题目：金星探测着陆器载荷舱热控系统初步设计研究

金星是距离地球最近的类地行星，金星的探测有助于我们对地球的过去和未来有更多的了解，研究价值重大。但是，不同于其它深空探测，金星的高温环境为其着陆器的设计带来了巨大的挑战。尤其是着陆器的电子设备载荷舱，其热控系统的设计成为整个金星探测任务中的一项关键技术。由于我国对金星探测的研究起步晚、无经验，对金星着陆器载荷舱热控系统的研究将意义深远。为此，本文以国外成功发射的金星探测器为借鉴，通过简化和等效载荷舱模型，从主动和被动两个方向对其热控系统进行了初步设计和研究。 首先，我们确立了主动和被动热控两个研究方向；其次，通过调研金星的特殊环境，利用现有的热控理论，对金星着陆器载荷舱进行了热分析，并对可能适用的各种热控手段进行了介绍；然后，根据拟定的总体任务要求，明确载荷舱热控系统的设计指标，依靠斯特林制冷和放射性同位素热源等关键技术对载荷舱的主动热控系统进行设计，并做了热平衡分析；接着，通过应用相变材料、高导热材料和高绝热材料等热控手段，依靠商业软件Fluent的数值仿真辅助设计，对影响载荷舱热控设计的相变材料、支架安装方式、支架尺寸、气体介质和导热填料等因素进行了计算分析，初步完成了载荷舱被动热控系统的优化设计；最后，联合主动和被动热控对载荷舱的热控系统进行了综合设计，并对其进行了Fluent数值仿真。 研究结果表明，主动热控系统设计方案确保了载荷舱内电子设备发热和环境漏热能被及时地排散，在理论上可实现载荷舱的长寿命工作；通过各种热控因素的优化，含相变材料的被动热控系统设计方案能保证载荷舱2个小时以上的工作寿命；主被动综合热控系统方案不仅能使载荷舱长寿命，还可增强其可靠性。