美國AN/AES—1機(jī)載激光水雷探測系統(tǒng)

胡群星

2017年10月12日，美國海軍官方網(wǎng)站正式發(fā)布了一條關(guān)于AN/AES-1機(jī)載激光水雷探測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)初始作戰(zhàn)能力的事實(shí)文件，引起了各國反水雷作戰(zhàn)專家的廣泛關(guān)注。

歷史背景

水雷自16世紀(jì)應(yīng)用于海戰(zhàn)以來，憑借其價(jià)格低廉、部署簡單、隱蔽性好、破壞力巨大、威脅時(shí)間長等諸多優(yōu)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(jù)統(tǒng)計(jì)，目前世界上50多個(gè)國家（不包括美國）的軍火庫中有300多個(gè)型號(hào)的總數(shù)超過25萬枚的水雷，有30多個(gè)國家能夠制造水雷、20多個(gè)國家出口水雷。海軍強(qiáng)國以及發(fā)展中國家都裝備了水雷，并且隨著水雷戰(zhàn)術(shù)技術(shù)性能的改進(jìn)和可供使用區(qū)域的不斷擴(kuò)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(dòng)弱勢狀態(tài)，因此各國也在不斷強(qiáng)化自身反水雷能力建設(shè)。

現(xiàn)階段而言，世界上大多數(shù)國家仍然在致力于研發(fā)新型主要搭載聲吶探測系統(tǒng)的專業(yè)化傳統(tǒng)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(yuǎn)洋掃雷艦（排水量超過1100噸），如日本現(xiàn)役的“浦賀”級(jí)水雷戰(zhàn)支援母艦。與傳統(tǒng)的主要使用聲吶探測方式不同，隨著激光技術(shù)和新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)在海洋探測領(lǐng)域的廣泛應(yīng)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(tǒng)的研制、生產(chǎn)與應(yīng)用，技術(shù)日益成熟，并將其應(yīng)用逐漸拓展到了反水雷領(lǐng)域，不斷革新的機(jī)載激光水雷探測系統(tǒng)開始在反水雷領(lǐng)域嶄露頭角。

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

自二戰(zhàn)結(jié)束以來，美國海軍對反水雷系統(tǒng)投入的不穩(wěn)定造成了其海軍反水雷作戰(zhàn)能為一直較弱的局面。其中最突出的表現(xiàn)就是：1988年，美國“羅伯茨”號(hào)護(hù)衛(wèi)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(zhàn)爭中，美國“特里波利”號(hào)兩棲攻擊艦和“普林斯頓”號(hào)導(dǎo)彈驅(qū)逐艦被嚴(yán)重炸傷。第二次事件使美國將卡曼公司尚在研發(fā)中的“魔燈”機(jī)載激光水雷探測吊艙改進(jìn)型緊急運(yùn)往波斯灣，執(zhí)行水雷探測任務(wù)?！澳簟钡跖撛谕度牒硲?zhàn)爭的前4天其探雷總數(shù)就相當(dāng)于美軍其它水聲探測系統(tǒng)前7個(gè)月所探測到水雷總和的12%。這一優(yōu)異的表現(xiàn)引起了美國海軍的極大關(guān)注。海灣戰(zhàn)爭后，美國財(cái)政部于1994年批準(zhǔn)了3320萬美元用于支持“魔燈”系統(tǒng)在未來5年的研制工作。但后來的研發(fā)成果并不是很理想，所以美國海軍并未將“魔燈”系統(tǒng)正式裝備，而是通過招標(biāo)來選取一款最合適海軍需要的機(jī)載激光水雷探測系統(tǒng)。卡曼公司、洛拉爾防務(wù)系統(tǒng)公司、洛克希德公司和諾斯羅普公司參與了競標(biāo)，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(jī)載激光水雷探測的定制裝備。

水雷可以通過飛機(jī)快速布設(shè)，對軍艦威脅較大

日本大型水雷戰(zhàn)支援母艦——“浦賀”號(hào)和“豐后”號(hào)

發(fā)展沿革

2000年4月，美國海軍采辦執(zhí)行委員會(huì)正式批準(zhǔn)了由諾斯羅普·格魯曼公司主導(dǎo)開發(fā)的新一代機(jī)載激光水雷探測系統(tǒng)

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

2005年6月，AN/AES-1項(xiàng)目完成了系統(tǒng)開發(fā)和驗(yàn)證階段的工作，并被批準(zhǔn)進(jìn)入初始小批量生產(chǎn)階段。9月7日，諾斯羅普·格魯曼公司正式獲得了制造3臺(tái)該系統(tǒng)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(dá)州墨爾本市的綜合系統(tǒng)部門的官方儀式上正式推出AN/AES-1機(jī)載激光水雷探測系統(tǒng)的首個(gè)初始小批量生產(chǎn)裝置。同月，該公司向美國海軍交付了于2006年4月初批準(zhǔn)的兩個(gè)價(jià)值3570萬美元的AN/AES-1系統(tǒng)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(chǎn)合同計(jì)劃，為美國海軍在開發(fā)測試之后再增加兩個(gè)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(chǎn)的激光水雷探測系統(tǒng)。6月8日，美國海軍在佛羅里達(dá)州的巴拿馬城的水面作戰(zhàn)中心進(jìn)行了階段性飛行試驗(yàn)。四個(gè)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(chǎn)的4500萬美元的訂單合同，其中包括4個(gè)吊艙、相關(guān)的備用零件以及該系統(tǒng)的進(jìn)一步開發(fā)和生產(chǎn)。

2012年，美國海軍完成了AN/AES-Ⅰ機(jī)載激光水雷探測系統(tǒng)與MH-60S型直升機(jī)相結(jié)合的作戰(zhàn)能力評估，并在此基礎(chǔ)上向諾斯羅普·格魯曼公司提出了關(guān)于第三階段初始小批量生產(chǎn)合同的修改，開始了該系統(tǒng)第四階段初始小批量生產(chǎn)的計(jì)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(xù)生產(chǎn)AN/AES-1機(jī)載激光雷探測系統(tǒng)的合同。其中主要包括生產(chǎn)5臺(tái)該系統(tǒng)的機(jī)載吊艙，以及相關(guān)設(shè)備、和技術(shù)支持服務(wù)。11月，該系統(tǒng)順利完成了瀕海戰(zhàn)斗艦水雷戰(zhàn)任務(wù)包的測試。

左圖：1988年美軍“羅伯茨”號(hào)護(hù)衛(wèi)艦被伊朗水雷炸開的大洞

右圖：1991年海灣戰(zhàn)爭中，美軍“特里波利”號(hào)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(chǎn)的AN/AE-1機(jī)載激光水雷探測系統(tǒng)已經(jīng)具備初始作戰(zhàn)能力。美國海軍將在2018年底之前計(jì)劃再購買45個(gè)總價(jià)值2.55億美元的該系統(tǒng)吊艙。該系統(tǒng)正式服役。

AN/AES-1機(jī)載激光水雷探測系統(tǒng)可由直升機(jī)攜帶，小巧方便。傳感器吊艙主要由9個(gè)子系統(tǒng)組成：中央電子機(jī)箱，激光發(fā)射機(jī)組，激光電力機(jī)組，吊艙加壓系統(tǒng)，環(huán)境控制系統(tǒng)，配電單元，硬件控制單元，信息接收組與吊艙殼體

技術(shù)特點(diǎn)

據(jù)美國海軍官方網(wǎng)站報(bào)道，該系統(tǒng)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(jī)上，實(shí)現(xiàn)對一定區(qū)域的海域水體寬波束脈沖激光上下掃描，從而實(shí)現(xiàn)對淺層水體中目標(biāo)的探測。該系統(tǒng)主要由直升機(jī)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(jī)可將激光掃描過的附近水面的三維圖像實(shí)時(shí)傳輸?shù)街鄙龣C(jī)的控制臺(tái)上，然后依靠先進(jìn)的全球定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)水下目標(biāo)在直升機(jī)控制臺(tái)顯示器上的準(zhǔn)確定位。該系統(tǒng)可以晝夜執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)，大大提高了水雷探測的效率。

AN/AES-1機(jī)載激光水雷探測系統(tǒng)有著傳統(tǒng)反水雷裝備所不具備的水雷探測優(yōu)勢。

第一，受海情影響因素小，有效工作時(shí)間長。水雷探測技術(shù)在很大程度上受到海洋環(huán)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(xiàn)階段的水雷探測技術(shù)主要是依靠水聲技術(shù)——聲吶，但是受到復(fù)雜多變海洋環(huán)境因素的影響，聲吶對水下目標(biāo)探測的缺陷也越發(fā)明顯。

為了使美國的反水雷系統(tǒng)具備更低的誤警率、更為卓越的海洋環(huán)境適應(yīng)性、更大的搜索識(shí)別范圍以及更快速的部署和打擊能力。美國海軍、海軍陸戰(zhàn)隊(duì)目前重點(diǎn)發(fā)展了7套建制反水雷系統(tǒng)（機(jī)載滅雷系統(tǒng)、機(jī)載快速掃雷系統(tǒng)，機(jī)載激光水雷探測系統(tǒng)、AN/AOS-20A高級(jí)機(jī)載反水雷聲吶、機(jī)載水面感應(yīng)掃雷系統(tǒng)在內(nèi)的5套機(jī)載反水雷系統(tǒng)以及遠(yuǎn)期水雷偵察系統(tǒng)和WLD-1遠(yuǎn)程獵雷系統(tǒng)）。根據(jù)美國的公開報(bào)道顯示，AN/AES-1系統(tǒng)最高可在5級(jí)海況下晝夜不間斷運(yùn)行。

第二，反應(yīng)速度快，機(jī)動(dòng)性強(qiáng)。AN/AES-1系統(tǒng)目前主要依托美國海軍的MH-60S直升機(jī)進(jìn)行探測工作。此外，該系統(tǒng)于2012年首次通過了日本海上自衛(wèi)隊(duì)的MCH-101型直升機(jī)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(tǒng)在UH-60M直升機(jī)上的整合和測試。同時(shí)，該公司表示，該系統(tǒng)可以輕松安裝在中型直升機(jī)上，并可在完成任務(wù)后立即移除。

依托瀕海戰(zhàn)斗艦和直升機(jī)強(qiáng)大的機(jī)動(dòng)能力，機(jī)載激光水雷探測系統(tǒng)的反應(yīng)速度和作戰(zhàn)區(qū)域要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)的反水雷裝備——反水雷艦艇?！皬?fù)仇者”級(jí)掃雷艦是美國海軍現(xiàn)役最多的也是最先進(jìn)的掃雷艦艇之一，但是其最大航速不過14節(jié)，相較于AN/AES-1系統(tǒng)所依托的航速高達(dá)40～60節(jié)的瀕海戰(zhàn)斗艦（可搭載MH-60S“騎士鷹”直升機(jī)）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(zhuǎn)移時(shí)需要可靠掩護(hù)以及作戰(zhàn)穩(wěn)定性低等原因，往往不能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的快速調(diào)配，這也在一定程度上制約著反水雷作戰(zhàn)的區(qū)域。而機(jī)載激光水雷探測系統(tǒng)也可以利用其它中大型直升機(jī)快速裝卸的特點(diǎn)使其具備更為廣闊的應(yīng)用空間。

第三，借助激光技術(shù)、水雷探測效率高。目前，世界上現(xiàn)役最多的水雷探測裝備仍然是聲吶，但是復(fù)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(fù)雜的海洋環(huán)境導(dǎo)致聲吶技術(shù)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(shù)之外尋求一種可以與其互為補(bǔ)充的新技術(shù)，彌補(bǔ)聲吶技術(shù)在水雷探測系統(tǒng)方面存在的天然缺陷。

機(jī)載激光水雷探測系統(tǒng)的成功研制一定程度上彌補(bǔ)了聲吶的不足。一方面，該系統(tǒng)通過光學(xué)技術(shù)未實(shí)現(xiàn)對水下目標(biāo)更為精確的探測與分類；另一方面，該系統(tǒng)也能更加快速地覆蓋需要探測的區(qū)域。相比聲吶技術(shù)，激光技術(shù)可以根據(jù)水下不同目標(biāo)的不同光學(xué)特性進(jìn)而更加快速、準(zhǔn)確地探測出目標(biāo)的類型和位置。同時(shí)，借助于激光的無盲區(qū)快速掃描能力，美國海軍可在單位時(shí)間內(nèi)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(tǒng)兼容性強(qiáng)，與全球定位系統(tǒng)和機(jī)載快速掃雷系統(tǒng)等一系列制式反水雷裝備緊密結(jié)合，對水下目標(biāo)實(shí)現(xiàn)更為精確和快速的定點(diǎn)清除。反水雷作戰(zhàn)的主要評估指標(biāo)就是水雷探測的精確度和滅雷的準(zhǔn)確率和成功率。相較于世界上其它擁有機(jī)載激光水雷探測系統(tǒng)的國家，美國海軍除了有著成熟的全球定位系統(tǒng)，更是開發(fā)了一套完整的反水雷系統(tǒng)，其中與該系統(tǒng)相配套的包括AN/AQS-20A獵雷聲吶系統(tǒng)、機(jī)載快速水雷清除系統(tǒng)、機(jī)載滅雷系統(tǒng)和制式機(jī)載水面感應(yīng)掃雷系統(tǒng)。美國海軍還計(jì)劃將這5種系統(tǒng)通過通用控制臺(tái)安裝在MH-60S直升機(jī)上，使該型直升機(jī)獲得精確、快速、完整的探雷和滅雷能力。

用途廣泛

機(jī)載激光水雷探測系統(tǒng)是在研制多年的激光海洋探測系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，但由于光學(xué)的特性和技術(shù)條件的限制，所以現(xiàn)階段的機(jī)載激光水雷探測系統(tǒng)在探測深度方面也受到一定限制。根據(jù)美國公開的資料顯示，AN/AES一1機(jī)載激光水雷探測系統(tǒng)主要是通過激光探測器和測距技術(shù)對海洋近表面的浮雷和錨雷進(jìn)行探測、識(shí)別和定位，從而保證美國船只的所謂的航行自由。

第一，彌補(bǔ)美國海軍在現(xiàn)階段水雷戰(zhàn)中存在的能力不足。為了滿足美國航母打擊群和遠(yuǎn)征打擊群自身的防護(hù)力量建設(shè)，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(zhàn)目標(biāo)區(qū)顯得尤為重要。AN/AES一1是第一個(gè)向美國海軍提供這種能力的系統(tǒng)，并且彌補(bǔ)了美國海軍現(xiàn)階段水雷戰(zhàn)中存在的缺陷。該系統(tǒng)將在近海面實(shí)現(xiàn)有效的探測，并與其它水雷戰(zhàn)系統(tǒng)互為補(bǔ)充。在執(zhí)行作戰(zhàn)護(hù)航任務(wù)時(shí)，該系統(tǒng)將通過為艦隊(duì)提供雷區(qū)界定來使艦隊(duì)避免因受到水雷攻擊而遭到損失。

美國海軍“復(fù)仇者”級(jí)掃雷艦“角斗士”號(hào)（HCH-11）。與直升機(jī)載激光水雷探測系統(tǒng)相比，掃雷艦速度很慢

激光掃雷系統(tǒng)效率高、小巧靈活，缺點(diǎn)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(yōu)越的天然屏障的同時(shí)也增加了美國近海防御方面的壓力。AN/AES-1機(jī)載激光水雷探測系統(tǒng)由于其針對海水近表面目標(biāo)探測、分類和定位的優(yōu)越特性，可以有效支持美國海岸警衛(wèi)隊(duì)的國土防御任務(wù)。該系統(tǒng)一方面可以迅速地發(fā)現(xiàn)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(biāo)，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(shí)別港口內(nèi)可能存在威脅的區(qū)域和水路。該系統(tǒng)提供的這種能力將大大提高美國海岸警衛(wèi)隊(duì)在攔截非法移民、加強(qiáng)禁毒活動(dòng)和海上執(zhí)法等方面的能力建設(shè)。

第三，為美國的非軍用船只提供海上航行安全。AN/AES-1機(jī)載激光水雷探測系統(tǒng)不僅可以為美國海軍和海軍陸戰(zhàn)隊(duì)提供有效的航行安全，也可以為美國的民用船只提供相應(yīng)的安全保障，確保美國艦隊(duì)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(jìn)程，保證了美國海軍海上快速航行的安全。

第四，可應(yīng)用于自然資源的保護(hù)。根據(jù)美國公開的相關(guān)資料表明，AN/AES-1機(jī)載激光水雷探測系統(tǒng)另一個(gè)重要能力就是能夠快速識(shí)別一個(gè)地區(qū)的海洋污染程度。例如，如果某海域發(fā)生石油泄漏，該系統(tǒng)將可以準(zhǔn)確地識(shí)別相關(guān)石油泄漏區(qū)域，并能夠?qū)π孤﹨^(qū)域的擴(kuò)散起到一定的實(shí)時(shí)監(jiān)視作用。這對于及時(shí)發(fā)現(xiàn)和治理此類污染具有重要意義。不僅如此，該系統(tǒng)也可以用于追蹤海洋生物尤其是瀕危物種，這將對保護(hù)海洋瀕危動(dòng)物起到積極的作用。

[編輯/行健]