当美国人慌忙宣布B-21是全球首款第六代战机、然后又忙不迭发布F-47的PPT时，中国已经给出了更凶悍的答案——全球首款采用全动翼尖+兰姆达翼的超音速隐身杀手。这种形如雨燕翅膀的机翼，锯齿后缘不仅为了隐身，更藏着颠覆空战规则的物理密钥。从苏27的跨音速陷阱，到六代机超音速巡航的绝对掌控，沈飞是如何用‘空气动力学魔法’改写未来空战的呢？

兰姆达机翼实际上是后掠翼和三角翼的结合体。它像一个后掠翼，但在翼根处又向前倾斜了一部分，机翼面积比相同后掠角的后掠翼更大，这意味着更优异的升阻比和更大的燃油储备能力；相比翼展和后掠角相同的三角翼，兰姆达翼拥有更大的展弦比，使其在低速飞行时表现更出色。更可贵的是兰姆达机翼符合边缘平行原则，从而能够降低雷达反射面积，提高飞机的整体隐身能力。

近年，除了FH-97、XQ-58A“女武神”等忠诚僚机，各国的六代机PPT也几乎都用上了兰姆达机翼。法国的FCAS项目，英国BAE的暴风战斗机，美国几款六代机方案，全都心有灵犀的使用了这种布局。实际上，兰姆达机翼是一种十分古老的翼型，其雏形可以追溯到70年前。

早在美国贝尔X-1于43000英尺高空飞出了1.06马赫突破音障后，各国航空工程师开始探索更高效的机翼布局。在早期研究中，美国NASA和苏联中央空气流体动力学研究院均对大后掠翼、三角翼、以及两者的混合体兰姆达翼进行了风洞测试。不过新型飞机的研制历经挫折，英国德哈维尔公司的三架DH108验证机在1946年和1950年间接连坠毁，美国在1950年又坠毁了一架YB-49原型机，苏联的米格17原型机也未能幸免。1953年在德国空气动力学家亚历山大·利佩什博士的领导下，美国康维尔公司才终于研制出了超音速三角翼的F-102“三角飞镖”截击机。

不过身处冷战前沿的北欧小国瑞典才是双三角翼和兰姆达翼的开创者。彼时瑞典空军要求研制出一种截击机：可以拦截前苏联的高空高速轰炸机，最大飞行速度不低于1.4马赫；同时要求截击机具有从公路滑行400米便可短距起飞的能力，有利分散隐蔽部署和快速出击。“龙”战斗机70%比例的验证机“小龙”(Lill Draken)于1952年1月21日，由萨博首席试飞员本特·奥洛的驾驶下首飞成功。总设计师艾力克·巴瑞特（Erik Bratt）赋予了“龙”战斗机双三角中单翼的基础构型，其内翼段前缘后掠80度，外翼后掠60度。巴瑞特还大胆首次采用了兰姆达翼的雏形，其内外翼后缘布置有升降副翼，同时能起到襟翼、副翼和升降舵的作用。同时，垂尾根部弦长较长，前缘急剧后掠，赋予该机完全符合其性能表现的犀利外观。

当然“龙”战斗机的后缘内凹锯齿并非隐身需求，而只是为了改善低速操控，以进一步解决大后掠三角翼低速升力不足问题。同时，内凹设计减少翼根弯矩，从而降低一点结构重量。“龙”还有一个神奇的特点，飞行员发明了一个特殊的急剧减速的机动，在很低的空速下猛拉杆使机头突然上仰直至超过90度，然后迅速恢复水平飞行。许多年以后苏-27才在航展上表演了相同的机动并把它叫做“眼镜蛇”。

“龙”战斗机的双三角翼+兰姆达翼雏形的组合，证明气动创新可以弥补技术储备的不足。这种设计既满足了瑞典“全民防御”的特殊需求，又意外成为隐身战机与多涡系控制的先驱。20多年后，通用动力公司用于竞标双重任务战斗机的F-16XL就复制了这一翼型，以进一步改善F-16的亚音速升阻比、横侧航向稳定性和巡航效益。正如萨博总设计师埃里克·布拉特所说：“我们不需要追随美苏的巨人脚步，只需让空气动力学本身告诉我们答案。”

在朝鲜战争期间，美国空军发现F-84“雷电喷气”战斗机在护航沿鸭绿江一侧轰炸的B-29轰炸机时，无法保护轰炸机免于遭受速度更快的米格-15的拦截。性能更好的F-86“佩刀”则缺乏航程和续航力来进行有效的护航。美国空军遂希望发展一种为轰炸机护航的大航程护航机和战斗轰炸机，并称之为“渗透战斗机（Penetration Fighter）。

麦克唐纳在XF-88的基础上给飞机加上了兰姆达翼，F-101“巫毒”应运而生。其通过增加内翼段的弦长使后缘前掠增加了翼面积，从XF-88原型机的32.52平方米增加到34.19平方米。还减小了机翼厚度，后缘内侧下方是大尺寸富勒襟翼，平尾则移至垂尾顶部。1954年9月29日麦克唐纳试飞员罗伯特·C·利特驾驶该机进行了首飞，其是第一种平飞速度超过1600千米/小时的量产战斗机，作战半径1100公里，转场航程超过3000公里。F-101最终变成了一种大航程的多用途飞机，既安装了对空用的APS-54雷达和MA-7火控系统，也安装了投掷核弹用的低空轰炸系统（LABS），侦察型则装备了分辐照相机和条辐式照相机。台湾国民党空军曾频繁派遣RF-101侦察机飞入中国大陆空域，进行照相侦查活动。1965年3月18日，解放军空军航空兵第18师54大队副大队长高长吉驾驶歼-6起飞拦截RF-101，从接敌开始到击落敌机，都是在超音速条件下进行的，高长吉在3分40秒的过程中连续做了16个高难度的机动动作，从11000米高空追到2000米，从600米距离打到480米，将RF-101打得凌空爆炸。世界空战史上超音速条件下击落敌机的纪录就此诞生。

除F-101之外，采用兰姆达翼的战斗机就凤毛麟角了，反而是在民航客机上使用相当多。很显然，兰姆达翼拥有更大的展弦比，亚音速飞行时有更优异的升阻比，民航客机显然更关注由此带来的燃油经济性。而兰姆达翼用在“勇猛精进”的战斗机上则存在致命缺点。这种机翼人为的做出来了一个折弯点。当机翼前缘受到阻力向后弯曲的时候，兰姆达翼的折弯区域就是一个典型的应力集中区域，而且由于机翼的内缘是向前的，这就大大的加剧了应力的积累。F-101在该区域需额外加强结构导致增重20%，机动过载也被限制在5g，在西北工业大学的航空博物馆里还有RF-101的残骸，展现的正是兰姆达翼的这种结构。所以自F-101之后兰姆达翼好处再多美国军方都没敢用，就是怕机翼承受不住高速飞行高G机动时候给机翼带来的巨大应力。F-101还有一个问题是自动上仰，该问题在经过许多努力后并未彻底解决。F-101在没有大幅度机动的情况下会突然自行进入无预警上仰状态，甚至有时在巡航中也会发作。特别是挂载副油箱全襟翼起飞时的迎角非常接近失速迎角，雪上加霜的是此时流经机翼上表面的气流对平尾下洗作用，进一步加大抬头力矩。1956年1月10日，在朝鲜战争有着10架战绩的飞行员罗尼·R·摩尔少校因F-101A机头上仰失速坠毁而丧命。综合这两大原因，F-101大部分时间都没有被视为一架合格的战斗机被部署在制空权争夺的任务中，反而是因为其较大的航程被迅速的发展成了RF-101侦察机。

传统战斗机使用兰姆达翼收益不大，费力不讨好。然而对速度和机动性要求不高的隐形轰炸机和无人机，兰姆达翼则大放异彩。比如，F117为保证良好的隐身性能而牺牲气动效率，取消了平尾，俯仰操纵由机翼外侧后缘操纵面完成。同时为弥补大后掠机翼低速下升力低的缺点，F-117的总设计师本·里奇采用了兰姆达翼，即在大约40%半翼展以内，机翼后缘改为前掠约50°，增大机翼面积，同时便于内翼后缘作为发动机喷口。内翼后缘增大机翼根弦的长度，在侧向对机身起一定遮蔽作用，而且机翼后部的锯齿边缘还能将雷达波散射至非威胁方向

B-2的主任设计师欧文·西奥多·瓦兰德也采用了兰姆达构型的飞翼。不过在美国战略空军司令部提出B-2的低空突防的需求后，诺斯罗普设计团队发现在低空强阵风环境中飞控系统将难以胜任，其面对的气动压力达到了超音速战斗机的水平。外翼段的气动载荷无法有效地传递给内翼段，在发动机进气道附近会产生多处结构疲劳点。更糟糕的是高攻角状态时飞机很容易失控，因为没有足够的气流让副翼产生舵效。要解决这些问题必须更改整个后部设计。

B-2的飞控团队和气动结构团队合作，将兰姆达后缘的单W型改为锯齿状的双W型，让气动控制面尽量远离气动中心，增大控制力矩，同时内翼段新增了两块控制面。团队还设计了一个开创性的“海狸尾”，即阵风载荷缓解系统，机身末端安装了一块五边形扁平可动尾锥，对阵风扰动做出自动补偿，向上下偏转产生反作用力抵消气流的颠簸，可以降低阵风气动载荷的40%。B-21取消低空突防需求后，其飞翼又恢复了经典的兰姆达构型。而飞翼无人机，比如X-47B，RQ-180和中国彩虹7无人机等，采用了双后掠翼，其机翼后缘也还是兰姆达构型，能够在气动上兼顾高、低速的飞行效率，提高纵向静稳定性，

随着1993年美国联合先进攻击技术（JAST）计划启动，麦道、诺斯洛普和英国BAE推出了兰姆达翼+全动V尾的方案，继承了“先进技术战斗机”ATF 竞争中落选的YF-23的诸多设计。其中机翼和尾翼之间的“边条”既强化翼身融合体，又在大迎角时起到升力体的作用，是神来之笔。但这个方案的兰姆达翼和全动V尾的技术风险不可控，而且其垂直起降动力方案也不佳，所以第一轮就被干掉了，都没走下过图纸。而后波音并购麦道后推出X-32，诺斯洛普和BAE则投奔洛克希德协助研制X-35，最终X-35赢得JSF联合打击战斗机计划的竞标。30多年后，英国BAE念念不忘兰姆达翼，英国所谓六代机暴风战斗机延续了JAST项目的气动布局。

近年来古老的兰姆达翼一跃成为先进战斗机的潮流，沈飞六代机成为继70年前F-101"巫毒”后，首款完成首飞、采用兰姆达翼的第六代战斗机，这背后一定是中国航空工业史诗级的风洞、飞控、材料和结构工艺的革命。

中国已经建成了覆盖全马赫数范围的世界级风洞集群，其中2020年启用的座落于沈阳空气动力研究所的FL-62风洞是中国首座、全球第三座连续式跨音速风洞，另两座为美国AEDC 16T和欧洲ETW风洞。实现了中国大尺寸跨声速风洞从暂冲式向连续式的跨越。FL-62风洞的流场品质、试验数据质量、试验效率均为国际先进指标，8万千瓦主驱动压缩机、先进的流场控制等多项技术填补了国内空白，是新时代航空工业诞生的“国之重器”，也是中国下一代战机气动试验的关键试验设施。其可容纳1:5缩比全机模型，而大尺寸模型可以对飞机外形进行更精确模拟，特别是对局部区域复杂流动机理的复现。流场品质方面，湍流度<0.05%，动压波动<0.3%，达到国际顶级标准。更强悍的是：其是全球唯一支持气动、隐身、热力学同步测试的跨音速风洞，具备多物理场测试能力。其中动态压力测量由采样率1MHz的2000+个高频压力传感器构成，可捕捉激波振荡与分离流瞬态特性。光学粒子图像测速和纳米示踪技术可以解析涡流结构，空间分辨率达0.1mm。红外热成像可以实时监测机翼气动加热分布，精度±1℃。六自由度机构可模拟复杂机动，每秒可实时输出2TB原始数据，数据量足以支撑AI飞控训练，远超欧美风洞的离线分析模式，同时通过数字孪生技术，实现CFD和风洞数据的实时交互验证。

我们知道，在0.8~1.2马赫跨音速区间，各种大后掠机翼飞机普遍存在跨音速陷阱。超音速的压力中心比亚音速的压力中心更靠后，因此当飞机从超音速机动减速到亚音速时，压力中心会向前移动，从而产生上仰力矩。此外，超音速飞行时的正激波的逆压梯度导致边界层动能不足，边界层内的流动就变得更为复杂，可能会出现层流、转捩、湍流、分离、再附着等复杂流动问题，这种强干扰将会造成翼型绕流突然分离，升力下降，阻力发散导致阻力突增，升阻比下降30%以上，形成激波诱导失速。另外在跨音速段的某些迎角下，气流分离还会发生在外侧机翼，特别是翼尖上，并破坏升力特性，升力损失会造成飞机俯仰载荷突变。同时跨音速时，各气动操纵面效率也大为降低，舵效衰减，比如米格-21“锁舵”的问题，激波失速导致舵面失效，飞行员无法改出。多架米格-21在跨音速机动时失控坠毁，印度空军一度停飞该机型。甚至传统气动控制面在分离流中可能产生反向力矩，产生操纵反效，这可远比锁舵严重。

比如凯利·约翰逊给F-104设计了展弦比极小的超薄菱形翼，相对厚度仅3.36%，机翼前缘半径更是小到令人瞠目的地步：只有0.41毫米，载人导弹般的F-104超音速性能和爬升率优异，但跨音速激波失速风险极高。即便采用吹气襟翼主动弥补上翼面气流的方式来延迟气流分离，激波失速后气动特性仍然急剧恶化，加上操纵反效，几乎无法从失速中恢复。超过700架F-104坠毁，总体失事率超过30%，绝对是“飞行棺材”。因为机动能力极差，其实战记录也好不到哪里去。1965年9月20日美军一架F-104C入侵海南岛，高翔驾驶落后的歼6在距敌机290米处开炮射击，直到距离39米才脱离，F-104C被击落，飞行员菲利普·史密斯跳伞后被生擒，这是世界上第一架在空战中被击落的F-104。更倒霉的是，当天还有另外2架F-104C在搜索菲利普·史密斯的过程中，不小心空中相撞坠毁。1965年第二次印巴战争期间，巴基斯坦能够依靠F-104的高速压制印度战机，击落印度空军30多架战机，牢牢占据制空权。但在1971年开始的第三次印巴战争中，米格21与F-104爆发了首次2倍音速战斗机之间的较量，印度的米格21击落4架F-104，也算给印度空军找回一些脸面。巴基斯坦随后引进了法国的幻影3战斗机，到了80年代巴基斯坦更是选择仿制于米格-21Ф-13型的中国歼-7P和歼-7PG。相比较下，虽然F-104装备了AIM-7麻雀中距空空导弹，拥有超视距攻击能力，但在实战中，米格21的高亚音速和跨音速机动性远比F-104强悍，从而创造了一边倒的战绩。

即便是以机动性著称的苏27，在高度低于500m、速度从750km/h到1200km/h这个范围内是没有办法飞出高过载的，稳盘包线中跨音速的过载极限仅为5.5g。而F/A-18E/F在操作手册中强调：在跨音速飞行条件下进行高过载机动时，过载限制器将飞机的过载降低1.7g，以防止飞机过载。

即便是五代机，F-22通过42°大后掠角机翼+机头棱边延迟激波形成，将阻力发散马赫数推迟至约0.9，跨音速阻力峰值降低30%，但是在跨音速区，其持续过载也不过5g，飞控还会自动限制最大迎角至20°，避免触发激波失速，还不得不依赖推力矢量提供舵效降低后的直接力控制。培训中还要求飞行员利用F119-PW-100发动机的高推力快速通过跨音速阻力峰，减少在陷阱区滞留时间。F-22通过气动修形+飞控+矢量推力的组合拳，实现了跨音速陷阱的“可控规避”，但显然仍受限于当时的技术条件，做不到全速域自由机动。而在空战中，超音速状态下进行机动十分容易掉入超音速陷阱，极大限制了五代机的超音速实战能力。

沈飞六代机通过可变几何边条和兰姆达翼，能够达到优秀的亚音速航程和机动能力的平衡。同时为了优化跨音速飞行品质，还需要采取一系列措施。首先可变几何边条在跨音速区间减小边条面积以改变激波位置、降低激波阻力，配合大后掠的兰姆达翼可延迟激波形成，推测可将阻力发散马赫数推迟至约0.92。而要彻底解决激波对边界层的干扰和激波失速的问题，兰姆达翼则提供一种独一无二的流动控制手段。

早在2019年，NASA风洞测试了后缘锯齿深度为8%弦长的兰姆达翼，在马赫数0.95时，兰姆达翼的气流分离区面积减小37%，升阻比提升14%，激波位置向后移动12%弦长。2022年中国FL-62风洞对某兰姆达翼原型测试表明，跨音速区间的失速迎角推迟了3°。

当气流经过兰姆达翼的内凹锯齿的尖角时，因曲率突变产生剪切层不稳定，形成一系列小尺度涡流，这些涡流的旋转方向与主气流一致，增加了机翼环量（Circulation），类似“微型襟翼”，提升升力系数，推测升阻比可提升8%。当然，更重要的是这个位置的涡流正好能将高能气流从主流区泵送至边界层，补充分离区气流动能。相当于“搅拌”分离区，抵消了部分激波对分离区的干扰，延缓气流脱离翼面。同时，内凹锯齿产生的涡流会局部加速翼面气流，使激波位置向后缘移动，可使激波位置后移10%~15%弦长，相当于减弱了激波强度。显然内凹锯齿的几何形状能重新分布翼面压力，降低激波后的逆压梯度峰值。在锯齿位置再嵌入质量流量<0.1%的微型射流喷嘴，还可进一步主动控制涡流强度和位置，最大程度优化气动效率。

通过FL-62风洞的粒子图像测速和纳米示踪技术，再结合多物理场耦合仿真，气动、隐身和热力学同步测试，可以优化出锯齿深度/弦长比5%-8%的黄金区间，可以实现锯齿后缘涡流对激波位置的动态精确调控，使跨音速阻力发散马赫数推迟0.15，由0.92马赫推迟至1.07马赫，还可将激波失速迎角推迟4°。另外再精确控制兰姆达翼后缘各个气动舵面、全动翼尖和推力矢量喷口协调工作，使得飞机在跨音速飞行气动中心前移时，产生一个与之时刻保持准确平衡的力矩，辅以对兰姆达机翼的结构加强措施，沈飞六代机将彻底根除跨音速陷阱。

进入超音速巡航阶段，边条进一步收缩以减少激波阻力，翼尖可独立偏转±25°，在1.8马赫以上的超音速区提供额外滚转力矩，推测滚转率比F-22高40%。AI算法根据激波传感器数据，实时调整兰姆达翼面压力分布、矢量喷口偏转，以补偿超音速舵效衰减，从而保持90%控制效率。我们知道，F-22在超音速巡航阶段的持续过载仅为4g，而沈飞六代机推测可能维持6g持续过载。

跨音速和超音速的高g持续机动对机翼的结构提出了极大的挑战。沈飞六代机气动优化得到的最优解机翼几何外形数据，比如展弦比、后掠角、内外段梢根比、内外段展长占比等，与气动载荷数据一起，将用于指导兰姆达翼的结构优化。其设计变量包括梁肋个数、占位、蒙皮、梁肋腹板厚度、梁肋缘条截面积等。兰姆达机翼结构由内段和外段两部分组成，采用多梁式布局型式传力最为直接，同时该结构型式因有多闭室而提高了结构的抗扭刚度。然后对主、次承力梁进行更加细致的设计变量区域划分。其中机翼中部内外段两根主承力梁显然应力较大，需要重点考虑。

转折区与主承力梁推测采用Ti-6Al-4V梯度钛合金复合材料，屈服强度达1100MPa，钛合金占比从30%渐变至70%。通过激光选区熔化一体打印，消除传统铆接/螺栓连接的应力集中点，疲劳寿命提升至10000小时。然后在900℃/100MPa氩气环境中处理4小时，将增材制造的成型件的残余应力从800MPa降至50MPa以下。同时通过拓扑优化构型，可在保证刚度前提下比常规加强框减重25%。

对于蒙皮，采用T1100碳纤维/聚醚醚酮热塑性复合材料，在机翼转折区采用非对称铺层，抑制颤振并降低机动载荷15%。当然对于全动翼尖还必须采用主动颤振抑制以抵消气动弹性振动。沈飞六代机的兰姆达翼通过梯度材料-增材制造-智能监测的技术三角，将昔日F-101的“结构软肋”转化为高机动赋能节点。这种突破不仅使兰姆达翼重返战斗机设计舞台，更标志着中国在航空结构领域实现从“跟随”到“引领”的跃迁。

从萨博龙战斗机的偶然探索，到B-2的隐身革命，再到六代机的综合优化，兰姆达翼再次印证了航空设计的螺旋上升规律：旧技术在新需求下焕发新生。沈飞六代机通过兰姆达翼的主被动流动控制，将跨音速陷阱转化为战术机动窗口。AI飞控整合兰姆达翼后缘气动舵面、全动翼尖、矢量推力和可变几何边条，实现超音速全域的操纵效能最大化。全向隐身、超音速巡航、全速域超机动在六代机上首次实现无妥协统一。当暴风雨燕毫发无损地撕裂音障时，空战的物理规则已被重新改写。