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为什么防弹玻璃能挡住子弹?钢板都能被打穿

凯时来即就送382020-04-20 21:20:44人浏览

     不论你是个轿车迷、科技迷,或许单纯仅仅个马斯克迷,都应该记得前不久马斯克在地球人面前出的一个洋相:他的新防弹轿车的玻璃在发布会上被当众砸了一个洞——而他原本是想演示那块玻璃能够阻挠子弹的。

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    马斯克的新款特斯拉Cybertruck是一辆面向群众的电动皮卡,它有棱角清楚的帅酷外形,乍一看很有点F117的未来感。这款起步价不到4万美元的皮卡车不只“智能”,更重要的是它的车门由厚达3毫米的301不锈钢制成,据称车窗玻璃还能抵御9毫米手枪子弹近间隔射击,俨然成了一辆装甲车。
 
    当然了,在新车发布会上,这块“TESLAARMORGLASS(特斯拉防弹玻璃)”前车窗被铁球砸出了一个手指头大小的洞,说明防弹玻璃还有改进的空间。
 
    3毫米的不锈钢能防弹?军迷们一定把头摇得像摇晃鼓。确实,在15米的间隔内,能牵强抵御9毫米手枪子弹的,只有3毫米以上的马氏体钢板,而且这种经过硬化处理的特种钢的布氏硬度应该大于500,那决不是301(奥氏体)不锈钢能够做到的,更不用说一般家用轿车薄薄的镀锌钢板了。
 
    假如你敢在这样的车门后面躲子弹,十有八九被打成筛子。
 
    一般钢板的防弹才能很差,无论是7.62毫米的AK47步枪弹仍是5.56毫米北约标准步枪弹,都能够在100米的间隔内射穿10毫米厚的钢板,更不用说一碰就碎的玻璃了。
 
    可是防弹玻璃在外,在同样的间隔,它乃至能阻挠住狙击步枪的子弹。这到底是为什么呢?
 
    子弹通常由铅制成,铅太软,因而需求在它的外面包一层铜披甲。这样一方面能够确保弹头拥有更高的密度,又不至于在枪管里变形。
 
    与子弹比较,玻璃要硬许多倍。可是玻璃有一个毛病便是它不简单变形,很脆。当子弹高速碰击玻璃时,它的所有动能都会会集到碰击点上,玻璃在碰击点邻近发作破碎。这样一来子弹穿过玻璃后的动能损失很小,它仍然具有强壮杀伤力。
 
    要想阻挠高速运动的子弹,咱们需求使它的动能降为零,这并不简单。根据能量守恒原理,子弹的动能不会随便消失,它需求被转化成其它能量,比如说热能。
 
    当子弹碰击方针时,它会将全部能量作用于方针以及它本身。假如方针的强度很高,子弹本身就会变形乃至土崩瓦解,就像下面这颗铅弹碰击墙壁一样。
 
    玻璃的硬度高于子弹,当子弹碰击玻璃时会发作变形,但咱们在前面分析了,由于玻璃很脆,它无法经过弯曲来吸收子弹的能量,子弹本身的变形也有限,因而玻璃只会在碰击点被射穿一个小洞。
 
    防弹玻璃是怎么工作的?
 
    厚钢板或水泥墙不会被子弹穿透,但许多时分咱们需求良好的视界。薄的玻璃无法抵御子弹,你不能指望为银行的橱窗设计1米厚的玻璃墙,更没办法将50厘米厚的玻璃窗安装到轿车的车门上,这时分咱们需求用到力学原理来处理这一悖论。
 
    PVB树脂(聚乙烯醇缩丁醛)是一种运用非常广泛的高分子材料,它无色通明,光折射率与玻璃接近,有非常强的柔韧性,粘性强。当咱们在两块玻璃板之间夹一层PVB时,它就能发挥出以下三种有益特性:
 
    PVB的高韧性使子弹的冲击力不再会集于一点,而是散布在更大面积的玻璃板上;
 
    PVB的高黏性能将玻璃碎片粘合在一起,玻璃比子弹的硬度更高,因而它将迫使子弹更多地产生变形乃至破碎;
 
    PVB的中心层具有粘弹性,在遭到碰击的过程中,以及碰击发作后的静态载荷下它会发作塑性变形,塑性变形与玻璃的脆性变形一起发作,这种变形将子弹的大部分动能转化为热能,从而吸收子弹的能量并减少子弹的穿透力。
 
    防弹玻璃的防护才能与它中心PVB的层数相关,单层的PVB更轻浮,但只能提供有限的抗冲击才能,抵挡小口径的手枪子弹或许问题不大,但9毫米子弹或更坚硬的弹头就很简单击穿它,特斯拉Cybertruck或许便是这样的比如。可能是成本原因吧,市场上有许多防弹车窗做得确实比特斯拉要好。
 
    为了对要点方针进行防护(比如维护美国总统),防弹玻璃需求确保不被狙击步枪的子弹射穿。这就需求用5层玻璃加4层PVB膜,或许在中心加上一层通明的聚碳酸酯纤维材料。聚碳酸酯具有很强的耐冲击性能,但它很简单被刮伤,所以将其夹在两层玻璃和PVB的中心能够显著提高玻璃的抗弹性能。
 
    防弹玻璃用的是钢化玻璃吗?

    不是。
 
    通常情况下,防弹玻璃运用的是热强化处理后的玻璃,它的硬度介于一般平板玻璃与钢化玻璃之间。这是由于一般玻璃强度低;钢化玻璃虽然很硬,但在决裂时会变成很小的碎片,这大大削弱了抵御第二发子弹的才能。热强化玻璃介于二者之间,它在遭到枪击时并不会整个儿碎裂,因而有足够的强度抵抗接下来的碰击。
 

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