钢板都能被打穿，为什么防弹玻璃能挡住子弹？

马斯克尴尬了

不管你是个汽车迷、科技迷，或者单纯只是个马斯克迷，都应该记得前不久马斯克在地球人面前出的一个洋相：他的新防弹汽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可以阻挡子弹的。

左侧车窗玻璃被砸了个洞

马斯克的新款特斯拉Cybertruck是一辆面向大众的电动皮卡，它有棱角分明的帅酷外形，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仅“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挡9毫米手近距离射击，俨然成了一辆装甲车。

当然了，在新车发布会上，这块“TESLA ARMOR GLASS（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。

可以看出砸的力度并不大

3毫米的不锈钢能防弹？军迷们一定把头摇得像拨浪鼓。确实，在15米的距离内，能勉强抵挡9毫米手的，只有3毫米以上的马氏体钢板，并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，更不用说普通家用轿车薄薄的镀锌钢板了。

如果你敢在这样的车门后面躲子弹，十有八九被打成筛子。

用车门挡子弹是愚蠢的

普通钢板的防弹能力很差，无论是7.62毫米的AK47步枪弹还是5.56毫米北约标准步枪弹，都可以在100米的距离穿10毫米厚的钢板，更不用说一碰就碎的玻璃了。

步枪弹可以射穿10毫米厚钢板

但是防弹玻璃除外，在同样的距离，它甚至能阻挡住狙击步枪的子弹。这到底是为什么呢？

子弹很软，玻璃很脆

子弹通常由铅制成，铅太软，因此需要在它的外面包一层铜披甲。这样一方面可以保证弹头拥有更高的密度，又不至于在枪管里变形。

大部分子弹中间是铅外壳是铜

与子弹相比，玻璃要硬许多倍。但是玻璃有一个毛病就是它不容易变形，很脆。当子弹高速撞击玻璃时，它的所有动能都会集中到撞击点上，玻璃在撞击点附近发生破碎。这样一来子弹穿过玻璃后的动能损失很小，它依然具有强大杀伤力。

子弹穿透玻璃

要想阻挡高速运动的子弹，我们需要使它的动能降为零，这并不容易。根据能量守恒原理，子弹的动能不会凭空消失，它需要被转化成其它能量，比如说热能。

当子弹撞击目标时，它会将全部能量作用于目标以及它自身。如果目标的强度很高，子弹自身就会变形甚至分崩离析，就像下面这颗铅弹撞击墙壁一样。

铅弹破碎的过程

玻璃的硬度高于子弹，当子弹撞击玻璃时会发生变形，但我们在前面分析了，由于玻璃很脆，它无法通过弯曲来吸收子弹的能量，子弹自身的变形也有限，因此玻璃只会在撞击点被射穿一个小洞。

防弹玻璃是如何工作的？

厚钢板或水泥墙不会被子弹穿透，但许多时候我们需要良好的视野。薄的玻璃无法抵挡子弹，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汽车的车门上，这时候我们需要用到力学原理来解决这一悖论。

在玻璃窗上贴PVB膜可以增加安全性

PVB树脂（聚乙烯醇缩丁醛）是一种应用非常广泛的高分子材料，它无色透明，光折射率与玻璃接近，有非常强的柔韧性，粘性强。当我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集中于一点，而是分布在更大面积的玻璃板上；

防弹玻璃的碎裂面积更大，这分散了子弹的冲击力

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，因此它将迫使子弹更多地产生变形甚至破碎；PVB的中间层具有粘弹性，在受到撞击的过程中，以及撞击发生后的静态载荷下它会发生塑性变形，塑性变形与玻璃的脆性变形一同发生，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。

防弹玻璃通过多层叠加化解冲击力

防弹玻璃的防护能力与它中间PVB的层数相关，单层的PVB更轻薄，但只能提供有限的抗打击能力，对付小口径的手或许问题不大，但9毫米子弹或更坚硬的弹头就很容易击穿它，特斯拉Cybertruck或许就是这样的例子。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。

合格的防弹车窗

为了对重点目标进行防护（比如保护美国总统），防弹玻璃需要保证不被狙击步枪的子弹射穿。这就需要用5层玻璃加4层PVB膜，或者在中间加上一层透明的聚碳酸酯纤维材料。聚碳酸酯具有很强的耐冲击性能，但它很容易被刮伤，所以将其夹在两层玻璃和PVB的中间可以显著提高玻璃的抗弹性能。

小布什在厚厚的防弹玻璃墙后面演讲

防弹玻璃用的是钢化玻璃吗？

不是。

通常情况下，防弹玻璃使用的是热强化处理后的玻璃，它的硬度介于普通平板玻璃与钢化玻璃之间。这是因为普通玻璃强度低；钢化玻璃尽管很硬，但在破裂时会变成很小的碎片，这大大削弱了抵挡第二发子弹的能力。热强化玻璃介于二者之间，它在受到枪击时并不会整个儿碎裂，因此有足够的强度抵抗接下来的撞击。

上方的钢化玻璃不适合用作防弹玻璃

总结：

无论是普通的钢板还是玻璃，它们在子弹强大的动能面前都很脆弱，显得不堪一击。

防弹玻璃充分利用了玻璃的硬度和PVB的柔韧性，通过将这两种材料相互叠加粘合在一起，使其既保持了透明又刚柔相济。

当子弹撞击玻璃表面时，玻璃会发生破碎，但它后面的PVB材料使碎片不会飞溅开来，而是产生塑性变形，通过一层层的玻璃破碎、一层层的高分子材料变形，子弹的动能迅速被削弱。与此同时，子弹也在与玻璃的撞击和挤压过程中变形碎裂，最终强大的动能转化为热能，将子弹的冲击力全部化解。

这就是防弹玻璃的物理学。

防弹玻璃被射穿的瞬间

当然，防弹玻璃并不能阻挡所有子弹，如果子弹是钢芯、动能足够大，或者防弹玻璃本身不够厚，它还是可以被洞穿的。

钢板都能被打穿，为什么防弹玻璃能挡住子弹？

马斯克尴尬了

不管你是个汽车迷、科技迷，或者单纯只是个马斯克迷，都应该记得前不久马斯克在地球人面前出的一个洋相：他的新防弹汽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可以阻挡子弹的。

左侧车窗玻璃被砸了个洞

马斯克的新款特斯拉Cybertruck是一辆面向大众的电动皮卡，它有棱角分明的帅酷外形，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仅“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挡9毫米手近距离射击，俨然成了一辆装甲车。

当然了，在新车发布会上，这块“TESLA ARMOR GLASS（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。

可以看出砸的力度并不大

3毫米的不锈钢能防弹？军迷们一定把头摇得像拨浪鼓。确实，在15米的距离内，能勉强抵挡9毫米手的，只有3毫米以上的马氏体钢板，并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，更不用说普通家用轿车薄薄的镀锌钢板了。

如果你敢在这样的车门后面躲子弹，十有八九被打成筛子。

用车门挡子弹是愚蠢的

普通钢板的防弹能力很差，无论是7.62毫米的AK47步枪弹还是5.56毫米北约标准步枪弹，都可以在100米的距离穿10毫米厚的钢板，更不用说一碰就碎的玻璃了。

步枪弹可以射穿10毫米厚钢板

但是防弹玻璃除外，在同样的距离，它甚至能阻挡住狙击步枪的子弹。这到底是为什么呢？

子弹很软，玻璃很脆

子弹通常由铅制成，铅太软，因此需要在它的外面包一层铜披甲。这样一方面可以保证弹头拥有更高的密度，又不至于在枪管里变形。

大部分子弹中间是铅外壳是铜

与子弹相比，玻璃要硬许多倍。但是玻璃有一个毛病就是它不容易变形，很脆。当子弹高速撞击玻璃时，它的所有动能都会集中到撞击点上，玻璃在撞击点附近发生破碎。这样一来子弹穿过玻璃后的动能损失很小，它依然具有强大杀伤力。

子弹穿透玻璃

要想阻挡高速运动的子弹，我们需要使它的动能降为零，这并不容易。根据能量守恒原理，子弹的动能不会凭空消失，它需要被转化成其它能量，比如说热能。

当子弹撞击目标时，它会将全部能量作用于目标以及它自身。如果目标的强度很高，子弹自身就会变形甚至分崩离析，就像下面这颗铅弹撞击墙壁一样。

铅弹破碎的过程

玻璃的硬度高于子弹，当子弹撞击玻璃时会发生变形，但我们在前面分析了，由于玻璃很脆，它无法通过弯曲来吸收子弹的能量，子弹自身的变形也有限，因此玻璃只会在撞击点被射穿一个小洞。

防弹玻璃是如何工作的？

厚钢板或水泥墙不会被子弹穿透，但许多时候我们需要良好的视野。薄的玻璃无法抵挡子弹，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汽车的车门上，这时候我们需要用到力学原理来解决这一悖论。

在玻璃窗上贴PVB膜可以增加安全性

PVB树脂（聚乙烯醇缩丁醛）是一种应用非常广泛的高分子材料，它无色透明，光折射率与玻璃接近，有非常强的柔韧性，粘性强。当我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集中于一点，而是分布在更大面积的玻璃板上；

防弹玻璃的碎裂面积更大，这分散了子弹的冲击力

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，因此它将迫使子弹更多地产生变形甚至破碎；PVB的中间层具有粘弹性，在受到撞击的过程中，以及撞击发生后的静态载荷下它会发生塑性变形，塑性变形与玻璃的脆性变形一同发生，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。

防弹玻璃通过多层叠加化解冲击力

防弹玻璃的防护能力与它中间PVB的层数相关，单层的PVB更轻薄，但只能提供有限的抗打击能力，对付小口径的手或许问题不大，但9毫米子弹或更坚硬的弹头就很容易击穿它，特斯拉Cybertruck或许就是这样的例子。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。

合格的防弹车窗

为了对重点目标进行防护（比如保护美国总统），防弹玻璃需要保证不被狙击步枪的子弹射穿。这就需要用5层玻璃加4层PVB膜，或者在中间加上一层透明的聚碳酸酯纤维材料。聚碳酸酯具有很强的耐冲击性能，但它很容易被刮伤，所以将其夹在两层玻璃和PVB的中间可以显著提高玻璃的抗弹性能。

小布什在厚厚的防弹玻璃墙后面演讲

防弹玻璃用的是钢化玻璃吗？

不是。

通常情况下，防弹玻璃使用的是热强化处理后的玻璃，它的硬度介于普通平板玻璃与钢化玻璃之间。这是因为普通玻璃强度低；钢化玻璃尽管很硬，但在破裂时会变成很小的碎片，这大大削弱了抵挡第二发子弹的能力。热强化玻璃介于二者之间，它在受到枪击时并不会整个儿碎裂，因此有足够的强度抵抗接下来的撞击。

上方的钢化玻璃不适合用作防弹玻璃

总结：

无论是普通的钢板还是玻璃，它们在子弹强大的动能面前都很脆弱，显得不堪一击。

防弹玻璃充分利用了玻璃的硬度和PVB的柔韧性，通过将这两种材料相互叠加粘合在一起，使其既保持了透明又刚柔相济。

当子弹撞击玻璃表面时，玻璃会发生破碎，但它后面的PVB材料使碎片不会飞溅开来，而是产生塑性变形，通过一层层的玻璃破碎、一层层的高分子材料变形，子弹的动能迅速被削弱。与此同时，子弹也在与玻璃的撞击和挤压过程中变形碎裂，最终强大的动能转化为热能，将子弹的冲击力全部化解。

这就是防弹玻璃的物理学。

防弹玻璃被射穿的瞬间

当然，防弹玻璃并不能阻挡所有子弹，如果子弹是钢芯、动能足够大，或者防弹玻璃本身不够厚，它还是可以被洞穿的。