РАНЕВАЯ БАЛЛИСТИКА изучает движение снаряда внутри тела раненого, механизм образования огнестрельных (пулевых и осколочных) ранений.
Образование огнестрельных повреждений является результатом взаимодействия снаряда (пули или осколка) и тканей организма. По современным данным, эффект действия снаряда определяется: 1) количеством энергии, переданной тканям, 2) скоростью передачи, 3) направлением передачи энергии, 4) свойствами повреждаемых тканей. Первые три фактора зависят от свойств снаряда -(его скорости, веса и формы).
Пули современного стрелкового оружия (винтовочные и пулеметные) имеют начальную скорость в пределах 800 – 900 м/сек; осколки снарядов могут иметь скорость до 2000 – 3 000 м/сек. Для раневой баллистики имеет значение не начальная скорость снаряда, а скорость его в момент достижения цели. Кинетическая энергия пули определяет ее пробивную способность и вычисляется по формуле – g- (где т – масса снаряда, v – его скорость), т. е. количество энергии, необходимой для нанесения раны, варьирует как квадрат скорости, которая и является наиболее важной определяющей частью формулы. Пули одного и того же оружия, в зависимости от запаса энергии, могут наносить повреждения различного характера. Различают разрывное, пробивное и ушибающее действие пуль, которое проявляется последовательно с увеличением дистанции поражения. В отличие от осколков, скорость которых быстро падает уже вблизи разрыва снаряда, пули могут сохранять значительную скорость на обычных дистанциях боя {до 300 м), обладая на этих расстояниях разрывным действием. Последнее действие имеет наибольшее значение по тяжести наносимых ранений. При скоростях в момент нанесения раны ниже 600 – 700 м/сек количество передаваемой тканям энергий пропорционально квадрату скорости, о чем можно судить по причиненным ранениям. При более высоких скоростях, которые можно назвать «критическими», количество энергии, передаваемой тканям, не объясняет тяжести получаемых ранений. Величина кинетической энергии пули уже не соответствует ее раневому эффекту. В этих случаях основное значение имеет скорость передачи и рассеивания энергии (по Callender, количество энергии, передаваемой тканям при высоких скоростях, пропорционально уже кубу, а не квадрату скорости снаряда).
При низких скоростях снаряда рассеивание энергии незначительно, и смертельные повреждения возникают лишь при поражении жизненно важных органов. Снаряд, имеющий скорость выше «критической», проходя в тканях, сообщает их частицам (как твердым, так и мягким) скорость, примерно равную скорости самого снаряда. При этом сопротивление среды резко возрастает с повышением скорости. Ранящий эффект передается на значительные расстояния от фактического пути самого снаряда (например, в опытах наблюдалась мгновенная смерть животного, хотя пуля проходила не ближе 4 см от сердца).
Эксперименты (с применением микросекундных рентгенограмм и киноаппаратуры со скоростью 2000 – 7000 кадров в 1 сек.) показали, что в момент соприкосновения снаряда (пули) с тканями образуется участок сжатия, который распространяется со скоростью, равной скорости звука в воде (свыше 1 440 м/сек). Это так называемая ударная волна, обгоняющая снаряд (движение которого к тому же замедляется средой). По мере продвижения снаряд расталкивает ткани в стороны и вперед, образуя громадную временную полость, размеры которой несколько раз меняются до исчезновения (полость пульсирует»).
После прохождения снаряда остается раневой канал, поперечное сечение которого больше калибра снаряда; ткани здесь совершенно разрушены. Вокруг повреждены мелкие кровеносные сосуды, в связи с чем кровь пропитывает ткани; резко растягиваются те ткани, в которых образовалась временная полость. Достаточно эластичные ткани могут выдерживать это растяжение без разрыва. Так, например, нервы могут быть не повреждены, но функция их утрачивается.
Наиболее важным фактором является большая радиальная скорость, сообщаемая тканям самим снарядом, которая проявляется в виде образования временной полости на его пути. Действие ударной волны, по видимому, не играет значительной роли.
В отличие от осколков различного рода снарядов пули обладают вращательным движением (около 3 000 оборотов в 1 сек.), вследствие чего приобретают устойчивость в полете и сохраняют большую скорость на значительных расстояниях. При попадании в среду, более плотную, чем воздух, изменяется степень колебательных движений пули в полете. Эти колебания пропорциональны скорости полета пули и плотности среды (например: колебательный период пуль в воздухе равен 450 см, а в слое воды толщиной в 15 см – только 7,5 см). Колебания периодичны, и во время каждого периода ось пули описывает круг. Продольная ось пули может отклониться под углом 90° к линии поступательного движения пули, но к концу каждого оборота ее ось вернется к первоначальному положению (см. рисунок). Когда продольная ось пули находится в максимальном отклонении, силовые линии от ее поверхности постепенно образуют все большие углы, так что, особенно при больших скоростях, энергия рассеивается почти под прямым углом к направлению полета пули. Значение этого явления заключается в том, что значительно большая поверхность пули соприкасается с тканями. Повышается рассеивание энергии, которое происходит под различными углами к пути пули. Передача энергии тканям под различными углами определяет расположение чужеродных тел и внесенных с ними бактерий в тканях, значительно удаленных от раневого канала.
Безотносительно к другим факторам возможность образования входного и выходного отверстий в любой из моментов отклонения продольной оси пули (т.е. более или менее боком) определяет большое разнообразие их размеров и характера. Пуля может дать малое входное и выходное отверстие (если время прохождения ее через организм будет равно одному периоду вращения), но внутренние повреждения, при этом будут значительны. Главный фактор, определяющий раневой эффект от снаряда, – количество энергии, передаваемой тканям, пропорционален площади поверхности удара снаряда (для недеформированных пуль – площадь поперечного сечения – калибр). Имеют значение также вес и форма снаряда. Крупнокалиберные короткие пистолетные пули имеют большую поверхность удара, чем длинные винтовочные пули среднего калибра, в тех случаях, если пуля попадает прямо в цель, сохраняя это положение во все время прохождения через ткани. При небольших скоростях изменения в положении пистолетной и винтовочной пуль незначительны, однако при высоких скоростях более легкая, сигарообразная винтовочная пуля легко принимает такое положение, что ранящей поверхностью оказывается ее длинная сторона. При ударе винтовочной пули передним концом рассеивание энергии небольшое, и эластичная кожа не дает тканям выйти за пределы раны. При ударе длинной стороной резко повышается рассеивание энергии, а следовательно, и тяжесть наносимых ран. В особенности это относится к пулям, имеющим высокую скорость, когда совершенно невозможно судить о калибре пули по размерам входной раны.
Осколки неправильной формы могут иметь очень значительную по сравнению с их весом поверхность удара, а скорость их вблизи разрыва снаряда достигает 3 000.%/сек. Не обладая устойчивостью, они легко отклоняются от линии полета и, проходя по тканям самыми извилистыми путями, наносят тяжкие повреждения, в то же время часто оставаясь в теле. К такому же типу относятся ранения деформированными пулями. Деформация может быть искусственной (типа «дум-дум») или естественной, которая у современных оболочеч- ных пуль происходит легко (после рикошета, удара о кости, стрельбе из оружия с изношенным стволом). Следует отметить разрывные пули, к которым, кроме специальных со взрывателем, следует отнеси по своему действию по живым целям также широко распространенные во всех армиях пристрелочные пули и некоторые типы комбинированных пуль. Резкое увеличение площади удара, а следовательно, и рассеивание энергии, обусловливает особенную тяжесть этих ранений.
Форма снаряда имеет значение и для направления передачи энергии. Цилиндрическое тело винтовочной пули имеет заостренную головку, в связи с чем энергия рассеивается не непосредственно вперед, а под косым углом к ходу пули. Она передается таким образом через участок тканей, который представляет собой конус, причем вершина его лежит у входа пули, а широкое основание – у выхода.
Раневой эффект снаряда в значительной мере зависит от свойств повреждаемых тканей. Главное значение имеет их плотность. Снаряд приводит в движение частицы тканей на расстояния, которые зависят от свободы движения частиц. Опытами установлено, что расстояние, на которое передается энергия быстро движущещейся пули, примерно обратно пропорционально квадрату плотности поражаемых тканей. Скорость же, возникающая в частицах тканей, при прочих равных условиях приблизительно прямо пропорциональна их плотности. В связи с этим наблюдаются разрушения более плотных тканей (кости), которые глубоко проникают в менее плотные (мышцы). Осколки костей становятся вторичными снарядами, они разрушают ткани на большом протяжении от фактического пути снаряда (пули при этом часто деформируются или раскалываются на части).
Частицы различных по плотности тканей движутся с разными скоростями и в органах, состоящих из разнородных тканей, возникает разность напряжений, что ведет к разрыву и разрушению органа.
По так называемой гидродинамической теории разрывного действия при поражении пулей, имеющей высокую скорость, тканей и органов, богатых жидкостью, рассеивание энергии происходит во всех направлениях по закону гидродинамики.
Подтвержденная последними исследованиями теория ударного действия пули, разработанная русскими учеными еще в 90-х годах XIX в., объясняет разрывное действие пуль, обладающих высокой скоростью, передачей колоссального количества энергии в стороны и под углом к линии движения пули. Возникают резкие движения частиц тканей, передаваемые от частицы к частице, вследствие чего часть их уносится вслед за пулей, образуя обширное повреждение.