3.3. Огнестрельные ранения

3.3.1. Основы раневой баллистики. Механизм образования огнестрельной раны

Различают внутреннюю баллистику (движение пули в канале ствола под действием пороховых газов), внешнюю баллистику (движение пули в воздухе) и терминальную баллистику (движение пули в преграде плотностью больше воздуха). Раневая баллистика является частью терминальной баллистики, изучающей движение ранящих снарядов в живых тканях и органах человека, биологических средах и их имитаторах.

При выстреле пуля вылетает из канала ствола по нарезам, сообщающим ей вращательное движение (до 3600 оборотов в секунду), в ходе которого пуля подвергается прецессионным колебаниям. Расстояние между двумя конечными колебаниями пули называется периодом прецессии. Наряду с медленными спиралеобразными колебаниями головной части пули (прецессиями), пуля совершает и быстрые колебательные движения относительно продольной оси - нутации (рысканье пули). Нутации возникают от вибрации ствола в момент выстрела, которые в сочетании с начальным импульсом определяют исходный вращательный момент пули (рис. 3.6). Во время полета на ранящий снаряд действуют аэродинамические силы, способные изменять угол его встречи с поражаемым объектом. Воздействие этих сил обусловливает возникновение четырех баллистических эффектов: отклонение - угол, образующийся между продольной осью пули и траекторией ее полета; кувыркание - результат действия опрокидывающего момента вокруг центра тяжести пули; прецессия - спиралеобразное отклонение пули от центра тяжести; нутация - вращательное движение пули вперед (рис. 3.7).

Пулевые и осколочные ранения до идентификации ранящего снаряда обозначаются как огнестрельные ранения.

Морфологическим субстратом огнестрельного ранения является огнестрельная рана. Она образуется и результате взаимодействия тканей, органов и систем человека с ранящим снарядом, поэтому характеристика огнестрельной раны определяется, с одной стороны, баллистическими свойствами ранящего снаряда, а с другой - структурой повреждаемых тканей.

Б

Рис. 3.7. Нутационно-прецессионные колебания пули

аллистические свойства ранящих снарядов

характеризуются начальной скоростью, массой,

степенью устойчивости в полете и при попадании в

ткани.

Результирующим при этом является количество кинетической энергии снаряда, передаваемой тканям. Оно выражается следующей формулой:

где — кинетическая энергия снаряди, передаваемая тканям (Дж); m — масса снаряда (кг); , — скорость снаряда и момент попадания в ткани (м/с); — скорость снаряда в момент выхода из тканей (м\с).

На основании квадратичного закона сопротивления д£ может быть выражена в зависимости от начальной кинетической энергии (£Q, ДЖ) ранящего снаряда:

где — потеря кинетической энергии, Дж; — начальная (исходная) кинетическая энергия, Дж; с1 — коэффициент торможения; р — плотность среды, г/см-¹; S0 — площадь поперечного сечения PC. см²; т — масса, г; x — длина раненого канала, см.

Из приведенной зависимости следует, что потеря кинетической энергии PC в среде пропорциональна начальной кинетической энергии PC (Eo), длине раневого канала (х), плотности среды (р). коэффициенту торможения (с₁), площади поперечного сечения PC (S₀) И обратно пропорциональна массе PC (m).

В механизме образования огнестрельной раны основное значение принадлежит четырем факторам:

Первый фактор - воздействие ударной волны. В момент соприкосновения пули с поверхностью поражаемых тканей в месте контакта мгновенно возникает большое давление, вызывающее сжатие среды в указанной точке. Уплотнение среды, называемое ударной волной, распространяется впереди движущейся пули со скоростью звука (1465 м/с в тканях тела) и обгоняет пулю, поскольку движение пули в тканях постепенно замедляется. В тканях в результате передачи кинетической энергии ранящего снаряда возникают волны давления (сжатия), в которых выделяются две фазы. Первая фаза волны давления и составляет

Рис. 3.8. Импульсная рентгенограмма (А) блока из 20% желатина в фазе

максимального развития ВПП (а - преобразователь давления) и осциллограмма

(Б) записи ударно-волнового процесса в 20% желатине при выстреле

в блок 7,62 мм пулей из автомата АКМ со скоростью 715 м/с.

Вслед за «ударной» волной (Рт = 2000 кПа) следуют значительно меньшие

по величине (Р = 15-20 кПа) низкочастотные волны давления,

длительностью существования до 20-30 мс

ударную волну (рис. 3.8). Она характеризуется крутым фронтом положительного давления (до 1000 кПа) и малой продолжительностью (до 0,5 мкс). Из-за кратковременности существования она не играет ведущей роли в формировании огнестрельной раны. Вторая фаза волн давления - низкочастотные волны, которые характеризуются значительно большей продолжительностью, образуют феномен кавитации, составляют третий фактор образования огнестрельной раны и играют важное значение в формировании зоны вторичного некроза.

Второй фактор - воздействие ранящего снаряда. Основной баллистической характеристикой ранящих снарядов является их начальная скорость. В соответствии с этим различают низкоскоростные (V₀ < 400 м/с) и высокоскоростные (V0 > 760 м/с) ранящие снаряды. Поражающий эффект возрастает при увеличении угла нутации пули в тканях и достигает максимума при ее опрокидывании или деформации. Это объясняется увеличением площади сечения входящего в ткани снаряда, возрастанием коэффициента торможения и, в результате, увеличением кинетической энергии, передаваемой тканям. При прохождении через ткани обычной пули калибра 7,62 в устойчивом положении, поражаемым тканям передается 20% кинетической энергии, при прохождении малокалиберной кувыркающейся пули с начальной скоростью полета 900 м/с - 60%. Таким образом, в результате воздействия высокоскоростных ранящих снарядов возникает качественно новый тип огнестрельных ран (рис. 3.9, 3.10).

Третий фактор (основной и специфический для огнестрельной раны) - воздействие энергии бокового удара. В процессе прохождения ранящего снаряда, обладающего огромной кинетической энергией, через ткани - в его кильватере в результате эффекта кавитации (колебаний тканей) образуется временная пульсирующая полость (ВПП). В зависимости от энергии, передаваемой тканям ранящим снарядом, диаметр полости превышает диаметр ранящего снаряда в 10-25 раз, а