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安全锤是如何快速破窗的?

信息来源:安徽省科学技术协会    被阅览数:4321 次    发布日期:2021-08-09 【字体大小:放大 缩小

(转自科普中国)

    我们平时乘坐公共交通工具出门的时候,不难发现在公交车、地铁或高铁的车窗玻璃上都安装有安全锤。那么小小的安全锤是如何轻易地将车窗玻璃整块击碎的呢?

    要探究这个问题,我们首先需要搞清楚玻璃的一种特殊属性——脆性。脆性是指当外力达到一定限度时,材料发生毫无先兆的破坏,且破坏时无明显塑性变形的性质。玻璃作为典型脆性材料,当负载超过其极限强度时,便会立即破裂。(作为一种典型的脆性材料,当玻璃的某一个局部区域由于损伤而出现裂纹时,这些裂纹便会迅速地向外扩展,从而造成整个玻璃的破碎。)

    公交车一般都使用钢化玻璃,与普通玻璃相比,这种玻璃碎裂后会形成细碎颗粒而非尖锐碎片,大大保证了驾驶员及乘客的安全。当使用公交车的安全锤对玻璃成90°垂直发力、击打玻璃四个角落或靠近角落的位置时,钢化玻璃就会出现裂缝。这是因为垂直击打使安全锤与玻璃接触面积最小,同样的力所产生的压强更大。击打玻璃角落是因玻璃受力后受到四周的限制,力无法被吸收及缓冲,受到剪切的应力是比较大的,所以玻璃更容易被击碎。只要砸出一个口,四周就会散出密密麻麻的裂缝,这时可用脚踏玻璃形成大洞。

    值得注意的是,安全锤还衍生出另一种更快速的破窗方法:侧窗破玻装置。侧窗破玻装置主要是在我国公交车上使用,它通过发送电脉冲信号使玻璃瞬间破裂。它不需要像“安全锤”那样用很大的力去敲击玻璃,只需启动按钮,即可在0.5秒的时间内自动破除全部车窗玻璃,使被困人员能够在第一时间通过窗口逃生。

    除了司机可以启动这个装置外,紧急情况下,乘客也可自行按下专为乘客准备的副控开关启动装置。它自带电池,就算车内的电路被烧坏,也可以令按钮这一侧的车窗瞬间破碎,使人们快速逃生。

    为了防止出现误触,副控开关的启动按钮设置在车窗上方,并同时配有保护盖和封条,如需使用,乘客需站起来把封条撕下,打开保护盖后,才能启动按钮。开启按钮需要大约30N的力量,这有效防止了儿童因为好奇去启动按钮的情况。

    最后还要提醒大家,破窗器是专业的救险工具,在正常情况下千万不要随意触摸自动破窗装置,一旦触发,不但会影响公共秩序,还很容易引起危险。

    本文由山东省威海市凤林学校二级教师刘欢进行科学性把关。

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