Γυαλί ανθεκτικό στις σφαίρες:Πώς λειτουργεί;

Η επιστήμη πίσω από το αλεξίσφαιρο γυαλί είναι στην πραγματικότητα αρκετά απλή. Το γυαλί αποτελείται από πολλαπλά στρώματα, με ένα στρώμα από πολυανθρακικό στη μέση. Αυτό το πολυανθρακικό στρώμα είναι αυτό που στην πραγματικότητα σταματά τη σφαίρα, απορροφώντας την ενέργειά της και κατανέμοντας την πρόσκρουσή της. Το γυαλί είναι επίσης ενισχυμένο για να είναι πιο ανθεκτικό στο θραύση.

Ας υποθέσουμε ότι βρίσκεστε στη μέση μιας θανατηφόρας συνάντησης. σφαίρες πάπιας που εκτοξεύτηκαν από τον εχθρό. Έχετε απόλυτη ανάγκη βοήθειας. Δεν μπορείτε να συνεχίσετε να αποφεύγετε τη σφαίρα του θανατηφόρου σκοπευτή για πολύ. Ο ασφαλέστερος τρόπος με τον οποίο θα μπορούσατε να σώσετε τον εαυτό σας σε αυτή τη δεινή κατάσταση θα ήταν να τοποθετήσετε ένα διαφανές αλλά σκληρό φράγμα που σας προστατεύει από τη σφαίρα. Κάτι που είναι αρκετά σκληρό για να αντιμετωπίσει τις σφαίρες χωρίς να καταφύγει σε θρυμματισμό, διαχέοντας την ενέργεια της σφαίρας γύρω του. Λοιπόν, αυτή είναι η βασική προϋπόθεση για να έχουμε «αλεξίσφαιρο» γυαλί. Σε αυτό το άρθρο, θα απομυθοποιήσουμε την επιστήμη πίσω από το πολυπόθητο αλεξίσφαιρο γυαλί.

Δεν είναι πραγματικά "αλεξίσφαιρο"

Αν είστε ένθερμος λάτρης των ταινιών δράσης, μπορεί να έχετε εντοπίσει αλεξίσφαιρο γυαλί σε πολλές περιπτώσεις στην ταινία. Αυτό το αλεξίσφαιρο γυαλί απεικονίζεται ως επί το πλείστον ως άφθαρτο. Ανεξάρτητα από το όπλο που χρησιμοποιείται και την ποσότητα των σφαιρών που εκτοξεύτηκαν, το αλεξίσφαιρο γυαλί παραμένει αήττητο και άθικτο στις γεμάτες δράση σκηνές ταινιών.

Αυτή είναι μια ευχάριστη επιστήμη, αλλά η πραγματικότητα δεν είναι στην πραγματικότητα η ίδια. Αν και κατασκευάσαμε ισχυρό γυαλί «ανθεκτικό στις σφαίρες», αλλά αυτό δεν είναι πραγματικά «αλεξίσφαιρο» από επιστημονική άποψη. Γιατί κανένα γυαλί δεν είναι αδιαπέραστο. Το γυαλί ανθεκτικό στις σφαίρες συνήθως καθυστερεί την πρόσκρουση των σφαιρών, δηλαδή, συνήθως χρειάζονται αρκετές βολές για να σπάσει. Επομένως, είναι στην πραγματικότητα το αλεξίσφαιρο γυαλί που βλέπετε σε εφαρμογές υψηλής ασφάλειας. Αλλά, ως συνήθως, οι έξυπνοι έμποροι το αποκαλούν «αλεξίσφαιρο» να κάνουν το γυαλί τους να ακούγεται ανίκητο, καθώς η βαλλιστική βιομηχανία γυαλιού αξίζει πολλά δισεκατομμύρια δολάρια σε αξία.

Ιστορία του αλεξίσφαιρου γυαλιού

Πολλοί ιστορικοί αποδίδουν την ανακάλυψη γυαλιού ανθεκτικού στις σφαίρες στον Πρίγκιπα Ρούπερτ του Ρήνου του 17ου αιώνα. Τοποθέτησε κατά λάθος ένα λιωμένο ποτήρι σε ένα δοχείο με κρύο νερό. Προς έκπληξή του που έκανε το ποτήρι σχεδόν άφθαρτο. Αλλά το πρώτο κατοχυρωμένο με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας γυαλί ανθεκτικό στις σφαίρες κατασκευάστηκε από έναν Γάλλο χημικό, τον Édouard Bénédictus το 1909. Ήταν περισσότερο μια απλοποιημένη παραλλαγή πλαστικοποιημένου γυαλιού ασφαλείας. Ο Benedictus χρησιμοποίησε celluloid, μια παραλλαγή πλαστικού που βρισκόταν ανάμεσα στα δύο φύλλα γυαλιού. Λαϊκή Επιστήμη Το περιοδικό οραματίστηκε την πιθανή χρήση «αλεξίσφαιρου γυαλιού» σε τεθωρακισμένα αστυνομικά οχήματα το 1937.

Πώς λειτουργεί το αλεξίσφαιρο γυαλί;

Εάν έχετε παίξει ποτέ κρίκετ, ξέρετε ότι είναι δύσκολο να πιάσετε μια μπάλα που κινείται γρήγορα. ειδικά αν ο μπατς το έχει χρονομετρήσει καλά. Ίσως γνωρίζετε ότι το κόλπο για να πιάσετε μια μπάλα που κινείται γρήγορα είναι να μετακινήσετε τα χέρια σας προς τα πίσω, δηλαδή προς την κατεύθυνση της τροχιάς της μπάλας, σε μια προσπάθεια να σταματήσετε την μπάλα πιο σταδιακά. Αυτή η μέθοδος ελαχιστοποιεί τη δύναμη που αισθάνεστε στο χέρι και έτσι το πιάσιμο θα ήταν μια λιγότερο επώδυνη εμπειρία. Για να το εξηγήσουμε από τη σκοπιά της φυσικής, η δύναμη που ασκεί η μπάλα στο χέρι σας είναι ανάλογη με το ρυθμό αλλαγής της ορμής της μπάλας. Με απλά λόγια, η δύναμη που μπορείτε να αισθανθείτε λόγω της μπάλας που χτυπά το χέρι σας μπορεί να μειωθεί εάν αλλάξετε την ορμή της μπάλας που ταξιδεύει αργά ή σταδιακά. Ας το καταλάβουμε με ένα παράδειγμα.

Αγόρι που προσπαθεί να πιάσει μια μπάλα (Φωτογραφία :Vecton/Shutterstock)

Ας υποθέσουμε ότι προσπαθείτε να πιάσετε μια μπάλα σταματώντας την απότομα εκ των προτέρων, ας πούμε σε μόλις μισό δευτερόλεπτο. Θα ένιωθες ένα χτύπημα στο χέρι. Τώρα ας υποθέσουμε ότι θα μπορούσατε να ξαναπαίξετε ξανά την ίδια στιγμή—αυτή τη φορά που πιάνετε την μπάλα σταδιακά—απαιτώντας δύο δευτερόλεπτα για να ολοκληρωθεί η σύλληψη. Τώρα, καθώς αφιερώσατε 4 φορές περισσότερο χρόνο για να φέρετε την μπάλα σε κίνηση για να ξεκουραστεί, η αίσθηση δύναμης στο χέρι σας θα ήταν ένα τέταρτο από αυτό που νιώσατε όταν το κάνατε απότομα σε 0,5 δευτερόλεπτα.

Επιστρέφοντας στο ποτήρι, σε αντίθεση με το χέρι σας, ένα τζάμι δεν μπορεί να κινηθεί. Προσφέρει πολύ λίγη προστασία από το αντικείμενο εμβολισμού. Έτσι, εάν ένα άτομο πυροβολήσει μια σφαίρα σε ένα κανονικό γυάλινο φύλλο, το γυαλί δεν μπορεί να λυγίσει και να απορροφήσει την ενέργεια σταδιακά. Αντίθετα, μια σφαίρα σπάει το γυαλί με δύναμη και κάνει το γυαλί να θρυμματίζεται σε αναρίθμητα θραύσματα. Μερικά από αυτά τα θραύσματα μπορεί να είναι πολύ αιχμηρά και μυτερά. Αυτό προσθέτει μια άλλη διάσταση μοιραίας στο ποτήρι. Επειδή αυτά τα θραύσματα γυαλιού μπορεί απλώς να σας σκοτώσουν ακόμα κι αν δεν το κάνει η σφαίρα. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ένα συνηθισμένο γυαλί προσφέρει προστασία από τις σφαίρες. Αποτυγχάνει παταγωδώς να επιβραδύνει τη σφαίρα.

Το γυαλί ανθεκτικό στις σφαίρες είναι διαφορετικό από το συνηθισμένο γυαλί. Προφανώς, το ανθεκτικό στις σφαίρες μοιάζει με συνηθισμένο γυαλί. Η εσωτερική σύνθεση του αλεξίσφαιρου γυαλιού είναι διαφορετική από το συνηθισμένο γυαλί. Μπορεί να αντέξει την κρούση λίγων σφαιρών, ανάλογα με το πάχος του γυαλιού και το διαμέτρημα των σφαιρών.

Κανονικό γυαλί έναντι γυαλιού ανθεκτικό στις σφαίρες

Το ανθεκτικό στις σφαίρες υλικό κατασκευάζεται βασικά με την εισαγωγή ενός στρώματος πολυανθρακικού υλικού ανάμεσα σε στρώματα συνηθισμένου γυαλιού. Η διαδικασία ονομάζεται συνήθως πλαστικοποίηση. Το πολυανθρακικό υλικό προσδίδει μια γενική σκληρότητα και ευελιξία στο γυαλί. Μπορεί να είναι έως και 10 φορές παχύτερο από ένα συνηθισμένο ποτήρι και είναι επίσης αρκετά βαρύ.

Τώρα, όταν κάποιος πυροβολεί μια σφαίρα στο γυαλί που είναι ανθεκτικό στις σφαίρες, η ενέργεια της σφαίρας απλώνεται πλάγια μέσα από τα στρώματα. Λόγω της πολυεπίπεδης διάταξης αυτή η ενέργεια μοιράζεται μεταξύ διαφορετικών στρωμάτων γυαλιού και πλαστικού. Με αυτόν τον τρόπο η ενέργεια απορροφάται γρήγορα από γυαλί ανθεκτικό στις σφαίρες χωρίς να θρυμματίζεται. Η σφαίρα αντιστέκεται τόσο πολύ από το γυαλί που δεν έχει αρκετή ενέργεια για να διαπεράσει το σκληρό πολυστρωματικό γυαλί. Αν και αν πυροβοληθούν πολλές σφαίρες στο ίδιο σημείο, το γυαλί σπάει. Αλλά χάρη στο ενδιάμεσο πλαστικό, το γυαλί δεν θρυμματίζεται όπως ένα τυπικό γυαλί με πολλά θραύσματα να πετούν τριγύρω. Θεωρήστε το γυαλί ανθεκτικό στις σφαίρες ως γυαλί "απορροφώντας ενέργεια" και θα έχετε μια καλή ιδέα για το πώς λειτουργεί.

Πάχος και κόστος αλεξίσφαιρου γυαλιού

Πρέπει να σημειωθεί ότι το πάχος παίζει σημαντικό ρόλο στην ανθεκτικότητα του αλεξίσφαιρου γυαλιού. Αυτά τα γυαλιά είναι συνήθως σχεδιασμένα για να προστατεύονται από πυρκαγιά από σφαίρες ή από σφαίρες. Με βάση τη δύναμη που ασκείται από τη σφαίρα εμβολισμού και τον τύπο του όπλου που χρησιμοποιείται, απαιτείται ένα παχύτερο κομμάτι γυαλιού ανθεκτικό στις σφαίρες για να ακυρωθεί η σφαίρα που έρχεται με περισσότερη δύναμη. Για παράδειγμα, ένας πυροβολισμός από ένα τουφέκι ελεύθερου σκοπευτή είναι πιο ισχυρός από ένα τυπικό πιστόλι. Επομένως, απαιτείται μεγαλύτερο πάχος για να σταματήσει μια σφαίρα από ένα τουφέκι παρά από ένα πιστόλι. Το πάχος του γυαλιού ανθεκτικού στις σφαίρες κυμαίνεται γενικά μεταξύ 0,25 ίντσες έως 3 ίντσες. Το κόστος τους μπορεί να είναι περίπου 25$ έως 100$ ανά τετραγωνικό πόδι.

Εξελίξεις στο αλεξίσφαιρο γυαλί

Όταν μια σφαίρα εκτοξεύεται σε γυαλί ανθεκτικό στις σφαίρες, το εξωτερικό του στρώμα τρυπιέται, αλλά το πολυανθρακικό στρώμα που υπάρχει μέσα απορροφά την ενέργεια της σφαίρας και κατανέμει σημαντικά την πρόσκρουσή της. Έτσι, η σφαίρα δεν μπορεί να βγει από το τελικό στρώμα, δηλαδή να σπάσει το γυαλί για να χτυπήσει έναν στόχο.

Είναι ενδιαφέρον ότι λίγες εταιρείες έχουν αναπτύξει πρόσφατα γυαλί "μονόδρομο" ανθεκτικό στις σφαίρες, το οποίο έχει σχεδιαστεί για να σταματά τις εισερχόμενες σφαίρες, ενώ ταυτόχρονα επιτρέπει στο άτομο στο άκρο υποδοχής να πυροβολεί.

Πώς λειτουργεί το μονόδρομο γυαλί

Αυτό το γυαλί λειτουργεί ενισχύοντας ένα εύθραυστο στρώμα γυαλιού και πάλι, χρησιμοποιεί ένα σκληρό στρώμα πολυμερούς. Το εύθραυστο στρώμα είναι στραμμένο προς τα έξω και θρυμματίζεται εάν εκτοξευθεί μια σφαίρα, εξαπλώνοντας έτσι τη δύναμη της σφαίρας σε μια μεγάλη περιοχή, η οποία στη συνέχεια απορροφάται από το σκληρό (πολυανθρακικό) στρώμα πίσω από αυτό. Ωστόσο, μια σφαίρα που εκτοξεύεται από την άλλη πλευρά, μπορεί να τρυπήσει εύκολα το στρώμα πολυμερούς πριν σπάσει το γυαλί, επιβραδύνοντας μόνο ελαφρά τη σφαίρα.

Εφαρμογές αλεξίσφαιρου γυαλιού

Οι επιχειρήσεις που διατηρούν μεγάλες ποσότητες μετρητών και πολύτιμων αντικειμένων όπως κοσμηματοπωλεία, τράπεζες, ποτοπωλεία συχνά φοβούνται ότι θα μπορούσαν να γίνουν στόχος επίθεσης από ένοπλους και μπορεί να χρειαστούν κάτι σαν γυαλί ανθεκτικό στις σφαίρες για να προστατεύσουν τον εαυτό τους και άλλα πολύτιμα αντικείμενα. Ομοίως, οι διοικητικές υπηρεσίες στις ΗΠΑ, συμπεριλαμβανομένων των τοπικών αστυνομικών τμημάτων και των δικαστηρίων, χρησιμοποιούν επίσης γυαλιά ανθεκτικά στις σφαίρες στις περιοχές που είναι επιρρεπείς σε εγκλήματα με όπλα. Τα παράθυρα ανθεκτικά στις σφαίρες που χρησιμοποιούνται στον Λευκό Οίκο είναι πολύ πιο στιβαρά από αυτά που χρησιμοποιούνται για την προστασία του ταμία σε μια τράπεζα ή του στελέχους σε μια γυάλινη καμπίνα ανθεκτική στις σφαίρες. Είναι ειδικά σχεδιασμένα για να αντέχουν τους πυροβολισμούς ακόμη και από τουφέκια υψηλής ταχύτητας. Υπάρχει μια αυξανόμενη ζήτηση για γυαλιά ανθεκτικά στις σφαίρες σε χώρες όπως η Συρία, το Ιράκ, ο Λίβανος κ.λπ. λόγω των συνεχιζόμενων εμφυλίων αναταραχών και των αυξανόμενων περιπτώσεων βίαιων συγκρούσεων μεταξύ διαμαρτυρόμενων φατριών.

Ένας πολιτικός στη Δυτική Αφρική δέχθηκε επίθεση σε αλεξίσφαιρο αυτοκίνητο με AR-15 και ένα ημιτροχό 18 και επέζησε.

Περιορισμοί ενός αλεξίσφαιρου γυαλιού

Εκτός από το ότι δεν είναι πραγματικά αλεξίσφαιρα όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, ένα άλλο πρόβλημα με τα αλεξίσφαιρα γυαλιά είναι το μεγάλο βάρος τους. Η παχιά και βαριά σύνθεσή τους μπορεί να μην αποτελεί πρόβλημα σε εφαρμογές όπως παράθυρα ή καμπίνες στο εσωτερικό του κτιρίου, αλλά καθιστά δύσκολη την εφαρμογή της σε αυτοκίνητα. Όχι μόνο το πάχος και η βαρύτητα αποτελούν μηχανικούς περιορισμούς στη σχεδίαση του αυτοκινήτου, αλλά και αντιστάθμιση της ευρωστίας για τη σαφήνεια. Όσο πιο σκληρό είναι το γυαλί, τόσο λιγότερη διαφάνεια προσφέρει. Αυτό καθιστά αδύνατη τη χρήση τους ως μπροστινά γυαλιά αυτοκινήτου, καθώς θα μπορούσε να επηρεάσει την ορατότητα του οδηγού κατά την οδήγηση.

Ωστόσο, παρά τους περιορισμούς, πρέπει να αναγνωρίσουμε τις προσπάθειες πίσω από τους επιστήμονες και τους ερευνητές που εργάζονται για να κάνουν το γυαλί ανθεκτικό στις σφαίρες όλο και πιο ανθεκτικό. Είναι σίγουρα μια σημαντική καινοτομία που έχει σώσει τις ζωές χιλιάδων ανθρώπων, από τον στρατό μέχρι τα υψηλότερα κλιμάκια της εκκλησίας και του κράτους.