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防弹玻璃可以挡住子弹的奥秘讲讲关于透明装甲的那些事

时间:2023-11-18 05:33 点击次数:58

  防弹玻璃大家都不陌生,在影视作品中往往可以无视子弹的轰击,帮助汽车穿梭于枪林弹雨之中。现实中,防弹玻璃不仅应用于军事领域,在银行柜台、运钞车、飞机、高铁上都会使用防弹玻璃。那防弹玻璃是怎样防住子弹的呢?

  其实防弹玻璃并不是完全无视子弹袭击的玻璃,很多时候,在子弹袭击以后,甚至在石子等硬物袭击以后,防弹玻璃都会收到一定程度的损伤。防弹玻璃跟普通玻璃的区别是,防弹玻璃在遭遇子弹袭击以后,不容易被子弹穿透,也不容易完全碎裂,能够多次抵挡子弹的袭击。我们家用汽车的玻璃往往都是钢化玻璃,抗打击能力很强,但面对子弹这样的快速撞击,很容易把它给打碎,子弹穿透过去就可以给人带来严重的伤害。防弹玻璃不能像钢化玻璃那样一击就碎,而是要能吸收掉子弹的能量,给玻璃后面的人员带来更多保命的机会。

  用在军事领域的防弹玻璃也叫透明装甲,不仅仅要像玻璃一样透明,而且还要像坦克装甲一样,能抵抗子弹的袭击。能用在装甲车上的透明装甲,可不像咱们汽车上使用的玻璃一样,只有几毫米的厚度。透明装甲往往都有几十毫米甚至一百多毫米的厚度,也就是看起来跟汽车玻璃一样的透明装甲,实际上有十厘米左右的厚度。这样的防弹玻璃,安装到装甲车上,需要考虑的因素还是很多的。

  首先,不管多么厚的防弹玻璃,必须要保证透明度。一个看不见外面的防弹玻璃,那就没有存在的必要了,直接换成不透明的金属装甲不是更好吗?所以,不管多么先进的防弹玻璃,透光率都是很重要的一项指标。一般要求防弹玻璃能透过90%的光,至少隔着玻璃能清楚看到玻璃另一面的景象。对于普通玻璃来说,保证光线透过并不是很困难的一件事,但对于很厚的防弹玻璃来说,完全不挡光是不可能的,从厚度上就存在难度,更何况还是多种材料的夹心结构,不同材料透光的能力不一样。在这样的背景下,让十厘米左右的防弹玻璃像几毫米厚的玻璃一样清楚透光,还是需要下大力度来保障的,这是技术研发的一个主要方向。

  与此同时,因为防弹玻璃很厚,光线经过玻璃的折射,很容易产生图像畸形的现象,夸张点说,有可能会产生类似哈哈镜的效果。对于作战车辆来说,图像的畸形,很容易造成战斗人员对战场环境的误判,从而带来不可挽回的后果。

  对于作战车辆来说,不仅需要在白天作业,经常也会在夜间作业,夜间作业时,往往需要使用夜视装备,那车窗玻璃也需要能透过红外光才行。也就是防弹玻璃不仅要能透过绝大多数的可见光,还要能透过红外光,甚至部分紫外光。因此,防弹玻璃不仅仅是需要考虑防弹那么简单,仅仅是透明度这一点,就够设计人员费脑筋的了。

  其次,防弹玻璃要能抵抗多次子弹打击。现在的战场上,自动化、半自动化武器已经很普遍了,防弹玻璃必须要在机关枪扫射下不被打透才行。

  正常来说,玻璃是很脆的,遭受撞击以后很容易碎裂开,一旦碎裂,整块玻璃就报废了,无法继续发挥保护的功能了。真正的防弹玻璃,实际上是夹心玻璃,在玻璃中间加上塑料之类的弹性材料,这些弹性材料可以辅佐玻璃不容易彻底碎裂。有了塑料夹层的存在,玻璃在被子弹撞击以后,哪怕出现碎裂或者裂纹,也会被塑料层保护起来,不会完全碎裂,也不会四处飞溅,塑料层帮助吸收了子弹的能量。当然,随着技术的不断进步,现在的防弹玻璃往往并不是简简单单的三层夹心结构,而是运用了多种材料性能形成的多层夹心结构。这种夹心结构,就保证了防弹玻璃能够耐受多轮打击。

  当然,结合透明度那一点来考虑,防弹玻璃一旦被子弹给击中了,不仅要保证不被子弹穿透,还要能保证尽量减少碎裂的范围,防止一颗子弹就让整块玻璃不再透明,看不到对面的情况了。这可不是杞人忧天的,正常来说,钢化玻璃,一旦被击碎,就会整块碎裂成细小颗粒,可见度大受影响。我们刚刚提到的夹心结构,就可以保障玻璃哪怕被子弹击碎,也不会扩展到整块玻璃,碎裂范围会局限在比较小的范围内。车内人员可以通过其他部位继续观测路况。

  再次,防弹玻璃越轻越好。就像刚才说的,防弹玻璃都是很厚的,几十毫米甚至一百多毫米的一块玻璃,想想都是很重的。玻璃太重了,就会大大增加车辆的负担,降低车辆的携带能力。对于飞机来说,那就更明显了,玻璃太重了,明显就会增加飞机的耗油量,这是非常不经济的。为了让防弹玻璃更加实用,必须考虑在不降低防弹效果的前提下,尽量降低玻璃的厚度或者密度。当然,在世界各国科研人员的不断努力下,在减重方面取得了不小的成绩。有些方案,甚至能够减少50%左右的重量,这是非常可观的。当然,这种进步,也跟各种新材料的使用有很大关系,很多防弹玻璃的主要成分已经不是玻璃了。有些是纯塑料材质,有些是陶瓷材质等等,于是乎叫防弹玻璃已经不太合适了,透明装甲还是比较匹配的。

  此外,防弹玻璃是有寿命的。就像前面提到的,防弹玻璃是多种材料多重夹心的结构,玻璃的使用寿命可以很长,但是塑料的寿命却并不长。很多塑料材质在长时间的阳光照射下会发生老化的现象,尤其是紫外线的作用,会改变塑料材质的性能。防弹玻璃常用的聚碳酸酯材料就特别怕紫外线。哪怕不被子弹袭击,很多夹心的防弹玻璃也就只有3-5年的使用寿命,超出寿命,防弹效果就会大大降低。要知道防弹玻璃的生产成本还是很高的,所以世界各国也在通过科研手段努力提高发防弹玻璃的使用寿命。

  既然防弹玻璃的生产成本很高,那防弹玻璃遇到袭击就换的代价太大了。经常在野外活动的装甲车,不仅遇到子弹袭击的时候容易损坏,就算是遇到石头子的撞击也很容易被损坏。美军的装甲车就经常被石头子给损坏玻璃。在这样的背景下,一方面要开发抵挡石子袭击的技术,另一方面最好能做到防弹玻璃的可修复。要求防弹玻璃在轻微损伤的状态下,可以通过技术修复达到可以继续使用的效果。这样就可以大幅度降低防弹玻璃的使用成本。

  防弹玻璃的复杂性决定着,它对使用环境也有很高的要求。防弹玻璃对环境温度还是很敏感的,尤其是那种夹心玻璃,不同的材料热膨胀系数不一样,甚至相差很多倍,对于不同的温度环境需要开发不同类型的防弹玻璃。比如俄罗斯,需要开发能耐受零下四十多摄氏度的防弹玻璃。为了拓展装甲车的活动范围,也开发出了较大温度适用范围的防弹玻璃,既能在寒冷的俄罗斯工作,也能在炎热的中东地区工作。

  还需要补充一点,不管是哪种类型的防弹玻璃,生产成本都远远高于普通玻璃。为了追求极致性能而研发出的很多新型防弹玻璃,生产成本更是高的离谱。真正可以批量使用的防弹玻璃,必然是那些物美价廉的。为了做到这一点,要么就是从研发上就不断去研发低成本高性能的防弹玻璃,选用成本低廉的生产材料和较为传统的生产工艺,要么就是不断降低新材料的生产成本,直到可以跟传统防弹玻璃成本接近。做不到低成本,多数的新材料防弹玻璃很有可能会被历史所埋没,无法真正批量投入使用。

  总之,防弹玻璃说起来很简单,但真正研发起来却有很多需要关注的点,防弹玻璃的性能直接影响军事作战的效果,必须给予充分的关注。

  当然,我们提到防弹玻璃最好叫做透明装甲,因为越来越多的透明装甲已经不再使用玻璃材料了。比如已经开发的聚碳酸酯、聚氨酯等塑料材料不仅可以作为夹心材料,也可以用来制造纯塑料的防弹装甲,改进防弹玻璃的某些性能。另外,战斗机等对重量要求比较高的场合,已经开始使用蓝宝石玻璃、尖晶石玻璃或者铝氧氮化合物等陶瓷材料做防弹玻璃了,这些新材料能大幅度降低防弹玻璃的厚度,从而降低防弹玻璃的质量。对于战斗机来说,即使成本高一些也是可以接受的。

  防弹玻璃背后的门道还是很多的,为了追求极致性能,技术人员肯定会不断加大研发投入,不断改进性能,从而取得更多的战场优势。返回搜狐,查看更多

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