周世圆， 赵明华， 胡晓丹， 于全朋， 徐春广

(北京理工大学 机械与车辆学院，北京 100081)

飞机在飞行过程中，当温度较低时，飞机表面与云层发生碰撞，使得过冷水迅速发生相变，导致在飞机的许多部件上结冰[1]。飞机结冰会造成飞机质量增加，飞行阻力增大，影响飞机的气动性能、操作稳定性和起降特性，严重降低飞机飞行的安全性，甚至导致飞行事故的发生[2]。因此，及时检测和清除飞机表面上的结冰对于飞行安全非常重要。结冰检测是除冰系统工作的基础，可靠的结冰检测对于后续的除冰是至关重要的。

针对飞机结冰检测，研究人员提出了许多方法。Jarvinen[3]研究了通过测量阻抗、热导率和温度变化来检测飞机上是否存在结冰并确定其厚度的方法。Zhuge等[4]提出了基于近红外图像处理技术的飞机机翼结冰检测方法。Zou等[5]研究了使用倾斜端面光纤技术检测结冰类型的方法。Ikiades等[6]研究了通过测量散射和反射光强度确定机翼结冰厚度和类型的方法。Liu等[7]应用超声脉冲回波法测量频率相关衰减系数，进而对结冰类型进行表征。Schlegl等[8]基于空气、水和冰之间的电特性差异对飞机表面结冰进行检测。然而，这些方法只能在一个点或一个小区域内探测结冰。对于飞机表面结冰，这些方法需要大量的分布式传感器，实际上未在飞机结冰检测中得到很好的应用。

近年来，超声导波方法因其具有高灵敏度和大面积检测能力而受到了许多研究人员的关注和研究。……