空间低温流体传输磁耦合断开连接装置

　　在深空探测及在轨服务任务场景中，低温流体的在轨传输是推进剂补加、低温载荷维持正常运行的核心环节之一，常规接触式流体连接器在真空、极端温差、微重力环境下，容易出现密封失效、对接卡滞、泄漏量超标的问题，甚至会因为插拔过程的机械冲击影响载荷精度，这款磁耦合连接装置正是针对这类极端工况开发的流体传输部件。从结构功能来看，装置采用分体式对称布局，两端分别对接上游供液端与下游受液端，对接面依靠永磁体的磁吸力实现非接触式吸合，内部流道做了等径平滑过渡设计，避免低温流体在流通过程中出现局部节流、气液两相流扰动的问题，密封结构采用多级径向密封配合端面辅助密封，在磁吸力提供的恒定压紧力作用下，可实现氦质谱检漏级别的气密封效果，

　　即使在-253℃液氢温区到120℃的交变温度循环下，密封件的压缩回弹率仍能保持在设计阈值内，泄漏率远低于常规航天流体连接器的指标要求。设计阶段优先考虑了微重力环境下的操作便利性，对接过程无需额外的机械锁紧机构，两端靠近到磁吸力作用范围内即可自动对中吸合，断开时仅需施加大于磁吸力的轴向拉力即可分离，无需旋转、卡扣解锁等复杂操作，完全适配空间机械臂的末端操作逻辑，也能满足航天员出舱活动时的单手操作需求，大幅降低在轨操作的复杂度与失误风险。结构上做了模块化拆分，磁钢组件、密封组件、流道壳体均为独立可替换单元，可根据不同的流体流量需求更换不同通径的流道内衬，也可根据不同的对接拉力需求调整磁钢的排布方式与磁能积参数，无需改动整体外部安装尺寸。

　　安装边界方面，装置整体为回转体结构，最大外径控制在常规航天流体管路的安装包络范围内，两端接口采用标准航天管路焊接接口，可直接与现有低温管路系统对接，无需额外设计转接结构，轴向总长度在对接状态下满足紧凑安装要求，分离后两端的独立长度也不会对周边设备造成干涉，外部壳体采用高强度低导热系数的钛合金材料加工，既可以承受发射阶段的振动冲击载荷，也能减少外部热量向内部低温流道的漏热，降低低温流体的蒸发损耗。针对空间应用的冗余要求，磁路设计采用了多极闭合磁路结构，即使单块磁钢出现性能衰减，整体磁吸力仍能维持密封所需的最小压紧力，内部流道的密封面做了硬化处理，可耐受多次对接断开过程中的摩擦磨损，满足长期在轨多次使用的需求，同时装置内部没有设置弹簧、

　　锁销等容易在低温下出现卡滞的活动零件，从结构原理上避免了低温冷焊、材料脆化导致的功能失效问题。在地面测试阶段，该结构已经完成了液氮温区的1000次对接断开循环测试、振动冲击测试、热真空循环测试，各项性能指标均满足空间应用的要求，除了航天领域外，该结构经过适配调整后也可应用于超导设备、低温医疗设备、低温科研装置的流体传输场景，解决常规连接器在低温环境下密封不可靠、操作不便的问题。