磁道砲

电磁炮听起来很神秘，其实它的结构和原理很简单．电磁炮是利用电磁力代替火药爆炸力来加速弹丸的电磁发射系统，它主要由电源、高速开关、加速装置和炮弹四部分组成．世界上所研制的电磁炮，根据结构和原理的不同，可分为以下几种类型：

磁道砲线圈炮型

线圈炮又称交流同轴线圈炮．它是电磁炮的最早形式，由加速线圈和弹丸线圈构成．根据通电线圈之间磁场的相互作用原理而工作的．加速线圈固定在炮管中，当它通入交变电流时，产生的交变磁场就会在弹丸线圈中产生感应电流．感应电流的磁场与加速线圈电流的磁场互相作用，产生安培力，使弹丸加速运动并发射出去．一般普通实验室做出的线圈炮不产生洛伦兹力,产生洛伦兹力的是单级同轴线圈炮,一般的线圈炮是给线圈通电使之中心有磁,将目标导体吸引至中心再由惯性所致而抛射出弹体,由于电容瞬间断电,因而不会产生磁力将炮弹吸引回去,一般的小型线圈炮模型都是这样的。

磁道砲轨道炮型

轨道炮是利用轨道电流间相互作用的安培力把弹丸发射出去．它由两条平行的长直导轨组成，导轨间放置一质量较小的滑块作为弹丸．当两轨接入电源时，强大的电流从一导轨流入，经滑块从另一导轨流回时，在两导轨平面间产生强磁场，通电流的滑块在安培力的作用下，弹丸会以很大的速度射出，这就是轨道炮的发射原理．质量越大动能越大,威力越大,耗能量越大。

磁道砲重接炮型

重接炮是一种多级加速的无接触电磁发射装置，没有炮管，但要求弹丸在进入重接炮之前应有一定的初速度．其结构和工作原理是利用两个矩形线圈上下分置，之间有间隙．长方形的“炮弹”在两个矩形线圈产生的磁场中受到强磁场力的作用，穿过间隙在其中加速前进，重接炮是电磁炮的最新发展形式。

磁道砲特点

电磁炮与常规火炮相比，有以下特点：

电磁炮利用电磁力所作的功作为发射能量，不会产生强大的冲击波和弥漫的烟雾，因而具有良好的隐蔽性．电磁炮可根据目标的性质和距离，调节、选择适当的能量来调整弹丸的射程。

电磁炮没有圆形炮管，弹丸体积小，重量轻，使其在飞行时的空气阻力很小，因而电磁炮的发射稳定性好，初速度高，射程远．由于电磁炮的发射过程全部由计算机控制，弹头又装有激光制导或其他制导装置，所以具有很高的射击精度。

从发射能量的成本来看，常规火炮的发射药产生每兆焦耳能量需10美元，而电磁炮只需0.1美元．而且电磁炮还可以省去火炮的药筒和发射装置，故而重量轻、体积小、结构简单、运输以及后勤保障等方面更为安全可靠和方便。

磁道砲用途

电磁炮作为发展中的高技术兵器，其军事用途十分广泛。

（一）用于天基反导系统：电磁炮由于初速度极高，可用于摧毁空间的低轨道卫星和导弹，还可以拦截由舰只和装甲车发射的导弹．因此，在美国的“星球大战”计划中，电磁轨道炮成为一项主要研究的任务。

（二）用于防空系统：美军认为可用电磁炮代替高射武器和防空导弹遂行防空任务．美国正在研制长7.5米、发射速度为500发/分、射程达几十千米的电磁炮，准备替代舰上的“火神——方阵防空系统”．用它不仅能打击临空的各种飞机，还能在远距离拦截空对舰导弹．英国也正在积极研制用于装甲车的防空电磁炮。

（三）用于反装甲武器：美国的打靶试验证明，电磁炮是对付坦克装甲的有效手段．发射质量为50克、速度为3km/s的炮弹，可穿透25.4mm厚的装甲．有关资料还报道，用一种电磁炮做试验，完全可以穿透模拟的T－72、T－80坦克的装甲厚度．由此可见，电磁炮具有很强的穿透能力，是非常优良的反装甲武器。

（四）用于改装常规火炮：随着电磁发射技术的发展，在普通火炮的炮口加装电磁加速系统，可大大提高火炮的射程．美国利用这一技术，已将火炮射程加大到150km。

(五) 变杀人工具为交通工具，对于月球开发，采用轨道炮技术发射月基货运飞船返回地球，将大大减少燃料消耗，飞船仅携带少量的调姿和变轨用的燃料。从而为月地货运运输提供一个廉价、可重复利用的发射平台。

磁道炮的动力来源与其他武器不同，不使用炸药与推进剂，而是使用电磁力取得巨大动能来发射炮弹，传统军事用枪械的枪口初速无法超越每秒2000米，而磁道炮能达到每秒3000米。另外磁道炮能避免传统炸药与弹头存储的风险，以及相对低廉的成本亦是磁道炮的优势。

除了军事应用，美国国家航空航天局也建议运用磁道炮将载荷送入外太空的轨道；然而在过程中将产生强大的G力，限制了载荷的使用。

电磁炮与传统马达的不同之处在于其结构不需场磁铁（永久磁铁），它的基本结构由单环电流组成，因此需要极大电流（超过百万安培）来产生足够的枪口初速。其中一种常见的变种是利用驱动电流通过平行导线，增加电枢产生的磁场（直流串绕马达的设置），称为增强磁道炮，这种设置减少了电流的需求量。

电枢可以是子弹组成的一部分，也能被用以加速绝缘、不导电的子弹。通常固态金属导体是磁道炮电枢较好的材料来源，但也可以使用等离子电枢与混合电枢。与传统枪受火药爆炸的瞬间气压推进的原理相同，等离子电枢以类似的方式推动非导体的固态载荷。等离子电枢以等离子体将金属电枢与枪轨连结，在速度超过阈值后，固体电枢亦能转型为混合电枢。

对于军事应用来说，磁道炮的优势在于它能达到远超过传统武器的枪口初速。枪口初速的提升可以有效改善射程，并且提高终端速度，令其剩余的动能产生榴弹的爆破效应。典型磁道炮的枪口初速通常能达到每秒2000-3500米。对于单回路磁道炮而言，它需要在几微秒间经过五百万安培，产生的磁场强度约为10特斯拉，现代磁道炮的设计通常为“空芯”（不使用磁性材料），以提高磁通量。

磁道炮的速度处于轻气炮的范围，然而后者被认为更适合应用于实验室，而磁道炮在军事应用上具有十足潜力。理论上，如果能开发重量轻、稳定的电源技术，应用于磁道炮，系统总体积与质量将会远小于常规推进剂的弹药量，克服传统弹药的不稳定性（大大减少敌军炮火的威胁）。

• 美国海军阿利·伯克级驱逐舰的后继实验舰朱姆沃尔特级驱逐舰（USS Zumwalt DDG-1000）设计好一套整体电力系统 (IPS)，能够有效输送电力往马达或是武器，以利日后装配磁道炮，但碍于成本问题，目前只装配先进火炮（AGS）代替。

• 2018年2月1日，几张安装新型号舰炮的072型海洋山号坦克登陆舰在网上广传，舆论认为是中国解放军试验中的磁道炮。

SATA规范支持许多新的功能，其中之一就是NCQ（Native Command Queuing全速命令排队）技术。　首先让我们来看一下硬盘是怎样读写信息的。硬盘通过将信息写入磁盘磁道上的特定位置进行信息存储，硬盘访问磁盘上信息的过程如下：

● 寻找存储数据的目标磁碟(platter)，访问该磁碟。

● 寻找磁碟上存储数据的目标磁道(track)，访问磁道。

● 寻找磁道上存储数据的目标簇(cluster)，访问簇。

● 寻找簇上存储数据的目标扇区(sector)，访问扇区。

● 寻找目标数据，读取数据。

通过上面的步骤，硬盘即可获取所需要的数据信息。硬盘写入数据的步骤也是如此，区别仅仅在于读操作变为写操作。大多数情况下数据存入硬盘并非是顺序存入，而是随机存入，甚至有可能一个文件被分配在不同盘片上。对于不支持NCQ的硬盘来说，大量的数据读写需要反复重复上面的步骤，而对于不同位置的数据存取，磁头需要更多的操作，降低了存取效率。支持NCQ技术的硬盘对接收到的指令按照他们访问的地址的距离进行了重排列，这样对硬盘机械动作的执行过程实施智能化的内部管理，大大地提高整个工作流程的效率：即取出队列中的命令，然后重新排序，以便有效地获取和发送主机请求的数据，在硬盘执行某一命令的同时，队列中可以加入新的命令并排在等待执行的作业中。显然，指令排列后减少了磁头臂来回移动的时间，使数据读取更有效。

如果新的命令恰好是处理起来机械效率最高的，那么它就是队列中要处理的下一个命令。举个例子：比如向硬盘下达一组数据传送指令，由于数据在磁盘上分布位不同，磁头可能会先读取260扇区，再读取7660扇区，然后又读取261扇区……如果我们对指令进行优化排列，可以先读260扇区，接着依次读261扇区，最后读取7660扇区……显然，指令排列后减少了磁头臂来回移动的时间，使数据读取更有效。并且有效的排序算法除了考虑目标数据的线性位置，也会考虑其角度位置，并且还要对线性位置和角度位置进行优化，以使总线的服务时间最小，这个过程也称做“基于寻道和旋转优化的命令重新排序”。