/AES-Ⅰ机载激光水雷探测系统与MH-60S型直升机相结合的作战能力评估，并在此基础上向诺斯罗普·格鲁曼公司提出了关于第三阶段初始小批量生产合同的修改，开始了该系统第四阶段初始小批量生产的计划。

2015年2月，诺斯罗普·格鲁曼公司再次获得为美国海军继续生产AN/AES-1机载激光雷探测系统的合同。其中主要包括生产5台该系统的机载吊舱，以及相关设备、和技术支持服务。11月，该系统顺利完成了濒海战斗舰水雷战任务包的测试。

左图：1988年美军“罗伯茨”号护卫舰被伊朗水雷炸开的大洞

右图：1991年海湾战争中，美军“特里波利”号两栖攻击舰水线以下舰体被伊拉克水雷炸开的大洞

2017年10月12日，美国海军正式宣布诺斯罗普·格鲁曼生产的AN/AE-1机载激光水雷探测系统已经具备初始作战能力。美国海军将在2018年底之前计划再购买45个总价值2.55亿美元的该系统吊舱。该系统正式服役。

AN/AES-1机载激光水雷探测系统可由直升机携带，小巧方便。传感器吊舱主要由9个子系统组成：中央电子机箱，激光发射机组，激光电力机组，吊舱加压系统，环境控制系统，配电单元，硬件控制单元，信息接收组与吊舱壳体

技术特点

据美国海军官方网站报道，该系统吊舱直径约为53厘米，长约2.7米，重约365千克，安装在MH-60S直升机上，实现对一定区域的海域水体宽波束脉冲激光上下扫描，从而实现对浅层水体中目标的探测。该系统主要由直升机上的两名飞行员和一名空勤人员控制，吊舱中的条纹管接收机可将激光扫描过的附近水面的三维图像实时传输到直升机的控制台上，然后依靠先进的全球定位系统实现水下目标在直升机控制台显示器上的准确定位。该系统可以昼夜执行作战任务，大大提高了水雷探测的效率。

AN/AES-1机载激光水雷探测系统有着传统反水雷装备所不具备的水雷探测优势。

第一，受海情影响因素小，有效工作时间长。水雷探测技术在很大程度上受到海洋环境因素的影响。其中包括水深、海水特征、天气状况、海滩特性、潮汐与洋流、海洋生物以及海洋磁场状况等。现阶段的水雷探测技术主要是依靠水声技术——声呐，但是受到复杂多变海洋环境因素的影响，声呐对水下目标探测的缺陷也越发明显。

为了使美国的反水雷系统具备更低的误警率、更为卓越的海洋环境适应性、更大的搜索识别范围以及更快速的部署和打击能力。美国海军、海军陆战队目前重点发展了7套建制反水雷系统（机载灭雷系统、机载快速扫雷系统，机载激光水雷探测系统、AN/AOS-20A高级机载反水雷声呐、机载水面感应扫雷系统在内的5套机载反水雷系统以及远期水雷侦察系统和WLD-1远程猎雷系统）。根据美国的公开报道显示，AN/AES-1系统最高可在5级海况下昼夜不间断运行。

第二，反应速度快，机动性强。AN/AES-1系统目前主要依托美国海军的MH-60S直升机进行探测工作。此外，该系统于2012年首次通过了日本海上自卫队的MCH-101型直升机的飞行资格测试。2017年初，诺斯罗普·格鲁曼公司也成功地完成了该系统在UH-60M直升机上的整合和测试。同时，该公司表示，该系统可以轻松安装在中型直升机上，并可在完成任务后立即移除。

依托濒海战斗舰和直升机强大的机动能力，机载激光水雷探测系统的反应速度和作战区域要远远超过传统的反水雷装备——反水雷舰艇。“复仇者”级扫雷舰是美国海军现役最多的也是最先进的扫雷舰艇之一，但是其最大航速不过14节，相较于AN/AES-1系统所依托的航速高达40～60节的濒海战斗舰（可搭载MH-60S“骑士鹰”直升机）还是有很大差距。不仅如此，反水雷舰艇由于自身的航海性能有限，自持力不高，航程小，转移时需要可靠掩护以及作战稳定性低等原因，往往不能实现远距离的快速调配，这也在一定程度上制约着反水雷作战的区域。而机载激光水雷探测系统也可以利用其它中大型直升机快速装卸的特点使其具备更为广阔的应用空间。

第三，借助激光技术、水雷探测效率高。目前，世界上现役最多的水雷探测装备仍然是声呐，但是复杂的水声回声（深海）、混响和反射（浅海）所形成的背景噪声以及各种复杂的海洋环境导致声呐技术对水雷的探测并不尽如人意。这也就迫使各国海军在声呐技术之外寻求一种可以与其互为补充的新技术，弥补声呐技术在水雷探测系统方面存在的天然缺陷。

机载激光水雷探测系统的成功研制一定程度上弥补了声呐的不足。一方面，该系统通过光学技术未实现对水下目标更为精确的探测与分类；另一方面，该系统也能更加快速地覆盖需要探测的区域。相比声呐技术，激光技术可以根据水下不同目标的不同光学特性进而更加快速、準确地探测出目标的类型和位置。同时，借助于激光的无盲区快速扫描能力，美国海军可在单位时间内搜索更为广阔的海域，大大提高美国海军的水雷探测能力。

第四，系统兼容性强，与全球定位系统和机载快速扫雷系统等一系列制式反水雷装备紧密结合，对水下目标实现更为精确和快速的定点清除。反水雷作战的主要评估指标就是水雷探测的精确度和灭雷的准确率和成功率。相较于世界上其它拥有机载激光水雷探测系统的国家，美国海军除了有着成熟的全球定位系统，更是开发了一套完整的反水雷系统，其中与该系统相配套的包括AN/AQS-20A猎雷声呐系统、机载快速水雷清除系统、机载灭雷系统和制式机载水面感应扫雷系统。美国海军还计划将这5种系统通过通用控制台安装在MH-60S直升机上，使该型直升机获得精确、快速、完整的探雷和灭雷能力。

用途广泛

机载激光水雷探测系统是在研制多年的激光海洋探测系统的基础上发展起来的，但由于光学的特性和技术条件的限制，所以现阶段的机载激光水雷探测系统在探测深度方面也受到一定限制。根据美国公开的资料显示，AN/AES一1机载激光水雷探测系统主要是通过激光探测器和测距技术对海洋近表面的浮雷和锚雷进行探测、识别和定位，从而保证美国船只的所谓的航行自由。

第一，弥补美国海军在现阶段水雷战中存在的能力不足。为了满足美国航母打击群和远征打击群自身的防护力量建设，美国海军需要迅速探测、分类和定位近海面水雷的能力在近海防御、封锁海峡、控制重要的海上交通枢纽和两栖作战目标区显得尤为重要。AN/AES一1是第一个向美国海军提供这种能力的系统，并且弥补了美国海军现阶段水雷战中存在的缺陷。该系统将在近海面实现有效的探测，并与其它水雷战系统互为补充。在执行作战护航任务时，该系统将通过为舰队提供雷区界定来使舰队避免因受到水雷攻击而遭到损失。

美国海军“复仇者”级扫雷舰“角斗士”号（HCH-11）。与直升机载激光水雷探测系统相比，扫雷舰速度很慢

激光扫雷系统效率高、小巧灵活，缺点是对海水作用深度有限

第二，提升近海国土防御能力。太平洋和大西洋在给美国带去优越的天然屏障的同时也增加了美国近海防御方面的压力。AN/AES-1机载激光水雷探测系统由于其针对海水近表面目标探测、分类和定位的优越特性，可以有效支持美国海岸警卫队的国土防御任务。该系统一方面可以迅速地发现并定位在近海水域的快艇、拖曳式潜水器、潜水员以及其它水下目标，另一方面也可以通过激光器的扫描提供港口精确的三维测深图，并能有效地识别港口内可能存在威胁的区域和水路。该系统提供的这种能力将大大提高美国海岸警衛队在拦截非法移民、加强禁毒活动和海上执法等方面的能力建设。

第三，为美国的非军用船只提供海上航行安全。AN/AES-1机载激光水雷探测系统不仅可以为美国海军和海军陆战队提供有效的航行安全，也可以为美国的民用船只提供相应的安全保障，确保美国舰队或民用船只的安全通航。这种快速搜索的能力可以大大地加快搜索的进程，保证了美国海军海上快速航行的安全。

第四，可应用于自然资源的保护。根据美国公开的相关资料表明，AN/AES-1机载激光水雷探测系统另一个重要能力就是能够快速识别一个地区的海洋污染程度。例如，如果某海域发生石油泄漏，该系统将可以准确地识别相关石油泄漏区域，并能够对泄漏区域的扩散起到一定的实时监视作用。这对于及时发现和治理此类污染具有重要意义。不仅如此，该系统也可以用于追踪海洋生物尤其是濒危物种，这将对保护海洋濒危动物起到积极的作用。

[编辑/行健]