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鋼板都能被打穿,爲什麽防彈玻璃能擋住子彈?

2021 年 3 月 12 日 姚劲斌医生

馬斯克尴尬了

不管你是個汽車迷、科技迷,或者單純只是個馬斯克迷,都應該記得前不久馬斯克在地球人面前出的一個洋相:他的新防彈汽車的玻璃在發布會上被當衆砸了一個洞——而他原本是想演示那塊玻璃可以阻擋子彈的。

鋼板都能被打穿,爲什麽防彈玻璃能擋住子彈?

可以看出砸的力度並不大

3毫米的不鏽鋼能防彈?軍迷們一定把頭搖得像撥浪鼓。確實,在15米的距離內,能勉強抵擋9毫米手槍子彈的,只有3毫米以上的馬氏體鋼板,並且這種經過硬化處理的特種鋼的布氏硬度應該大于500,那決不是301(奧氏體)不鏽鋼能夠做到的,更不用說普通家用轎車薄薄的鍍鋅鋼板了。

如果你敢在這樣的車門後面躲子彈,十有八九被打成篩子。

鋼板都能被打穿,爲什麽防彈玻璃能擋住子彈?

步槍彈可以射穿10毫米厚鋼板

但是防彈玻璃除外,在同樣的距離,它甚至能阻擋住狙擊步槍的子彈。這到底是爲什麽呢?

子彈很軟,玻璃很脆

子彈通常由鉛制成,鉛太軟,因此需要在它的外面包一層銅披甲。這樣一方面可以保證彈頭擁有更高的密度,又不至于在槍管裏變形。

鋼板都能被打穿,爲什麽防彈玻璃能擋住子彈?

子彈穿透玻璃

要想阻擋高速運動的子彈,我們需要使它的動能降爲零,這並不容易。根據能量守恒原理,子彈的動能不會憑空消失,它需要被轉化成其它能量,比如說熱能。

當子彈撞擊目標時,它會將全部能量作用于目標以及它自身。如果目標的強度很高,子彈自身就會變形甚至分崩離析,就像下面這顆鉛彈撞擊牆壁一樣。

鋼板都能被打穿,爲什麽防彈玻璃能擋住子彈?

在玻璃窗上貼PVB膜可以增加安全性

PVB樹脂(聚乙烯醇縮丁醛)是一種應用非常廣泛的高分子材料,它無色透明,光折射率與玻璃接近,有非常強的柔韌性,粘性強。當我們在兩塊玻璃板之間夾一層PVB時,它就能發揮出以下三種有益特性:

  • PVB的高韌性使子彈的沖擊力不再集中于一點,而是分布在更大面積的玻璃板上;

鋼板都能被打穿,爲什麽防彈玻璃能擋住子彈?

防彈玻璃通過多層疊加化解沖擊力

防彈玻璃的防護能力與它中間PVB的層數相關,單層的PVB更輕薄,但只能提供有限的抗打擊能力,對付小口徑的手槍子彈或許問題不大,但9毫米子彈或更堅硬的彈頭就很容易擊穿它,特斯拉Cybertruck或許就是這樣的例子。可能是成本原因吧,市場上有許多防彈車窗做得確實比特斯拉要好。

鋼板都能被打穿,爲什麽防彈玻璃能擋住子彈?

小布什在厚厚的防彈玻璃牆後面演講

防彈玻璃用的是鋼化玻璃嗎?

不是。

通常情況下,防彈玻璃使用的是熱強化處理後的玻璃,它的硬度介于普通平板玻璃與鋼化玻璃之間。這是因爲普通玻璃強度低;鋼化玻璃盡管很硬,但在破裂時會變成很小的碎片,這大大削弱了抵擋第二發子彈的能力。熱強化玻璃介于二者之間,它在受到槍擊時並不會整個兒碎裂,因此有足夠的強度抵抗接下來的撞擊。

鋼板都能被打穿,爲什麽防彈玻璃能擋住子彈?

防彈玻璃被射穿的瞬間

當然,防彈玻璃並不能阻擋所有子彈,如果子彈是鋼芯、動能足夠大,或者防彈玻璃本身不夠厚,它還是可以被洞穿的。

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