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防彈盾牌從人類開始之時(shí),盾牌便出現(xiàn)在了大大小小的戰(zhàn)役中,擁有很長(zhǎng)的發(fā)展歷史。一直以來盾牌都被視作戰(zhàn)場(chǎng)上可以保護(hù)自身生命安全的法寶。
隨著人類文明的發(fā)展,盾牌也不斷的進(jìn)化和升級(jí),從只是防御劈砍和的動(dòng)物毛皮到金屬盾牌再到今天的各種先進(jìn)材料制作的具有強(qiáng)大防彈功能的盾牌,期間發(fā)生了翻天覆地的變化。
隨著材料科學(xué)的發(fā)展,人們開始使用陶瓷來制作盾牌,陶瓷防彈性能較好,且重量相較金屬也要輕很多。
而PE和芳綸等防彈纖維則是近幾十年來開發(fā)出來的防彈材料,在材料應(yīng)用上算是一個(gè)很大的飛躍。它們的出現(xiàn)大大提高了防彈盾牌的防御能力同時(shí)降低了其重量。
不過純防彈纖維的盾牌防護(hù)能力有限,無法達(dá)到能夠,穿甲的防御能力?,F(xiàn)在大多數(shù)防彈盾牌都是由陶瓷和纖維材料等多種材料制作而成的,根據(jù)特殊的設(shè)計(jì),使其達(dá)到很好的防護(hù)效果。
防彈玻璃是如何工作的?
厚鋼板或水泥墻不會(huì)被子彈穿透,但許多時(shí)候我們需要良好的視野。薄的玻璃無法抵擋子彈,你不能指望為銀行的櫥窗設(shè)計(jì)1米厚的玻璃墻,更沒辦法將50厘米厚的玻璃窗安裝到汽車的車門上,這時(shí)候我們需要用到力學(xué)原理來解決這一悖論。
PVB樹脂(聚乙烯醇縮丁醛)是一種應(yīng)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(qiáng)的柔韌性,粘性強(qiáng)。當(dāng)我們?cè)趦蓧K玻璃板之間夾一層PVB時(shí),它就能發(fā)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(diǎn),而是分布在更大面積的玻璃板上;
PVB的高黏性能將玻璃碎片粘合在一起,玻璃比子彈的硬度更高,因此它將迫使子彈更多地產(chǎn)生變形甚至破碎;PVB的中間層具有粘彈性,在受到撞擊的過程中,以及撞擊發(fā)生后的靜態(tài)載荷下它會(huì)發(fā)生塑性變形,塑性變形與玻璃的脆性變形一同發(fā)生,這種變形將子彈的大部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能,從而吸收子彈的能量并減少子彈的穿透力。
防彈玻璃為什么能防彈?
防彈玻璃的防彈能力取決于玻璃的厚度。子彈沖擊玻璃的力度比手槍子彈要大得多,所以防御子彈的防彈玻璃比僅僅防御手槍子彈的防彈玻璃要厚得多。
還有一種單向防彈玻璃。它的一側(cè)能夠防御子彈,卻不阻礙子彈從另一側(cè)穿過。這就使得受到的人能夠進(jìn)行回?fù)?。這種防彈玻璃是由一層脆性材料和一層韌性材料層壓而成的。
可以想象一輛配備的有這樣單向防彈玻璃的小汽車,如果車外有人向車窗設(shè)計(jì),子彈是會(huì)先擊中比較脆材料層。沖擊點(diǎn)附近區(qū)域的脆性材料會(huì)變得粉碎,并且在大范圍內(nèi)吸收部分的能量。韌性材料則會(huì)吸收子彈剩下的能量,因此抵擋了子彈,從同一輛車當(dāng)中由內(nèi)向外的發(fā)射子彈可以輕易的擊穿玻璃。因?yàn)樽訌椀哪芰繐糁性谝粋€(gè)小區(qū)域里面,使得韌性材料外彈。這也會(huì)使得脆性材料向外破碎,因此會(huì)讓子彈擊穿韌性材料,擊中目標(biāo)。