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标题: 机械硬盘磁头在磁盘旋转时在磁盘上方悬浮，靠的是什么？ [打印本页]

作者: chenlei520 时间: 2018-5-10 16:02
标题: 机械硬盘磁头在磁盘旋转时在磁盘上方悬浮，靠的是什么？
机械硬盘磁头在磁盘旋转时在磁盘上方悬浮，靠的是什么？

作者: m1717 时间: 2018-5-10 16:02
这个东西其实不复杂，但要详细解释就不知道该说到什么程度了。
好像很多地方都解释成类似于飞机机翼，通过升力悬浮。不过更简单的解释其实应该是附面层，讲升力也需要先讲附面层。
附面层其实很简单，就是磁盘旋转的时候，紧挨着磁盘表面必然有一层空气随磁盘旋转，这层空气就是附面层。
现在的硬盘都是所谓的温彻斯特磁盘，这种磁盘的磁头很轻，用一个很软的弹簧压着，轻轻贴在磁盘上，磁头的形状是特别设计的。
当磁盘旋转起来，因为磁头的形状，磁盘表面的附面层会对磁头产生一个向上抬升的力量，抬升力量随线速度上升，磁盘转速足够磁头就被这个力量抬升起来了。
这里所说的特殊形状其实也不见得多特殊，其实只要让磁头前沿和磁盘呈一个角度，能让附面层的空气顺利挤入磁头下方就可以。当然，实际设计的时候没这么简单，还要考虑到悬浮距离的稳定性，但也不至于复杂到哪儿去，无论通过实验还是计算都能做到。
@若愚因为你不允许评论，所以在此回复你：磁头不是重力等于空气推举力，而是空气推举力等于弹簧片的弹力。磁头和支撑磁头的弹簧片都很轻，重力相对弹力很小，重力在这里不起主要作用。

作者: hoei 时间: 2018-5-10 16:02
我来简单回答一下吧。
前面几位已经讲的不错了，我补充一些。毕竟不是做磁头飞行控制的，所以有些也不清楚，细节就不说了。这里说的是目前市面上的空气及密封式氦气硬盘，在研的激光及微波辅助的是不是这样，我不确定，但是原理应该一样。

从网上找了三个图片（侵删），拼到一起辅助说明。

图1呢，总的来看磁头和磁碟的位置。
图2是从切面看磁头在磁碟上方是的情况（当然一个碟片两个磁头，一个上面一个下面），中间是气隙，也就是磁头工作时保持这个高度飞行在磁碟的上面。
为什么磁头可以飞在磁碟上面呢？图3是磁头的照片，整个面叫ABS（Air Bearing Surface）面（最右边那个很小的亮点处是读头和写头，也就是读写信号），可以看到有刻蚀凹进去的图案（一个碟片上下两个磁头的图案是左右对称的，分别是UP和Down head，图案只是为了利用气流，来辅助控制飞行高度的）。当碟片高速旋转的时候，在磁碟表面会有气流，正是这些图案，使得磁头有了上升的阻力，磁头就飞起来了。

再补充几点:
1 磁头飞起来之后能，也不能一直远离碟片。还有一套控制系统，有些复杂，我只是接触过。包括 TFC, Town Down Power等，来保证磁头飞行的高度不变。并且从磁碟ID到OD，虽然气流大小不一，但是也要保持高度一致。
从ID到OD，磁头上施加的功率是不一样的。但是这些参数在出厂之前测试时就计算好了，并且保存着硬盘里。
目前磁头飞行高度在1nm左右。之前看到打的比方是，类似于747飞机以一个篮球的高度保持在跑道上飞行。那时候磁头的飞行高度应该更高，所以目前来说高度应该小于一个篮球的高度。
一般来说，磁头飞行高度越低磁记录密度就会提升，这也是大家努力的一个方向。

2 图2中线圈的匝数是8匝（加磁场，写信号），目前产品中应该普遍用的是2匝。都是为了提升存储密度啊。

3 图3中ABS的图案，每个产品每个厂家也不一样。除了具有协助起飞的功能之外，还可以具备其他功能，比如减小碟片上小的颗粒碰撞到磁头的几率等。

4 虽然目前个人用户的硬盘出货量减小，主要是2.5inch，逐渐被SSD取代。但是企业级3.5inch硬盘（12，14T）在不断退出，并且出货量在增加。个人及企业数据的存储，监控的需求等等，在接下来几年机械硬盘的发展空间还是有的。但有木有突破性的革新，至少我目前还没有看到。

作者: nshukwrd 时间: 2018-5-10 16:02
有一个东西叫做"里海怪物"，使用的原理叫地表效应，应该跟磁头悬浮的原理类似

作者: oLjwRgTm 时间: 2018-5-10 16:02
楼上回答的都站不住脚啊，照上面的说法磁头掉不下来是因为重力等于空气的推举力
那如果把硬盘倒过来呢，难道又有了空气的吸力

我推测其实就跟跳水板有百分之九十的长度悬空一个道理

作者: eason320hk 时间: 2018-5-10 16:02
首先这是你们的机械硬盘额——应该说是里面的磁碟（拆出来就代表已经无法使用）

磁盘里面有空气这玩意转起来很快磁盘转动会带动周围的空气一起转动
磁头很轻很薄也有一定的角度（我也不懂什么文化就打个比方吧你弄一张硬纸条之类的东西弄一个仰角对着仰角下面吹气，就能感觉到有一股向上的力）

大概就是这个原理咯

作者: hoei 时间: 2018-5-10 16:02

这位答主的说法，用流体力学的伯努利定理解释可好？

无意冒犯，请多担待

作者: 694207667 时间: 2018-5-10 16:02
靠的碟面带动的空气气流，磁头设计在类似飞机翅膀的小块上。

作者: jack-long 时间: 2018-5-11 09:54
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作者: 锅家大事 时间: 2018-5-11 14:16
论坛有高手，让高手们来回答吧，楼上几位分析的已经很多了。

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