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摘要
大推力着陆发动机高温热防护技术对火星着陆任务安全至关重要。基于多级热辐射反射结构的常规发动机高温隔热屏在火星大气环境中使用时，因内部气体换热导致隔热性能显著衰减。为解决这一问题研发了一种基于气凝胶隔热材料的新型发动机热防护装置。根据火星探测工程任务服役环境防隔热需求，建立了考虑低压气氛与高温热流边界影响的瞬态传热模型，开展了新型隔热系统的外形锥度、隔热层厚度等关键结构参数的优化设计，通过三维瞬态仿真分析及与发动机联合试车地面试验验证了设计有效性。气凝胶热防护装置成功应用于天问一号火星着陆巡视器，实现了对着陆发动机1 500℃超高温的有效屏蔽。对在轨遥测数据进行反演分析，提出了基于气凝胶材料的高温隔热设计的优化改进方向。
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