Раневая баллистика

Раневая баллистика и морфофункциональные изменения в тканях при огнестрельных ранениях

Раневая баллистика - область науки, занимающаяся определением поражающей эффективности огнестрельных ранящих снарядов на основе изучения их движения в биологических тканях и веществе мишеней-имитаторов. Термин «раневая баллистика» принадлежит Каллендеру и Френчу (1935). И.П. Давыдовский понимает под ним физическое явление, возникающее в тканях в момент прохождения через них ранящего снаряда. В «Наставлении НАТО по неотложной военной хирургии» (1975) раневая баллистика определяется как изучение движения внутри тела ранящих снарядов и их повреждающей способности. Цель изучения раневой баллистики - разработка единой методологии определения поражающих свойств современного огнестрельного оружия, защитных свойств индивидуальной бронезащиты и механизмов формирования огнестрельных ранений, а также создание унифицированного лечебно-диагностического алгоритма боевой огнестрельной травмы.

В настоящее время общепризнана теория прямого и бокового удара, основанная на сформулированных в конце XIX века теории ударного действия Тиле и гидродинамической теории Шьернинга и Колера механизма образования огнестрельной раны. Действие прямого удара осуществляется на ткани на том участке, где ранящий снаряд непосредственно с ними соприкасается. Сила бокового удара действует на ткани за пределами раневого канала. Используя современную регистрационную аппаратуру (импульсную фотографию, высокоскоростную киносъемку, тензометрию и др.), удалось расшифровать механизм прямого и бокового удара. Было установлено, что вокруг пули формируется поток воздуха в виде клина. Направление движения этого потока параллельно и радиально траектории полета пули.

Сжатый воздух, идущий впереди пули, - головная ударная волна - один из факторов, повреждающих ткани. За ним следует сама пуля, которая преимущественно оказывает механическое действие и в зависимости от энергии, которой она обладает, вызывает различные повреждения. Пуля, обладающая большой кинетической энергией, при поражении кожи оказывает пробивное действие, т.е. образует отверстие, лишенное кожи. Впервые на наличие в огнестрельной ране такого дефекта кожи обратил внимание Н.И. Пирогов в своей книге «О путешествии по Кавказу», вышедшей в свет в 1849 г.

При поражении пулей с неустойчивой траекторией полета происходит ее кувыркание в тканях. Это порождает две основные особенности.

Во-первых, движение пули не бывает прямолинейным, во-вторых, происходит более массивное повреждение тканей. Прямое действие снаряда вызывает разрывы, расщепление, размозжение тканей. Степень разрушения тканей зависит от их строения, а также скорости, калибра и формы снаряда.

Поток воздуха, идущий радиально траектории полета пули, формирует временную пульсирующую полость, которая может превышать диаметр ранящего снаряда в 30-50 раз. Достигнув максимальных размеров, она начинает спадаться, происходит ее «схлопывание». Время существования временной пульсирующей полости значительно превышает время прохождения пули в тканях. Перепады положительного и отрицательного давления в ней достигают 50 атм. Это способствует обширному повреждению тканей, попаданию микробов и инородных тел на значительное расстояние от раневого канала.

При высокой скорости полета снарядов могут возникать сильные ударные волны. Эти волны не вызывают тяжелых механических повреждений, а влияют на внутриклеточные процессы, приводящие к разрушению клеточных структур. Под воздействием ударных волн происходят изменение свертываемости крови, коагуляция белка.

Пуля, обладающая большой кинетической энергией, попав в полый орган с жидким содержимым или кровенаполненный паренхиматозный орган, вызовет гидродинамическое действие, а поразив кость, разрушит ее, проявляя дробящее действие. Пуля, имеющая к моменту контакта с телом малую энергию, сможет оказать лишь клиновидное действие, которое проявится раздвиганием тканей или их ушибом, последствиями которого могут быть ограниченные кровоизлияния, гематомы или поверхностные ушибленные раны.

Осколки разорвавшегося огнестрельного снаряда также оказывают преимущественно механическое воздействие, последствия которого будут прямо связаны с их кинетической энергией.

Свойствами пули, влияющими на характер ранения, являются ее масса, калибр, форма, конструктивные особенности. Эти характеристики пули взаимосвязаны. Поэтому и принято рассматривать поражающие свойства пули применительно к ее отдельным конструктивным типам. Наибольшей устойчивостью в полете и при поражении биологической цели обладают пули с большей массой, длиной и калибром. Тупоконечные пули быстро передают энергию поражаемым тканям и приводят к так называемому останавливающему эффекту. Остроконечные удлиненные оболочечные пули нередко отдают поражаемым тканям лишь 1/10 своей кинетической энергии. Наиболее существенные повреждения возникают при формировании сверхзвукового потока в тканях при передаче энергии.

Остроконечные пули образуют такой поток при скорости взаимодействия с мишенью около 1300 м/с, пули с закругленной головной частью - при 800 м/с.

Мягкие безоболочечные пули обладают высокой пластичностью и при контакте с мягкими биологическими тканями тратят часть энергии на собственную деформацию, тем самым увеличивают время воздействия и мощность удара. Это обстоятельство послужило одной из причин того, что Гаагская декларация (1899) запретила использование для поражения человека пуль, сплющивающихся в теле.

Смещение центра тяжести пули к ее хвостовой части значительно снижает устойчивость ее движения в воздушной среде и по ходу раневого канала. В сходных условиях контакт остроконечной пули с поверхностью повреждаемой части тела приводит к возникновению сверхзвукового ударного потока в тканях при угле встречи 90° на скорости 130 м/с, а при угле 45° - 600 м/с. При этом нередки разрушения пули и ее внутренние рикошеты. Следует заметить, что пули среднего калибра теряют стабильность только на расстоянии 1800-2000 м, в то время как малокалиберные пули неустойчивы уже на начальных участках траектории. Высокоскоростные пули в имитаторах биологических тканей существенно теряют устойчивость, разворачиваясь продольной осью на 90° и более по отношению к направлению баллистической траектории.

При этом возникают временные полости, размеры которых в десятки раз превышают калибр ранящего снаряда. Энергия малокалиберных и высокоскоростных пуль, как правило, ниже энергии пуль калибра 7,62 мм на всех дистанциях выстрела, однако объем переданной ими энергии выше.

Малокалиберная пуля обладает большим поражающим действием, так как способна отдавать поражаемому объекту большую долю кинетической энергии по сравнению c пулей среднего калибра. Данный тип пуль позволяет говорить о новой, качественно отличающейся совокупности конструктивных и баллистических свойств, обеспечивающих интегрирующее поражающее действие: высокая начальная скорость, малая устойчивость в полете и в тканях, малая масса, смещенный к хвостовой части центр тяжести, мягкий сердечник.

Советская пуля к боеприпасу 5,45x39мм. Пуля применяется в боеприпасе к автомату АК-74, который принадлежит к новому поколению оружия уменьшенного калибра. Она имеет сплошную металлическую оболочку из стали с медным покрытием. Внутри расположен большой стальной сердечник.

Характерной особенностью является свободное пространство длиной около 5 мм в головной части. Его назначение - в смещении центра тяжести в сторону донной части, что заставляет пулю менять положение в начальной стадии пути в тканях человека. Кроме того, в момент удара имеющийся внутри пули свинец перемещается вперед в свободное пространство.

Перемещение свинца происходит не симметрично, и это служит одной из причин резкого изменения траектории пули при прохождении через ткани. Однако такое поведение пули не слишком увеличивает ее поражающее действие. Хотя пуля изменяет положение уже через 7 см после проникновения в тело, значительный разрыв возникает лишь на конечном участке.

Головная часть пули составляет около 60% ее первоначального веса. Тыльная часть распадается на множество осколков, которые разлетаются в стороны и проникают в ткани на глубину до 7 см. При попадании в мягкие ткани возникает такой же эффект временной полости, как и при поражении пулей югославского производства для АКМ.

Кроме этого, наблюдается значительный разрыв тканей. Это объясняется тем, что сначала они пробиваются осколками, а затем подвергаются воздействию временной полости. Поэтому диаметр отверстия в полых органах, например в кишке, может достигать 7 см.

Американская пуля к боеприпасу 5,56x45 мм М193. Эта пуля со сплошной металлической оболочкой проходит в тканях расстояние около 12 см головной частью вперед. Затем она разворачивается на 90°, сплющивается и разламывается в районе кольцевой канавки, предназначенной для соединения пули с гильзой.

Пули НАТО к боеприпасам 5,56x45 мм М855 и SS109. Американская пуля М855 имеет несколько большие вес и длину, чем пуля М193. В Европе известен такой же боеприпас SS109. Хотя пули не являются идентичными, их поведение в тканях практически не отличается. Фирма БМ, разработчик боеприпаса SS109, утверждает, что высокая скорость вращения снижает тяжесть ранения пулей. Однако это не соответствует действительности. Практика показывает, что характер ранений, по существу, такой же, как и от пули М193.

Огнестрельная рана имеет входное отверстие, раневой канал и выходное отверстие (при сквозном характере ранения) или несколько выходных отверстий.

Пулевые ранения чаще бывают сквозными (за счет большей кинетической энергии и правильной формы ранящего снаряда), осколочные - как правило, слепые.

Раневой канал огнестрельной раны часто имеет сложную, неправильную форму и конфигурацию, что объясняется изменением траектории движения ранящего снаряда в тканях вследствие его нестабильности при соприкосновении с тканями и различной сократимостью тканей.

Минно-взрывные ранения и травмы.

Минно-взрывные ранения - являются результатом воздействия на человеческий организм боеприпаса взрывного действия в зоне прямого поражения взрывной ударной волной и сопровождаются взрывным разрушением тканей либо отрывом сегментов конечностей.

Открытые и закрытые минно-взрывные травмы - возникают в результате метательного действия взрывных боеприпасов, воздействия окружающих предметов, а также вследствие заброневого действия взрывных боеприпасов.

Осколочные ранения - возникают в результате воздействия взрывных боеприпасов в зоне поражения осколками.

Все повреждения, возникающие в результате взрыва, делятся на:

- первичные повреждения возникают в результате непосредственного воздействия ВУВ на организм;

- вторичные повреждения – в результате действия на организм предметов, приведенных в действие ВУВ;

- третичные повреждения - в результате ударов тела раненого, приведенного в движение действием ВУВ, о расположенные рядом предметы, преграды, землю и пр.

Прямое действие ударной волны

Меньшее значение в механизме минно-взрывного ранения имеют повреждения осколками боеприпаса, образующимися в результате его дробления. Основная масса осколков имеет массу от 3,5 до 8 г, а начальную скорость - от 50 до 400 м/с. Неправильная форма осколков способствует быстрой утрате ими кинетической энергии. Поэтому клиническое значение имеют ранения, сопровождающиеся повреждением полостей, кровеносных сосудов и жизненно важных органов.

Термическое воздействие взрывных боеприпасов проявляется ограниченными по площади ожогами, локализующимися, как правило, в зоне взрыва. Большое значение имеют ожоги лица и верхних дыхательных путей.

Воздействие токсических продуктов взрыва реализуется в закрытых помещениях, технике и других замкнутых пространствах, а клиническими проявлениями его являются отравления окисью углерода, реже - окисью азота и другими газами.

Как и при огнестрельных ранениях, в ответ на минно-взрывное ранение организм мобилизует общие и местные защитные реакции, которые однотипны для огнестрельной травмы и отличаются лишь интенсивностью.