Гидродинамические силы. Действие пули Теория гидродинамического действия пули

Одной из опаснейших навигационных ситуаций является расхож­дение судов на небольших траверзных расстояниях. В этом случае на их корпусы могут воздействовать дополнительные внешние силы, обусловленные гидродинамическим воздействием корпусов. В резуль­тате действия этих сил суда могут терять управляемость и может воз­никать аварийная ситуация, происходить столкновения судов. Морская практика зарегистрировала достаточно большое коли­чество столкновений, которые произошли в результате гидродинамиче­ского взаимодействия судовых корпусов. В зависимости от сочетания различных факторов и взаимного по­ложения судов возникающие при гидродинамическом контакте на кор­пусах судов поперечные силы Y г и моменты М г могут менять свой знак и может происходить не только «притяжение», но и «расталкивание» судов. Поперечная сила Y г положительна по знаку, если она направ­лена в сторону борта встречного или обгоняемого судна. Момент зарыскивания М г считается положительным по знаку, если он стремится развернуть носовую оконечность рассматриваемого судна в сторону борта встречного или обгоняемого судна. Физическая сущность явления гидродинамического взаимодейст­вия двух судовых корпусов принципиально может быть изложена следующим образом. Из гидромеханики известно, что в идеальной жидкости вдоль ли­ния потока выполняется закон сохранения энергии, который записы­вается в виде уравнения Бернулли, Р + ρV 2 /2g=const, где р - давление в произвольной точке линии тока. Па; ρ - плотность воды, т/м 3 .Предположим, что два одинаковых судна движутся в идеальной (невязкой) жидкости параллельно с одинаковой скоростью при рас­стоянии между бортами. Этот случай равносилен гид­ромеханически случаю обращенного движения, когда оба судна не­подвижны, а на них набегает однородный поток жидкости, имеющий на бесконечном удалении от судов скорость u 0 . Применим уравнение Бернулли к линиям потока жидкости, обте­кающим корпус рассматриваемого судна l. Для линии тока АВ: р 0 + u 0 2 /2g=p b + u b 2 /2g p b - р 0 =ρ/2g для линии тока АС; р 0 + u 0 2 /2g=p c + u b 2 /2g; p c - р 0 =ρ/2g Поскольку корпус судна обладает определенными размерами, а жидкость неразрывна, то скорости частиц жидкости в точке С вблизи борта судна будут больше, чем в точке А на удалении от судна. Таким образом, в точке С давление будет понижено по сравнению с давлени­ем на удалении от судна, т.е. возникает разрежение. В точке потока В. расположенной на стороне борта судна, обра­щенного к судну-партнеру 2, поток жидкости имеет скорость u b , ко­торая больше скорости u c , поскольку между корпусами судов поток поднимается. Следовательно, разрежение со стороны борта, обращенно­го к судну-партнеру, будет еще большим. За счет перепада давления нa внешнем и внутреннем бортах на корпус судна будет действовать по­перечная гидродинамическая сила присасывания. В случае, если корпус судна обладает заметной несимметрией относительно миделя, то поперечная сила присасывания Yг может быть приложена на некотором отстоянии от ЦТ, т.ч. на корпус судна будет действовать момент зарыскивания Мг определенного знака.

В предыдущей главе было рассмотрено движение дискретных тел с учетом действия сил инерции, причем эти тела рассматривались не как материальные точки, а как протяженные объекты, имеющие свою форму и размеры. Эти тела не считались абсолютно жесткими, т.е. недеформируемыми, что дало возможность объяснить необходимость использования сил инерции. Кроме того твердые тела рассматривались не как совокупность материальных точек, а как сплошные cреды, что позволило ввести понятие полей скоростей и кинетической энергии и использовать их для определения инерционных сил.
Такая постановка проблемы роднит механику твердых тел с механикой сплошных сред, изучающей движение жидких и газообразных сред, позволяет использовать одни и те же законы механики и методику исследования движения этих сред, а также их взаимодействие с дискретными объектами. Более того, дискретные объекты, взаимодействуя со сплошными средами, получают возможность взаимодействовать друг с другом через посредство этих сред. Практически большинство задач механики связано с таким взаимодействием, однако, во многих случаях взаимодействие тел с окружающей средой не учитывается, ввиду незнания механизма такого взаимодействия. Такие задачи изучаются в разделах механики, называемых газо- и гидродинамикой. Мы объединим эти задачи под одним общим названием гидромеханики, рассматривая газ как один из видов жидкости, тем более, что к ним будет применяться один и тот же метод исследования.
Практика показала, что свойства жидкостей и газов отличаются от свойств твердых тел ввиду их большей внутренней подвижности. Это приводит к значительному усложнению их реальных движений, которые трудно поддаются теоретическому исследованию. Поэтому многие явления, обнаруженные экспериментально, не имеют достоверного объяснения и рассматриваются как парадоксы. В настоящее время почти вся гидродинамика представляет собой набор различных парадоксов. Мы попытаемся дать объяснения многим существующим парадоксам, выявить их физическую сущность, показать наличие новых эффектов. Конечно, при этом придется идти на определенные упрощения задач, делать определенные допущения. Так, например, нигде не будут рассматриваться турбулентные движения, все движения жидкости будут считаться ламинарными. Поэтому все решения рассматриваемых задач следует считать приближенными. Однако, эти решения, по нашему мнению, достаточно хорошо раскрывают физическую сущность явлений.
Прежде чем рассматривать задачи гидромеханики, выясним физическую сущность сил инерции, возникающих в жидких и газообразных средах. В первой главе для твердых тел было установлено, что силами инерции являются упругие силы, возникающие при их деформации. Несомненно, что такое определение должно относиться и к сплошным средам. Докажем это на примере цилиндра, вращающегося в жидкой или газообразной среде (рис. 1). Для доказательства используем те же рассуждения, что и для твердых тел (см. главу I).
Вращающийся цилиндр приведет во вращение частицы окружающей среды, причем, чем дальше будут находиться частицы, тем меньше будет их линейная скорость и соответственно меньше кинетическая энергия их движения. Энергии частиц, находящихся рядом друг с другом на расстоянии dr , определяются выражениями:
; (1)
, (2)
где dm - масса частиц, и - их окружные скорости.
Для определения конкретных значений этих энергий необходимо знать характер распределения скоростей частичек среды по координате r. Из литературных источников известно , что изменение скорости жидкости по радиусу r для тела цилиндрической формы описывается выражением:
, (3)
где - окружная скорость на поверхности цилиндра, R - радиус цилиндра. Поэтому выражения (1) и (2) примут вид:
; (4)
(5)
Разность энергий у соседних частиц жидкости будет равна:
(6)
Таким образом, при передаче движения от ближайшей частицы к соседней следующей частице часть кинетической энергии теряется. Очевидно, она затрачивается на преодоление радиальной силы dF , направленной навстречу, т.е. к центру цилиндра. При этом должно выполняться соотношение:
, (7)
откуда получаем:
, (8)
т.е. уже известное нам выражение, характеризующее градиент поля кинетической энергии.
Используя выражение (6), получим:
(9)
Сила dF , определяемая выражением (9), будет действовать постоянно и будет поддерживать частицу среды в деформированном состоянии, причем деформация сжатия частицы будет больше со стороны тела, чем с противоположной стороны, так как сила dF увеличивается при приближении к цилиндру. Характер деформации частицы показан на рис. 1, упругие силы dF l и dF 2 , действующие на частицу, не равны друг другу, причем , а их результирующая сила направлена к телу. Характер деформации частицы можно определить и по картине изменения скоростей в среде- деформация растяжения в касательном направлении будет большей со стороны большей скорости, в радиальном же направлении сжатие будет больше с внутренней стороны.
Таким образом сила dF , представляющая собой упругую силу деформации частиц среды, а следовательно, и силу инерции, может быть определена через изменение кинетической энергии частиц среды по пространственной координате.
Аналогичная картина будет иметь место и при обтекании движущейся средой дискретных твердых тел, например, цилиндра (рис. 2). За счет торможения о тело скорость движения частиц среды уменьшается, поэтому часть кинетической энергии переходит в потенциальную энергию деформации, характер которой показан на рис. 2. Поэтому результирующая внутренняя упругая сила частицы будет направлена во внешнюю сторону, т.е. от цилиндра. Величина этой силы определится производной от потенциальной энергии деформации, взятой со знаком минус:
(10)
где - потенциальная энергия деформации частиц среды, определяемая разностью кинетических энергий в зависимости от радиуса r , - невозмущенная (неискаженная) начальная скорость среды, постоянная по величине, - текущее значение искаженной скорости среды.
Таким образом, из рассмотренных при-меров следует, что упругие силы, обусловлен-ные потенциальной энергией деформации частиц среды, могут выражаться через кинетическую энергию их движения в виде ее производной по пространственной координате. Это обстоятельство значительно облегчает исследование взаимодействия тел с окружающей средой.
Полученные нами формулы для сил инерции, действующих в объеме жидкости оказались точно такими же, что и для твердых тел. Однако, здесь есть одна существенная особенность. Дело в том, что в отличие от твердого тела частицы жидкости и газа при движении скользят друг по другу, что приводит их к нагреванию. Следовательно часть кинетической энергии будет тратиться не только на деформацию частицы, но и на нагрев. Тогда потенциальная энергия, приобретенная частицей, будет меньше потери всей энергии пусть и на небольшую величину. Закономерно возникает вопрос: будут ли в таком случае выполняться полученные нами зависимости (8) и (10)? На этот вопрос можно ответить утвердительно, так как нагрев частиц приводит к их расширению, а в условиях сплошной среды это расширение ограничено, что приведет к появлению дополнительных упругих сил, результирующая же сила (сила инерции) будет точно соответствовать полной потери кинетической энергии в соответствии с характером ее изменения. Поэтому можно сказать, что упругие силы, возникающие в жидкости и газе, обусловлены как потенциальной энергией деформации частиц, так и их нагревом.

Пробивное действие – когда пуля обладает огромной кинетической энергией и выбивает участок кожных покровов.

Гидродинамическое действие – при попадании пули в полые органы, заполненные жидким или полужидким содержимым (мочевой пузырь, желудок, кишечник, сердце в диастолу) возникают обширные разрывы, т.к. энергия пули передается жидкому содержимому, которое с огромной силой воздействует на стенки органа.

Клиновидное действие – когда кинетическая энергия пули не столь велика, чтобы осуществить пробивное действие, но достаточна для того, чтобы действуя, как тупой клин, раздвинуть (расслоить) ткани.

Контузионное действие – характерно для тех случаев, когда пуля на излете и кинетическая энергия ее очень мала, при этом пуля действует как обычный тупой предмет, причиняя в месте удара ссадину или кровоподтек.

В огнестрельной ране, возникающей при выстреле из пулевого оружия, различают: входное пулевое отверстие (ранение), раневой канал и, нередко, выходное ранение (отверстие).

Входное пулевое ранение

Форма круглая или овальная, при выстреле в упор – звездчатая или крестообразная

Наличие дефекта ткани (минус-ткань), признак описан еще в 1849 г. Пироговым – пальцами сводятся противоположные края раны, и если при сведении краев не образуется складок по краям, значит нет дефекта ткани, если складки образуются – значит имеет место дефект тканей.

Диаметр входного ранения обычно на 1-3 мм меньше диаметра пули за счет сокращения мышечных волокон и эластических волокон кожи

Края входной раны ровные или мелкофестончатые и завернуты внутрь нее (по ходу движения пули)

Поясок осаднения – кольцевидная ссадина темно-красного цвета, шириной 1-3 мм, возникает в результате того, что пуля, являясь тупым предметом, проходя через кожу, срывает ее поверхностный слой – эпидермис. Возникает при попадании пули под прямым углом по всей окружности раны, под острым углом – имеет полулунную форму

Если пуля попадает в часть тела, прикрытую одеждой, то ткань одежды сильно придавливается пулей к краям кожной раны, в связи с этим при ранениях через одежду поясок осаднения может быть более широким, чем в случаях попадания пули в неприкрытый одеждой участок кожи

Поясок обтирания (загрязнения) – поверхность пули обычно покрыта копотью и смазкой, и проходя через кожу, пуля оставляет бо́льшую часть этих загрязнений на краях входного отверстия в виде узкого пояска шириной 0,5-2 мм, который имеет темно-серый цвет. Может полностью совпадать с пояском осаднения и как бы наслаиваться на него. Следует помнить, что при ранении через одежду поясок обтирания образуется на краях отверстия верхнего слоя одежды, на коже его не будет

Металлизация краев раны (поясок металлизации ) – в пояске обтирания всегда имеются металлы. Если он оставлен свинцовой безоболочечной пулей, в нем обнаруживается свинец, а от оболочек пули в пояске обтирания остаются главным образом металлы оболочек: медь, цинк, железо, никель

Выходное пулевое ранение

Форма выходного отверстия может быть очень разнообразной (неправильная звездчатая, щелевидная, дугообразная, угловатая, а иногда округлая или овальная). Это зависит от ряда обстоятельств, например, пуля попадает в тело своей головной частью, а выходить может боковой частью или в виде отдельных фрагментов и т.д.

Дефекта ткани, как правило, нет – при сближении краев закрывается полностью. Лишь в некоторых случаях может иметь небольшой дефект тканей, что встречается достаточно редко, обычно когда пуля округлой или овальной формы

Размеры выходного отверстия, как правило, больше входного, это объясняется различными факторами, например, действием костных отломков, в результате изменения положения пули в момент выхода, деформацией пули. Если пуля не деформировалась и выходит из тела головной частью, то выходное отверстие небольших размеров округлой, овальной или щелевидной формы

Края выходного отверстия обычно неровные, часто вывернуты кнаружи

Поясок обтирания отсутствует

Поясок осаднения, как правило, отсутствует, но иногда может иметь место в результате удара и прижатия краев раны к плотной одежде или к какому-либо плотному предмету в момент прохождения пули на выходе

Металлизация краев раны, как правило, отсутствует, изредка может иметь место при ранении свинцовой пулей

Раневой канал

Может быть прямым, дугообразным или в виде ломаной линии. Раневой канал дугообразной формы или в виде ломаной линии возникает при внутреннем рикошете пули от плотных тканей или вследствие определенной позы человека в момент ранения. Канал может оказаться прерывистым, если он проходит через различные органы и ткани, которые могут смещаться по отношению друг к другу (петли кишечника). Просвет раневого канала обычно выполнен обрывками поврежденных тканей и излившейся кровью. Во внутренних органах вследствие гидродинамического действия пули могут быть обширные звездчатые раны.

На плоских костях черепа от действия пули возникает дырчатый перелом, а раневой канал в костях свода черепа имеет конусовидную форму, причем входное отверстие по диаметру меньше выходного (конус расширяется в сторону движения пули). При выходе из полости черепа форма раневого канала также конусовидная, размер отверстия на ВКП меньше, чем на НКП.

От пулевых отверстий в костях черепа могут отходить радиальные трещины, причем у выходного отверстия таких трещин обычно больше, чем у входного. Наряду с радиальными трещинами нередко возникают и концентрические трещины. При одновременном наличии радиальных и концентрических трещин перелом на своде черепа приобретает характер дырчато-оскольчатого. При обширных дырчато-оскольчатых переломах для объективного выявления места вхождения пули, его измерения и определения направления раневого канала в костях, рекомендуется извлечь все костные отломки, а затем сложить их на кучке сырого песка или на пластилине. По диаметру отверстия в кости нередко можно приблизительно установить калибр пули.

В эпифизарных отделах трубчатых костей , которые приближаются по строению к плоским, пуля часто оставляет дырчатый перелом с конусовидным каналом, а в диафизах этих костей от действия пули возникают оскольчатые или дырчато-оскольчатые переломы. При повреждениях трубчатых костей также рекомендуется извлечение отломков с их последующим склеиванием. При этом четко определяются места входа и выхода пули и направление раневого канала.

На трубчатых костях со стороны входа пули обычно имеется дефект неправильной округлой формы, от которого отходят и радиальные и концентрические трещины, но в отличие от плоских костей, часть трещин имеет косое направление по отношению к длиннику диафиза кости, а поэтому образует на боковых сторонах диафиза осколки треугольной или трапециевидной формы. Эти осколки внешне напоминают контуры крыльев бабочки (бабочковидный перелом). Со стороны выхода пули образуется дефект большего размера, чем со стороны входа. От него также отходят трещины, причем многие из них имеют продольное направление.

Бо́льшая часть осколков любой поврежденной кости располагается или в раневом канале, или в окружающих мягких тканях за костью. Некоторая часть осколков может быть выброшена из тела через выходное отверстие. Отдельные осколки, наоборот, внедрены в мягкие ткани, находящиеся перед поврежденной костью, но количество их значительно меньше. Такое распределение осколков в сочетании с различным размером дефектов на входе и выходе пули с учетом различного направления трещин обычно используется для рентгенографического определения входного и выходного отверстий и направления раневого канала.

Касательное пулевое ранение

Если пуля повреждает тело по касательной к его поверхности, то образуется продолговатая рана или ссадина – т.н. касательные повреждения.

Касательная рана имеет вид узкого желобка, форма чаще продолговатая, но может быть и ромбовидная, края ее, как правило, неровные, с небольшими надрывами кожи. Очень часто надрывы имеют косое направление по отношению к длиннику раны, и они отклонены в сторону движения пули.

Конец раны со стороны входа пули, как правило, закруглен и осаднен, при этом осаднение имеет полулунную форму. Одновременно здесь же может быть поясок обтирания (загрязнения), также полулунной формы. Выходной конец раны более острый, осаднен в меньшей степени, а иногда представляет собой узкий надрыв кожи.

При касательном ранении на одежде часто имеются самостоятельные входное и выходное отверстия, расположенные на некотором расстоянии друг от друга. Такие специфические повреждения одежды помогают диагностировать ранение как огнестрельное.

Ранение автоматической очередью

Автоматическую очередь выстрелов дают автоматы, пистолеты-пулеметы. При близких дистанциях от очереди могут возникать множественные огнестрельные ранения, но они имеют ряд признаков, по которым отличаются от множественных ранений, нанесенных одиночными выстрелами:

Характерное взаиморасположение входных отверстий.

Одинаковое направление раневых каналов

Соединенный характер повреждений.

Входные отверстия множественных ранений от одиночных выстрелов располагаются на теле беспорядочно, а раневые каналы их имеют различное направление, иногда перекрещиваются или даже могут идти во взаимопротивоположных направлениях. У автоматического оружия очень высокий темп стрельбы (примерно 500-900 выстрелов в минуту), за малый промежуток времени, в течение которого выпускаются пули короткой очереди, ни оружие, ни тело пострадавшего не успевают значительно изменить свое положение, поэтому все входные отверстия располагаются на какой-либо одной поверхности тела в виде цепочки, треугольника или четырехугольника.

Все раневые каналы имеют одинаковое направление, перекреста раневых каналов при одной короткой очереди не наблюдается. Нередко раневые каналы в теле расходятся веерообразно под очень небольшим углом, что обусловлено дрожанием оружия во время выстрелов (если этого не наблюдается, раневые каналы идут параллельно).

При выстрелах одной короткой очередью отдельные пули могут попадать практически в одно и то же место, при этом образуется соединенное , общее для нескольких пуль входное повреждение. Такое повреждение может иметь общее входное и/или выходное отверстие, а иногда общий раневой канал на всем его протяжении. Общее входное отверстие для двух пуль по своей форме нередко напоминает цифру «8», форма отверстий для трех и более пуль сложнее: его контуры составляются из нескольких дуг, соединенных под разными углами. Особенно четко эти контуры обозначаются поясками осаднения и обтирания.

Феномен Виноградова

Иногда при выстреле с неблизкой дистанции (через одежду) на кожных покровах или на втором слое одежды может откладываться копоть. Но для возникновения феномена Виноградова необходимы следующие условия:

Высокая скорость полета пули (не менее 500 м/с)

Наличие воздушной прослойки между одеждой и телом или двумя слоями одежды в пределах от 0,5 до 5 см.

Механизм возникновения : вокруг летящей пули, особенно спереди от нее, возникает уплотнение воздуха, а за пулей появляется зона разреженного воздушного пространства, куда увлекается копоть выстрела за счет притягивающего эффекта. Таким образом, копоть перемещается за пулей. После пробивания первого слоя одежды копоть вместе с пулей устремляется в пулевую пробоину, это пространство как бы отсекает копоть от пули, поэтому пуля движется дальше, а копоть откладывается на коже или на внутреннем слое одежды. От копоти, которая откладывается при выстреле с близкой дистанции, это отложение отличается более бледным оттенком, небольшими размерами (диаметр 1,5-3 см), зубчатой или лучистой периферической границей, иногда наличием узкого светлого промежутка около краев отверстия. Главное отличие – отсутствие следов близкого выстрела на первом слое одежды.

Определение последовательности причинения огнестрельных ранений

Повреждения полых органов брюшной полости: первое огнестрельное ранение вследствие гидродинамического действия пули сопровождается обширным разрывом обычно задней стенки органа, которое имеет звездчатую форму. При последующих выстрелах гидродинамический эффект резко уменьшается или исчезает, поэтому последующие отверстия значительно меньше, форма их округлая

Если ранения были нанесены через достаточно большой промежуток времени, то можно определить их очередность по степени выраженности воспалительной реакции в области ран

Можно ориентироваться на степень выраженности кровоизлияния в области ран, т.к. рана, образовавшаяся позднее, кровоточит меньше, и интенсивность кровоизлияния будет также меньше.

При выстрелах очередью наименьшее расстояние будет между первым и вторым входными отверстиями, а между последующими постепенно возрастает.

Повреждения при выстреле из охотничьих дробовых ружей

Патроны снаряжаются дробью или картечью. При выстреле дробь или картечь вместе с пыжами вылетает из ствола как единый компактный снаряд, который затем начинает распадаться на составные части. Максимальная дальность полета дроби 200-400м, картечи до 500-600м, войлочные пыжи могут лететь до 40м. Наиболее тяжелые повреждения возникают при выстреле в упор или с близкого расстояния, когда дробовой заряд действует еще компактно.

При выстреле в голову в упор отмечается почти полное ее разрушение. При этом мягкие покровы головы разорваны на несколько крупных лоскутов, череп сломан на много осколков, часть из которых удерживается на фрагментах мягких тканей. Головной мозг полностью или частично разрушен и выброшен из полости черепа. В подобных случаях трудно установить, где расположено входное отверстие и каково было направление выстрела. Однако при тщательном исследовании могут быть обнаружены отдельные дробины, застрявшие в мягких тканях или в волосах, что указывает на огнестрельный характер травмы. На отломках костей с их внутренней поверхности могут быть обнаружены мелкие вдавления от ударов отдельных дробин, а на обрывках ТМО можно найти мелкие пробоины. Соответственно входному отверстию на кожных лоскутах обнаруживают дефект ткани округлой или овальной формы с закопченными краями. То же можно обнаружить на костях, если собрать отломки на песке (пластилине).

При выстреле в упор в случае герметического упора в других частях тела наблюдаются обширные разрывы кожи, отпечаток дульного среза ствола, дополнительные факторы выстрела располагаются в глубине раневого канала. Мышцы по ходу раневого канала местами окрашены в светло-красный цвет.

При неплотном упоре (соприкосновении) характерными являются ожоги кожи или опаление пушковых волос (ворса одежды) от термического действия.

При выстрелах на расстоянии до 1 м образуется одна входная огнестрельная рана диаметром 2-4 см с неровными фестончатыми краями.

При выстреле с расстояния от 1 до 2-5 м образуется одно входное огнестрельное отверстие (основное), которое имеет тоже округлую или овальную форму и фестончатые края, вокруг него на коже имеются отдельные круглые ранки с небольшим дефектом ткани, пояском осаднения и металлизации за счет начинающегося рассеивания дроби.

При выстреле с расстояния свыше 5 м одного центрального отверстия не наблюдается, а возникают лишь множественные отдельные ранки от дробин, разбросанные на той или иной площади. Чем больше эта площадь, тем большее было расстояние.

При выстреле с нескольких десятков метров в тело попадают лишь отдельные дробины.

Дробовые ранения, как правило, являются слепыми. В раневом канале помимо дроби или картечи могут быть обнаружены фрагменты пыжа.

Повреждения при выстреле из газового и газово-дробового оружия

Газовое ствольное оружие по своему внешнему виду, размерам и конструктивным особенностям, как правило, копирует соответствующие образцы револьверов и пистолетов. Но существенными конструктивными особенностями газового оружия являются:

отсутствие в стволе полей нарезов

наличие в стволе газового оружия т.н. рассекателя, который представляет собой чаще всего металлическую пластину толщиной 2-3,5 мм, идущую вертикально вдоль всего ствола, назначение его состоит в том, что он препятствует возможности произвести выстрел боевым патроном.

Отличительной чертой газового ствольного оружия является то, что вместо пули применяются отравляющие вещества раздражающего действия – ирританты. Они предназначены для временного лишения человека способности к активным целенаправленным агрессивным действиям.

Устройство газового патрона :

гильза и капсюль

пороховой заряд

вместо пули – пластиковый контейнер, содержащий ирритант в кристаллическом виде.

Этот контейнер отделяется от порохового заряда узкой перегородкой в сочетании с прокладкой из тонкого волокнистого материала. Гильзы патронов изготавливают из латуни или бронзы.

Механизм выстрела: при ударе байка по капсюлю воспламеняется порох и, в результате выделяемого при этом тепла, за доли секунды ирритант из кристаллического состояния переходит в газообразное. Пороховые газы выталкивают из ствола газообразное облако ирританта, при этом ширина его до 1,5 м, а длина до 6 м. Максимальный эффект наблюдается на расстоянии 2-3 м от дульного среза до преграды.

Ирританты в зависимости от того, воздействуют они на органы зрения, дыхательные пути или кожные покровы, разделяются на :

Лакриматоры (слезоточивые газы) – ирританты, которые избирательно действуют на чувствительные окончания глазничного нерва. Действие развивается в течение первых нескольких секунд: появляется жжение, резь в глазах, боль в области глазных яблок, чувство попадания песка в глаза, обильное слезотечение, светобоязнь (функциональные расстройства). Если лакриматоры воздействуют в высокой концентрации на близком расстоянии, возможны и органические поражения в виде химического ожога глаз. Попытки промыть глаза водой лишь усиливают токсический эффект. Через 40-60 минут эффекты постепенно исчезают, и если были лишь функциональные расстройства, никаких изменений можно не обнаружить. Поэтому чем раньше осматривается пострадавший, тем лучше.

Стерниты – действуют преимущественно на слизистую оболочку верхних дыхательных путей. При их действии эффект может наступить через 30 сек – 30 мин после выстрела, время зависит от концентрации стернита. Симптомы: жжение и боль в носу, носоглотке, в области лобных пазух, за грудиной, и даже в животе. Характерны головная боль, кашель, тошнота, рвота. Из органических изменений могут наблюдаться химические ожоги слизистой оболочки верхних дыхательных путей различной глубины, иногда развивается токсическая пневмония.

Ирританты смешанного действия представлены двумя группами:

раздражающие преимущественно оболочки глаз и верхних дыхательных путей,

раздражающие оболочки глаз, верхних дыхательных путей и кожные покровы.

В случае действия ирритантов на оболочки глаз и ВДП возникают эффекты, похожие на действие лакриматоров и стернитов. При попадании ирритантов смешанного действия на кожу дополнительно отмечается зуд, жжение боль, эритема кожи. Следует помнить, что при воздействии на увлажненную кожу эффект резко усиливается, может возникнуть даже химический ожог кожи.

Все перечисленные ирританты, как правило, не вызывают наступления смерти, но при действии в больших концентрациях могут привести к летальному исходу. Наиболее частой причиной летального исхода является токсический отек легких. Как осложнения могут возникать кератоконъюнктивиты, кератиты, различной глубины некрозы слизистой глаз, поражения дыхательных путей в форме бронхитов, трахеитов, пневмоний. Может наблюдаться поверхностный некроз кожных покровов.

Наиболее тяжелые повреждения наблюдаются при выстреле в упор или с близкой к нему дистанции, при этом могут формироваться проникающие раны различных областей тела с дырчатыми переломами плоских костей, обычно слепым раневым каналом длиной 4-5 см.

При выстреле в упор из газового ствольного оружия калибра 8-9 мм раны имеют округлую или овальную форму с небольшим дефектом кожи в центре. Края их неровные, с множественными небольшими разрывами, отслоениями и расслоениями мягких тканей. Штанц-марка слабо выражена и носит фрагментированный характер. В раневом канале определяются многочисленные полусгоревшие пороховые частицы и другие фрагменты снаряжения патрона.

Если выстрел производится в область, где мягкие ткани тонкие и прилежит кость, при выстреле в упор образуются раны преимущественно звездчатой формы, выражены краевые разрывы и расслоение тканей. Дырчатые переломы плоских костей, как правило, имеют неправильную округлую форму, края их неровные, мелко или крупнозубчатые. При упоре-соприкосновении могут возникать линейные переломы на плоских костях до 2-3 см в длину.

Газово-дробовое оружие . Если используются патроны снаряженные дробью, то поражающее действие резко усиливается. Фирменные дробовые патроны для использования в газовом ствольном оружии содержат от 40-50 до 200 дробин правильной круглой формы около 1мм в диаметре. При выстрелах из газового ствольного оружия патронами, снаряженными дробью наблюдаются следующие особенности огнестрельных ранений:

Слепой характер ранений

Небольшой объем повреждений при выстреле в упор

Наличие фрагментов пыжа в раневом канале

Формирование параллельных желобообразных повреждений в дерме по ходу раневого канала

Сколы и вмятины на наружной костной пластинке от действия дробин

Форма раны на коже характеризуется как «карточное сердце» – по центру участок неповрежденной кожи в проекции рассекателя

Большое количество фрагментированной дроби в раневом канале (разбивается от удара о рассекатель)

Граненость поверхности отдельных дробин за счет контакта с рассекателем

Слипание 2-3 дробин с гранеными поверхностями в конгломераты.

Гидродинамических автоколебаний эффект

Анимация

Описание

Явление возникновения акустических волн в турбулентной затопленной струе жидкости при взаимодействии с препятствием определенной формы называется гидродинамическим автоколебательным эффектом.

Устройства, преобразующие кинетическую энергию струи жидкости в энергию акустических колебаний называется гидродинамическими излучателями.

Работа гидродинамического излучателя основана на генерировании возмущений в жидкой среде в виде некоторого поля скоростей и давлений при взаимодействии вытекающей из сопла струи с препятствием определенной формы и размеров, либо при принудительном периодическом прерывании струи. Эти возмущения оказывают обратное действие на основание струи у сопла, способствуя установлению автоколебательного режима. Механизм излучения звука возмущениями может быть различным в зависимости от конструкции гидродинамического излучателя, которая принципиально отличается от конструкции газоструйных излучателей для воздушной среды, хотя гидродинамические излучатели и называют жидкостными свистками.

Наибольшее распространение получили пластинчатые гидродинамические излучатели, состоящие из погруженных в жидкость прямоугольного щелевого сопла (рис. 1) и заостренной в сторону струи пластинки, которая крепится в узловых точках (рис. 1а) либо консольно (рис. 1б).

Схема пластинчатого гидродинамического излучателя с креплением пластинки в узловых точках

Рис. 1а

Обозначения:

2 - пластинка;

3 - точки крепления.

Схема пластинчатого гидродинамического излучателя с консольным креплением пластинки

Рис. 1б

Обозначения:

2 - пластинка.

При натекании на пластинку потока жидкости в ней возбуждаются изгибные колебания, основная собственная частота которых:

,

где a - коэффициент пропорциональности, зависящий от способа крепления пластинки;

l - длина пластинки;

t - толщина;

Е - модуль упругости;

r - плотность материала, из которого изготовлена пластинка.

Если все перечисленные величины выражены в единицах системы СГС, то при креплении пластинки в двух узлах a = 2,82, а консольно a = 0,162.

Наличие присоединенной массы несколько принижает значение f PL . В натекающей струе возникают автоколебания с частотой:

f c =k n /h,

где n - скорость струи;

h - расстояние между соплом и пластинкой;

k - коэффициент пропорциональности, зависящий от n и h .

Для возбуждения интенсивных колебаний необходимо совпадение f c и f PL . На практике настройка пластины в резонанс с колебаниями струны не представляет особых трудностей и осуществляется регулировкой скорости истечения струи и изменением расстояния между соплом и пластинкой. Пластинчатые гидродинамические излучатели генерируют колебания с частотами ~2ё 35 кГц. Излучение акустической энергии при работе пластинчатых гидродинамических излучателей осуществляется в основном за счет колеблющейся пластинки в направлении, перпендикулярном ее плоскости, с максимумом посредине опор (рис. 1а) либо вблизи свободного конца (рис. 1б).

Временные характеристики

Время инициации (log to от -1 до 0);

Время существования (log tc от 0 до 6);

Время деградации (log td от -1 до 0);

Время оптимального проявления (log tk от 1 до 5).

Диаграмма:

Технические реализации эффекта

Техническая реализация эффекта

Простейшая техническая реализация представлена на рис. 1а. В качестве сопла можно использовать бытовой пылесос со щелевой насадкой, в качестве пластины - полоску тонкой (0,1мм) стальной фольги, зажатую одним концом в массивное основание. Изменяя длину консольной части пластины (то есть резонансную частоту свободных колебаний пластины) можно получить различные частоты автоколебаний, меняя одновременно расстояние от сопла до пластины, как это описано в содержательной части. При этом частота автоколебаний будет всегда практически совпадать с частотой собственных колебаний.

Применение эффекта

Гидродинамические излучатели применяются для интенсификации различных технологических процессов, таких, как эмульгирование нерастворимых друг в друге жидкостей (например, получение высококачественных эмульсий вода-масло, вода-ртуть), диспергирование твердых частиц в жидкостях (например, графита в масле), ускорение процессов кристаллизации в растворах, расщепление молекул полимеров, очистка стального литья после прокатки и т.д.

Пример 1. Пластинчатый гидродинамический излучатель с кольцевым соплом.

В конструкции гидродинамического излучателя имеется кольцевое щелевое сопло 1 (рис. 2), образованное двумя коническими поверхностями, а колеблющимся препятствием служит полый цилиндр 2 , который разрезан вдоль образующих так, что создается система расположенных консольных пластин.

Схема пластинчатого гидродинамического излучателя

Рис. 2

Возможен и другой механизм излучения гидродинамического излучателя - за счет пульсации кавитационной области, образующейся между соплом и припятствием (рис. 3).

Схема стержневого гидродинамического излучателя

Рис. 3

Основные элементы такого излучателя - конусно-цилиндрическое сопло 1 , препятствие-отражатель 2 и резонансная колебательная система в виде стержней 3 , расположенных вдоль образующих цилиндра с осью сопло - отражатель. Она может быть изготовлена либо в виде набора скрепленных по краям стержней, либо в виде пустотелого цилиндра с профрезерованными вдоль образующих пазами. Отражающие поверхности могут быть выпуклыми, плоскими и вогнутыми. Лучшим в энергетическом отношении является вогнутый отражатель в виде лунки, обеспечивающий образование кавитационной области, содержимое которой с определенной частотой (частотой основного тона) выбрасывается из зоны сопло - отражатель. Для возбуждения интенсивных колебаний необходимо определенное соотношение между диаметром лунки D на торце отражателя и диаметром сопла d при определенной форме отражающей поверхности. Пульсации кавитационной области создают переменные поля скоростей и давлений, которые возбуждают в стержнях 3 изгибные колебания на их собственной частоте, что дает вклад в излучение, повышая его интенсивность и монохроматичность. Собственная частота стержней f ст определяется по той же формуле, что и f пл (коэффициент a при двустороннем закреплении стержней равен 1,03, а при консольном -0,7). Гидродинамические излучатели подобной конструкции называются стержневыми.

Принцип излучения за счет пульсации кавитационной области возможен в конструкции гидродинамического излучателя, подобной изображенной на рис. 3, если в дне цилиндрического припятствия имеется отверстие диаметром d . Кавитационная область тороидальной формы образуется между торцами сопла и отражателя (сопла и цилиндра). Для этого необходима скорость истечения жидкости 20-30 м/с и напор примерно 2-10 атм. Спектр частот генерируемых колебаний - 0,3-25 кГц.

Возможны гидродинамические излучатели, действие которых основано на эффекте Бернулли. Они состоят из кругового сопла 1 (рис. 4) и защемленной по контуру мембраны 2 .

Схема гидродинамического излучателя

Рис. 4

Струя, вытекая из сопла, периодически меняет давление в зоне сопло - мембрана, вызывая колебания мембраны. При этом в жидкость излучаются мембраной низкочастотные колебания. Колебания излучаются с основным тоном, соответствующим собственной частоте изгибных колебаний мембраны.

Кроме перечисленных, существуют роторные излучатели, основными рабочими элементами которых являются соосно расположенные цилиндры - статор и ротор. Каждый из них на боковых поверхностях снабжен системой прорезей или отверстий. Работа их подобна работе сирен и сводится к периодическому прерыванию струи жидкости, что достигается чередованием прорезей статора и ротора при вращении и приводит к возникновению в рабочей среде пульсаций давления. Частота роторных гидродинамических излучателей определяется количеством прорезей и числом оборотов ротора.

Гидродинамические излучатели способны излучать акустические колебания в широком частотном диапазоне: от 0,3 до 35 кГц с максимальной интенсивностью ~1,5-2,5 Вт/см2 . Общими преимуществами гидродинамических излучателей являются дешевизна получаемой акустической энергии, простота конструкций и их эксплуатации, а так же тот факт, что струя жидкости является в них, с одной стороны, генератором колебаний, а с другой - объектом озвучивания. Преимущество пластинчатых гидродинамических излучателей - возможность работы при относительно низких напорах, начиная примерно с 2 атм.; недостатки - частые поломки пластин из-за усталостных напряжений, трудность расположения опор точно в узловых точках, затруднения при генерировании колебаний в вязких средах и средах с твердыми примесями. Стержневые гидродинамические излучатели лишены указанных недостатков, однако они работают при повышенных напорах, начиная примерно с 4 атм. Роторные гидродинамические излучатели существенно сложнее пластинчатых и стержневых как в конструктивном отношении (из-за необходимости обеспечения высокой соосности ротора и статора, наличие вращающихся элементов и т.д.), так и в эксплуатации, но они имеют наибольшую по сравнению с другими гидродинамическими излучателями производительность.

В момент выстрела не все порошинки воспламеняются и не все воспла­менившиеся сгорают. Это зависит от системы оружия, длины ствола, сорта пороха, формы порошинок, «старости пороха», условий его хранения, зна­чительных колебаний температуры, повышенной влажности, ослабления капсюля за счет частичного разложения капсюльного состава.

Выброшенные из канала ствола порошинки летят на разное расстояние в зависимости от сорта пороха, свойств порошинок, вида оружия, формы и массы порошинок, количества и качества пороха, величины заряда, усло­вий его сгорания, расстояния выстрела и свойств преграды, конструкции дульного среза оружия, массы частиц копоти и порошинок, соотношения калибра ствола и снаряда, материала гильзы, количества выстрелов, темпе­ратуры и влажности окружающей среды, материала и характера поверхно­сти, плотности преграды.

Каждую порошинку можно рассматривать как отдельный маленький снаряд, обладающий большой начальной скоростью и определенной «жи­вой» силой, позволяющей причинить те или иные механические поврежде­ния и внедриться на некоторую глубину в ткань или только прилипнуть к ней. Чем больше и тяжелее каждая порошинка, тем дальше она летит и глубже внедряется. Крупнозернистые пороха летят дальше и проникают глубже мелкозернистых; цилиндрические и кубические зерна бездымного пороха летят дальше и проникают глубже пластинчатых или чешуйчатых.

Вылетая из канала ствола, порошинки летят вслед за пулей, конусооб­разно рассеиваясь, что обусловлено большой затратой энергии на преодо­ление воздушной среды. В зависимости от дистанции выстрела, расстоя­ние между порошинками и радиус их рассеивания становятся больше.

Иногда порошинки сгорают полностью, при этом судить о дистанции выстрела не представляется возможным.

Летя с небольшой скоростью, поро­шинки оседают на коже, с большей - причиняют ссадины, изредка окруженные кровоподтечностью, с очень большой - полностью пробивают кожу (рис. 142), об­разуя неисчезающую татуировку из сине­ватых точек. У живых лиц после зажив­ления мест повреждений порошинками образуются буроватые корочки, отпадаю­щие вместе с включенными в них поро­шинками, которые необходимо изъять для определения дистанции выстрела в случа­ях самоповреждений и членовредитель­ства. Проникающие на большую глубину порошинки вызывают воспалительную реакцию, выражающуюся покраснением и образованием корочек в местах их вне­дрения.

Летящие порошинки и их частицы, достигая волос, отщепляют тонкие пластинки с их поверхности, иногда крепко внедряются в толщу волоса и даже перебивают его.

Температурное действие порошинок. Выстрел дымным порохом мо­жет опалить волосы, изредка причинить ожог кожи и даже воспламенить одежду.

Бездымный порох не дает ожога кожи и не опаляет волос, что позволяет судить о виде пороха в случаях отсутствия порошинок.

Пуля

Двигаясь по каналу ствола нарезного оружия, пуля, вращаясь по винто­вым нарезам, делает около одного оборота вокруг продольной оси. Враща­ющаяся в воздушной среде пуля впереди себя у головного конца уплотняет воздух, образуя головную баллистическую волну (волну сжатия). У доныш­ка пули образуется разреженное запульное пространство и вихревой след. Взаимодействуя со средой боковой поверхностью, пуля передает ей часть кинетической энергии, и пограничный слой среды вследствие трения при­обретает определенную скорость. Пылевидные частицы металла и копоть выстрела, следуя за пулей в запульном пространстве, могут переноситься в нем на расстояние до 1000 м и откладываться вокруг входного отверстия на одежде и теле. Такое наложение копоти возможно при скорости движе­ния снаряда свыше 500 м/с, на втором нижнем слое одежды или кожных покровах, а не на первом (верхнем), как это бывает при выстрелах с близко­го расстояния. В отличие от выстрела с близкого расстояния, наложение копоти менее интенсивно и имеет форму лучистого венчика вокруг отвер­стия, пробитого пулей (признак Виноградова).

Попадая в тело, пуля образует огнестрельную рану, в которой различа­ют: зону непосредственного раневого канала; зону ушиба тканей стенок раневого канала (от 3-4 мм до 1-2 см), зону комоции (сотрясения тканей) шириной 4-5 см и более.

Зона непосредственного раневого канала. При попадании в тело пуля наносит мощный удар на очень малой площади, сжимает ткани и частично их выбивает, выбрасывая вперед. В момент удара в мягких тканях возника­ет ударная головная волна, которая устремляется в направлении движения пули со скоростью, значительно превышающей скорость полета пули. Ударная волна распространяется не только по направлению полета снаря­да, но и в стороны, вследствие чего формируется в несколько раз превыша­ющая объем пули пульсирующая полость, перемещающаяся вслед за пу­лей, которая спадается и превращается в обычный раневой канал. В мягких тканях возникают явления сотрясения среды (зона молекулярного сотрясе­ния), возникающие через несколько часов и даже суток. У живых лиц ткани, подвергшиеся молекулярному сотрясению, некротизируются, и рана заживает вторичным натяжением. Пульсации полости создают фазы отри­цательного и положительного давления, способствующие проникновению в глубину тканей инородных тел.

Быстрое спадение пульсирующей полости в начальной части раневого канала иногда выплескивает кровь и поврежденные ткани в обратном на­правлении движения пули. При выстрелах в упор и на дистанции выстрела 5-10 см капли крови могут попасть на оружие и даже в ствол.

Размер временной полости обусловлен не только энергией, переданной пулей тканям, но и скоростью ее передачи, в связи с чем пуля меньшей массы, летящая с большей скоростью, причиняет более глубокие повреж­дения. В зоне, граничащей с раневым каналом, ударная головная волна может вызвать значительные разрушения головы или груди без поврежде­ния крупных сосудов или жизненно важных органов самой пулей, а также переломы костей.

Одна и та же пуля, в зависимости от скорости кинетической энергии, пути, пройденного в теле, состояния органов, плотности тканей, наличия в них жидкости, действует различно. Для входа и выхода характерно конту-зионное, пробивное и клиновидное действие; выхода - контузионное и клиновидное; повреждений внутренних органов с наличием жидкости - гидродинамическое; костей, хрящей, мягких тканей и кожи противополож­ной стороны - контузионное.

В зависимости от величины кинетической энергии различают следую­щие виды действия пули на тело человека.

Пробивное действие пули возникает, когда кинетическая энергия рав­няется нескольким десяткам килограммометров. Пуля, движущаяся со ско­ростью свыше 230 м/с, действует как пробойник, выбивая ткань, вслед­ствие чего образуется определяемое углом вхождения пули отверстие той или иной формы. Выбитое вещество уносится пулей на значительное рас­стояние.

Входное отверстие в коже при выстреле под углом, близким к прямому или к 180°, и вхождении пули носиком или донышком имеет округлую или

неправильно-округлую (за счет сокращения тканей) форму и размеры, не­сколько меньше диаметра пули. Вхождение пули боком оставляет отвер­стие, соответствующее форме профиля пули. Если пуля до вхождения в тело деформировалась, то форма отверстия будет отображать форму деформированной пули. Края такого отверстия окружает равномерное осаднение, стенки раны отвесны.

Вхождение пули под острым углом оставляет осаднение со стороны острого угла, с этой же стороны выявляется и скошенность стенок, а на-висание - со стороны тупого угла.

Разрывное действие пули наблюдается, когда кинетическая энергия равняется нескольким сотням килограммометров. Мощный удар пулей, сила которого сосредоточена на малой площади, вызывает сжатие тканей, их разрыв, частичное выбивание и выброс, а также сдавление тканей вок­руг пули. Вслед за прохождением пули часть сжатых тканей продолжает свое движение в стороны, вследствие чего образуется полость, в несколько раз превышающая диаметр пули. Полость пульсирует, а затем спадается, превращаясь в обычный раневой канал. Морфологически разрывное дей­ствие пули проявляется в разрыве и растрескивании тканей на большей площади, чем величина пули. Это обусловливается очень большой «жи­вой» силой пули, ее гидродинамическим действием, повреждением пуле­вой оболочки, неправильным полетом пули, прохождением пулей различ­ных по плотности тканей человека, поражением специальными пулями (эксцентриками).

С разрывным действием пули не следует путать действие взрывных пуль, содержащих взрывчатое вещество, взрывающееся в момент удара пули о тело.

Клиновидным действием обладают пули, летящие со скоростью менее 150 м/с. Кинетическая энергия пули равняется нескольким килограммо­метрам. Достигнув цели, пуля действует как клин: сдавливает мягкие тка­ни, растягивая, выпячивает их в виде конуса, разрывает и, проникая во­внутрь, в зависимости от величины кинетической энергии, на ту или иную глубину, образует слепое ранение. Форма входного отверстия в коже зави­сит от угла вхождения пули в мягкие ткани, полоса осаднения будет боль­шей по сравнению с пробивным действием пули. Это объясняется меньшей скоростью вхождения пули в тело. Мягкие ткани и осколки костей пуля с собой не уносит, что обусловлено раздвиганием мягких тканей и спадени­ем стенок раневого канала.

Ударное, или контузионное действие пули проявляется в случаях утраты скорости и кинетической энергии пулей. В конце полета пуля уже не может причинить характерных огнестрельных ран и начинает действо­вать как тупой предмет. Удар пули на коже оставляет ссадину, ссадину, окруженную кровоподтеком, кровоподтек или поверхностную рану. Удар о близко расположенную кость деформирует пулю.

Гидродинамическое действие пули выражается в передаче энергии пули жидкой средой по окружности на ткани поврежденного органа. Такое действие проявляется при попадании пули, движущейся с очень большой

скоростью, в полость с жидким содержимым (в сердце, наполненное кро­вью, желудок и кишечник, заполненные жидким содержимым) или ткань, богатую жидкостью (головной мозг и пр.), что приводит к обширным разрушениям головы с растрескиванием костей черепа, выбрасыванию наружу мозга, разрыву полых органов.

Сочетанное действие пули проявляется в последовательном ее про­хождении через несколько областей тела.

Осколочно-пулееым действием обладает пуля, взрывающаяся вблизи тела с образованием множества осколков, наносящих повреждения.

Пуля, попавшая в кость, в зависимости от величины кинетической энер­гии причиняет разнообразные повреждения. Движущаяся с большой ско­ростью, она вызывает дополнительные повреждения в мягких тканях и органах, продвигающимися в направлении ее полета осколками костей и фрагментировавшимися осколками.

Факторы выстрела (сопутствующие продукты выстрела - СПВ (поро­ховые газы, копоть выстрела, остатки пороховых зерен и др.) в зависимо­сти от ряда условий причиняют всегда входную и иногда выходную раны, получившие название входного и выходного отверстий, соединенных ране­вым каналом.

Входное отверстие огнестрельного ранения

Впервые морфологию и механизм возникновения входного и выходного отверстий описал в 1849 г. Н.И. Пирогов. Он писал: «Отверстие входа отличается от выхода тем, что вход бывает всегда с потерею существа кожи. Отверстие выхода мы никогда не замечали круглым. Оно, очевидно, обра­зуется через один только разрыв кожи, без потери ее существа или, по крайней мере, с потерею несравненно меньшею, нежели отверстие входа». «...Пуля входа выбивает в ней круглое отверстие; выхода же - натягивает ее изнутри и раздирает».

П.П. Заблоцкий в 1852 г. констатировал, что «рана входа представляет вообще потерю вещества, рана же выхода - разрыв ткани».

Потерю существа кожи - дефект ткани, являющийся главным призна­ком входного огнестрельного отверстия, доказали М.И. Райский и Н.Ф. Жи­водеров (1935) путем экспериментального отстрела одинаковых по раз­мерам и весу кусочков кожи с последующим их взвешиванием после отстрела. На основании проведенных опытов были установлены уменьше­ние веса кусочков кожи и невозможность сведения противоположных кра­ев повреждения. Назвав этот признак «минус-ткань», они подтвердили выводы Н.И. Пирогова и П.П. Заблоцкого.

Дефект ткани в зависимости от дистанции выстрела образуют предпу-левой воздух, газы, снаряд, которые позволяют по особенностям раны и изменений вокруг нее решать такие важные вопросы, как дистанция выстрела, характер, форма и размеры снаряда.

Описывая огнестрельные раны, необходимо указать, образуется ли при сведении краев раны складка кожи, являющаяся главным признаком вход­ного огнестрельного отверстия и свидетельствующая о пробивном дей-

ствии. Колющие орудия хотя и образуют отверстия, но, в отличие от огне­стрельного, не пробивают, а растягивают, разрывают и раздвигают все слои тканей. Сопоставление краев таких ран не вызывает возникновения скла­док кожи, что позволяет устанавливать происхождение ран.

Форму входного отверстия определяют дистанция выстрела, действие предпулевого воздуха, газов, величина и форма снаряда, скорость, угол вхождения пули (рис. 143), баллистические свойства оружия и боеприпа­сов, наличие подлежащих костей.

Угол вхождения пули около 180° или 90° образует круглую или округ­лую рану, а около 70° и менее - приближает ее к овалу (рис. 144). В связи с неравномерным сокращением тканей, а главное, мышц, круглая форма переходит в той или иной степени в овальную.

Положение о том, что овальная форма раны всегда свидетельствует о выстреле под острым углом, является ошибочным. Подтверждением та­кого выстрела служит выраженное полулунное осаднение какой-либо ча­сти по краю раны, особенно если осаднению сопутствуют растрескивание эпидермиса и скошенность стенок на противоположной стороне.

Очень редко овальное отверстие может напоминать ромб (например, при неравномерном повреждении и последующем сокращении тканей, ок­ружающих отверстие).

Вхождение пули боковой поверхностью (плашмя) образует входное от­верстие продолговатой формы, и контуры пояска осаднения могут отра­жать профиль пули.

При выстреле в области тела с близко расположеной костью предпуле-вой воздух и газы распространяются вдоль кости, отслаивают мышцы, надкостницу, иногда причиняя разрывы кожи у входа, иногда частично прорываются в раневой канал, и могут доходить до выходного отверстия.

Размеры входного отверстия зависят от эластичности кожи, степени ее натяжения в различных областях тела, дистанции выстрела, особенностей анатомического строения травмируемой области тела, наличия подлежа­щих костей, естественных складок кожи, податливости тканей (грудь, жи­вот), и, как правило, они меньше калибра пули, ибо втянутая пулей кожа,

Рис. 143. Форма входного отверстия

углом 180" (по Н.С. Бокариусу, 1930)

Рис. 144. Форма входного отверстия

и наложения копоти при выстреле под

острым углом (по Н.С. Бокариусу, 1930)

особенно в областях с большим массивом мягких тканей, сокращается, и размеры отверстия уменьшаются. В проекции кости мягкие ткани незна­чительно вдавливаются вовнутрь, размер входного отверстия почти соот­ветствует диаметру пули или может быть несколько больше. Входные от­верстия в естественных складках кожи могут увеличиваться в момент расправления этих складок на трупе. Выстрелы в упор и с близкой дистан­ции (1 и 2 зоны) оставляют больших размеров входные отверстия, а с дальней - меньших.

Иногда от края отверстия отходят радиальные разрывы, которые как часть отверстия рассматривать нет основания, так как они образуются от действия не пули, а предпулевого воздуха, газов и, таким образом, инфор­мации о размерах пули не несут. Неправильный полет пули в случаях выстрелов из дефектного оружия и рикошетирования оставляет отверстия разнообразной формы. Пуля, выпущенная из обреза, нередко фрагментиру-ется, нанося несколько ранений, иногда принимаемых за дробовые. Пули специального назначения причиняют отверстия больших размеров, чем размеры пули, что объясняется их конструктивными особенностями.

На характер краев входного отверстия влияют форма, скорость полета и угол вхождения снаряда в тело. Края отверстий, нанесенных остроконеч­ными пулями, более ровные. Закругленные и тупоконечные пули сильнее ушибают, и края, образованные ими, неровные, мелкозубчатые, а от дро­бовых снарядов - фестончатые. Стенки раневых каналов покаты, неровны. По краю входного отверстия располагается ободок осаднения и обтирания. На одежде имеются разволокнения нитей материала вокруг дефекта тканей.

В результате ушиба и трения пули вокруг огнестрельной раны возникает участок, лишенный эпидермиса, получивший название пояска осаднения. Ободок (поясок) осаднения первым отметил русский хирург М.Ф. Криво-шапкин (1858), а в 1865 г. на него обратил внимание Н.И. Пирогов. В 70-х годах Э. фон Гофман объяснил возникновение пергаментного ободка вы­сыханием осадненного участка проникающей пулей. Форма его обусловле­на углом вхождения пули в тело, а размеры - скоростью кинетической энергии и поверхностью контакта пули с кожей. Поясок осаднения стано­вится заметным в среднем через 3,5 ч после травмы. Пуля, обладающая большой скоростью движения, пояска осаднения не образует, что позво­ляет полагать о причинении ранения из современного длинностволь­ного оружия. На коже головы поясок осаднения бывает неразличим, что И.В. Слепышков (1933) объясняет разрывом и отслоением краев раны.

Входя в кожу, пуля неодинаково действует на различные слои. Кожа более эластична, чем эпидермис, который разрывается раньше ее, увлека­ется пулей и сдирается в окружности раны на удалении 1-2 мм от ее краев. Вследствие этого образуется поясок осаднения (травматическое кольцо, контузионное кольцо, ободок высыхания, эрозивная кайма и пр.). Пуля, входящая под прямым углом, причиняет поясок осаднения одинаковой ширины, а под острым - шире со стороны полета пули. При ранениях большими закругленными пулями возникает не только осаднение, но не­редко и кровоподтек в ближайшей окружности раны, что объясняется из­гибом пули, имеющей большую поверхность. Микроскопическим иссле-

дованием в окружности ран выявляются экхимозы. Зарубежные авторы называют их экхимотическим экскориативным кольцом. Размеры пояска осаднения зависят от степени податливости кожи травмируемой области, характера подлежащих тканей, скорости, формы и угла вхождения пули в тело.

Наружный диаметр пояска осаднения примерно равен размерам пули. В случаях ранения через одежду ободок осаднения бывает шире в связи с придавливанием одежды пулей к телу.

На ладонях и подошвенных поверхностях стоп, имеющих толстый рого­вой слой, осаднения не образуются, а возникают радиальные разрывы длиной до 0,3 см и отслоение эпидермиса.

Поясок обтирания - след, оставленный пулей по краям входного отвер­стия, и в начальном отделе раневого канала вследствие обтирания с поверх­ности пули мельчайших частиц металлов и соединений, принадлежащих капсюлю, гильзе, пуле, металлу канала ствола, продуктам инициирующего вещества и продуктам взрывчатого разложения пороха.

Скользящая по каналу ствола пуля стирает смазку, ржавчину, металл, копоть, остающиеся на ее поверхности. Входя в тело, она конусообразно натягивает кожу, плотно охватывающую и стирающую с ее поверхности большую часть перечисленных наложений, оставляя по краям входного отверстия поясок серого или темно-серого цвета шириной от 0,05 до 0,2 см. Такой поясок называют пояском загрязнения (обтирания, металлизации). Он может наслаиваться на поясок осаднения или совпадать с ним. Пуля, проходя через одежду, оставляет поясок обтирания на лицевой поверхно­сти материала, иногда таковой может отсутствовать.

При выстреле в волосистую часть головы концы волос, свисающие в просвет раны, размозжены, разделены на тяжи, наподобие метелки, от­дельные волосы размозжены по длине. Волосы покрыты черноватым нале­том и отдельными черноватыми глыбками.

Иногда рядом с поясками осаднения и обтирания располагается поясок вдавления, возникающий от давления ствола и прилежащих деталей ору­жия (шомпола) на ткани в окружности раны при выстрелах в упор.

Выстрел из смазанного оружия сопровождается выбросом из канала ствола частиц оружейной смазки, которые оседают на преграде. Наиболее четко следы смазки выражены после первого выстрела. Количество смазки прогрессивно уменьшается с увеличением числа выстрелов. Смазка распо­лагается по краю входного отверстия в виде отдельных брызг на дистанции до 45 см. Наряду с этим следы смазки можно обнаружить и от прикоснове­ния дульного конца оружия к преграде. Наличие смазки позволяет судить о входном отверстии, площадь расположения - о дистанции, а количест­во - об очередности выстрелов. Следы смазки при осмотре в УФЛ имеют вид ярко светящихся пятнышек.

Раневой канал

Раневым каналом называют путь, который предпулевой воздух, снаряд и пороховые газы проходят в теле. В зависимости от дистанции выстрела его образуют те или иные факторы выстрела (предпулевой воздух, газы,

пуля). Пороховые газы, содержащие окись углерода, соединяющуюся с ге­моглобином крови и мышц, превращают их соответственно в карбоксиге-моглобин и карбоксимиоглобин, окрашивающие ткани в светло-красный цвет в диаметре до 5 см чаще всего вокруг раневого канала. Форма и размер раневого канала определяются поперечным сечением, скоростью, характером движения пули и свойствами поражаемой ткани, дистанцией выстрела. Боковое вхождение снаряда в тело и его «кувыркание» в полете оставляют раневые каналы больших размеров, чем при прямолинейном его движении. Прохождение снаряда через эластические ткани (сухожилия, фасции) образует щелевидные каналы меньших размеров. Величина кана­ла в мышцах обусловлена степенью их кровенаполнения и напряжения в момент травмы.

Наиболее часто канал представляет собой более или менее прямую линию, являющуюся продолжением направления полета пули до входа ее в тело, но иногда бывают и отклонения от этого направления. Они опреде­лены свойствами тканей, поражаемым снарядом, кинетической энергией пули, ее целостью, углом вхождения в тело, особенностями анатомической области тела, поражаемой снарядом.

По направлению и расположению канала в теле различают:

прямые - имеют вид более или менее прямой линии, сохраняющей направление выстрела. Их оставляют снаряды, проходящие через неболь­шое количество компактных, близлежащих тканей и органов;

косые - имеют вид косой линии, проходящей в направлении ветрела;

ломаные (зигзагообразные) каналы образуются от прохождения снаряда через несколько органов, которые могут легко смещаться или изменять свое положение в теле;

тангенциальные (касательные) каналы возникают в случаях вхождения пули в округлую область тела под очень острым углом и выхода ее вблизи входа;

опоясывающие каналы наносятся незначительной энергией пули, при­чиняющей канал, соответствующий форме рельефа, опоясываемой им об­ласти тела;

отклоненные каналы образуются в случаях встречи пули в теле с непре­одолимым для нее препятствием, в связи с чем она изменяет свой путь и прокладывает канал в другом направлении. Такое отклонение возможно только при наличии острого угла соударения или применении пуль со смещенным центром тяжести так называемых эксцентриков;

прерванные каналы возникают при прохождении пули через полые органы или раздвигании ею легко смещающихся органов. Различают внеш­ние и внутренние прерванные каналы. Первые наблюдаются во время про­хождения через две и более областей тела, вторые - в случаях прохожде­ния во внутренних органах и между ними;

множественные (разветвляющиеся) каналы возникают вследствие раз­рыва в теле одного снаряда на несколько частей. Входящий в тело снаряд вначале оставляет один канал, который на некотором удалении от входа в результате разрыва снаряда разветвляется на несколько каналов. Мно-

жество каналов образуется от действия дробового снаряда и взрывной травмы.

Кроме того, они наносятся выстрелом из оружия пулей со смещенным центром тяжести. Вследствие неустойчивого равновесия пуля, проходя че­рез границу двух сред различной плотности, теряет устойчивость, изменя­ет направление полета, кувыркается, и раневой канал не только становится ломаным, но и различной ширины.

По сообщению с внешней средой раневые каналы бывают слепые и сквозные. Слепой раневой канал - это канал, сообщающийся с внешней средой одним концом, сквозной раневой канал - это канал, сообщающий­ся с внешней средой обоими концами.

Направление раневых каналов в тканях и органах

Важное значение для практики имеет установление направления ране­вых каналов, по которым судят о направлении выстрела, положении и членорасположении пострадавшего. На направление раневого канала в теле человеке влияет анатомическое строение травмируемых тканей. Мозговое вещество мягко, и поэтому канал имеет прямолинейное направ­ление. По его ходу ткань размозжена и унесена снарядом (пробивное дей­ствие снаряда). Реже он образуется только при раздвигании ткани мозга. В окружности его много точечных кровоизлияний. Стенки канала неров­ные. Диаметр часто больше калибра пули.

Мышцы более плотные, чем мозг, и оказывают малое сопротивление снаряду. Они имеют волокнистое строение, обычно раздвигаются и раз­рываются снарядом в зависимости от направления его движения. Чаще преобладает клиновидное действие. Вследствие подвижности мышц и из­менения положения конечностей канал меняет свое направление и перво­начальная прямая линия может стать ломаной или зигзагообразной.

В полых тонкостенных органах, если они не наполнены (желудок, киш­ки, мочевой пузырь), возникают отверстия, подобные кожным, несколько меньше диаметра пули, за счет сокращения мышц и эластичности серозной оболочки. Отверстия могут образовываться как за счет пробивного, так и клиновидного действия пули. В этом случае они имеют вид узких щелей. При перекрещивании мышц отверстие принимает четырехугольную фор­му. В зависимости от наполнения органов, форма отверстий звездчатая или крестообразная, а вследствие гидродинамического эффекта орган разрыва­ется в различных направлениях.

Оболочки внутренних органов и мышц (фасции, связки, околосустав­ные сумки, околосердечная сумка, твердая мозговая оболочка) довольно прочны, эластичны и по характеру сопротивления сходны с кожей. Вслед­ствие эластичности тканей величина отверстия меньше калибра пули.

Стенки крупных сосудов, трахеи и крупных бронхов очень плотны и мало эластичны. При попадании в них пули они рвутся, принимая звездо­образную форму. Пуля, движущаяся с малой скоростью, может оставить округлое отверстие с дефектом артерии или бронха. Концы разорвавшегося сосуда иногда сокращаются и смещаются.

В легких канал прямой, что обусловлено клиновидным действием пули. Вследствие повреждения легочной ткани канал спадается.

В сердце раневой канал причиняется гидродинамическим, пробивным, клиновидным и разрывным действием пули. Канал бывает прямым и ка­сательным. Околосердечная сумка иногда не повреждается, так как кине­тическая энергия незначительна и снаряд не может ее пробить. В этих случаях пуля выталкивается натянувшейся околосердечной сумкой и обна­руживается где-нибудь поблизости. Отверстие в сумке часто не соответ­ствует отверстию в сердце.

В печени, селезенке, почке каналы обычно прямые, возникают от кли­новидного и разрывного действия. Отверстия звездообразные.

Повреждения костей связаны с кинетической энергией пули. Она может причинить трещину, вдавленный, оскольчатый и дырчатый переломы. Для плоских костей типичен дырчатый перелом, имеющий вид усеченного конуса. Основание конуса всегда обращено в направлении раневого канала, что позволяет определить направление полета пули.

Перпендикулярное вхождение пули в кость наносит округлой формы перелом наружной костной пластинки, диаметр которой примерно соответ­ствует диаметру пули. Внутренняя костная пластинка отламывается на большей площади. Края отверстия соединены каналом со скошенными стенками. При вхождении пули с малой скоростью, но достаточной для образования перелома по его краю, возникают небольшие отколы, благода­ря чему он приобретает зубчатый вид. В отличие от входного отверстия, основание выходного обращено кнаружи, что позволяет судить о направле­нии движения пули.

Вхождение пули под острым углом со стороны тупого угла сопровожда­ется сколом наружной костной пластинки. Внутренняя костная пластинка со стороны острого угла откалывается на большей площади (рис. 145).

В эпифизах длинных трубчатых костей пуля, движущаяся с большой скоростью, причиняет дырчатый перелом, а с малой - пробив со стороны входа кость, остается в губчатом веществе. В диафизах трубчатых костей пуля, движущаяся с очень большой скоростью, вызывает дырчатый пере­лом, а с меньшей - оскольчатые переломы. После реконструкции кости можно выявить место входа и выхода пули и иногда установить ее размеры.

Рис. 145. Пробивание пулей черепа (по Н.С. Бокариусу, 1930):

а - вхождение пули перпендикулярно к поверхности кости; 6 - вхождение пули под острым углом

Со стороны входа кость имеет отверстия, по конфигурации соответствую­щие форме пули. От краев отверстия отходят трещины, имеющие косое направление по отношению к длиннику кости, образующие на боковых поверхностях от входного отверстия осколки треугольной или трапецие­видной формы, напоминающие крылья бабочки. В этой связи такой пере­лом называют бабочковидным. На противоположной входу пули стороне кости отверстие имеет большие размеры, чем на стороне входа. От него отходят трещины, большая часть которых имеет продольное направление.

Величина входного отверстия зависит от эластичности костей. Она мо­жет равняться величине снаряда, быть меньше или больше его. Диаметр входного отверстия перпендикулярно входящей пули обычно соответству­ет ее диаметру, что имеет важное значение для следственной практики при определении калибра оружия.

Пуля может раздвигать органы, ткани и оболочки, проскальзывать меж­ду петлями кишек, огибать более плотные органы, не производя суще­ственных изменений. Поэтому прослеживать ход раневого канала надле­жит до извлечения внутренних органов.

По ходу раневого канала прослеживаются наложения копоти, а при поражении безоболочечной пулей - иногда и частицы свинца.

Форма и размеры поперечного сечения раневого канала обусловлены размерами недеформированной, или деформированной, или разорвавшей­ся пули, скоростью, характером ее движения и свойствами повреждаемых тканей. Как правило, раневой канал приобретает форму усеченного конуса, вершиной обращенного по направлению полета пули. Стенки раневого канала неровны, с множественными надрывами, пропитаны кровью. След­ствием гидродинамического действия пули, проходящей сквозь внутрен­ние органы являются звездчатые разрывы стенок.

Исследование раневых каналов производят послойным последователь­ным препарированием мягких тканей, через которые проходит канал. Зон­дирование раневых каналов с целью определения глубины и направ­ления запрещается.

По направлению раневых каналов выясняют направление и место про­изводства выстрела, что необходимо для раскрытия преступления.

Выходное отверстие

Проходя через тело, пуля образует канал, подходя к коже с внутренней стороны. Обладающая большой кинетической энергией пуля образует в коже отверстия по типу пробойника или клина и выходит наружу. Это отверстие называется выходным и заканчивает раневой канал.

Форма выходного отверстия зависит от кинетической энергии пули, ее деформации или фрагментации и поворота вследствие внутреннего рико­шета или других причин, осколков кости, гидродинамического действия, направления линий Лангера, толщины поражаемой области (кости), плот­ности одежды и контакта тела с предметом.

При пробивном действии пули в выходном отверстии может образо­ваться дефект ткани, меньший по размерам, чем во входном отверстии, и оно имеет округлую или овальную форму. Такие отверстия бывают вслед-

ствие прижатия тела к твердой преграде и плотной одежде, прохождения пули через кисть и предплечье.

Наиболее часто недеформированная пуля, обладающая малой кинети­ческой энергией и выходящая из тела головным концом, действует клино­видно, раздвигая кожу и не выбивая ее. Выходное отверстие приобретает щелевидную, звездчатую, крестообразную форму (рис. 146, 147).

Разрывное действие пули оставляет отверстие рваной, неправильно-лоскутной и звездчатой формы.

Размеры выходного отверстия могут быть меньше пули, равны ей или больше ее. Такие колебания размеров выходного отверстия обусловлены кинетической энергией пули, механизмом образования отверстий, дефор­мацией и фрагментацией пули, действием осколков костей, гидродинами­ческим действием пули в мягких тканях в области выхода, изменением положения пули на выходе.

Края выходного отверстия неровны, нередко с разрывами, а в случаях соприкосновения с твердыми предметами и нахождения в тесной одеж­де - осаднены. Иногда осаднение путают с высыханием.

Высыхание у выходных отверстий обусловливается до выхода снаряда сильным сдавлением, растяжением и истончением кожи. На высыхание влияют жировая клетчатка, кровь и кориум, заполняющие отверстие. Осад­нение краев выходного отверстия встречается в случаях выхода пули под углом менее 60°. Поясок осаднения по краям выходных ран наблюдается у лиц с одетым головным убором, в плотной, застегнутой одежде, контакти­ровавших повреждаемой областью тела с каким-либо твердым предметом.

Сведенные края раны полностью закрывают просвет, не образуя склад­ки кожи, что, учитывая перечисленное выше, позволяет диагностировать выходное отверстие.

Рис. 146. Выходное отверстие на голове Рис. 147. Выходное отверстие на животе

Стенки раневого канала неровны, как бы вывернуты наружу. В просвете раны могут быть осколки костей и мягкие ткани.

Поясок обтирания по краям выходной раны всегда отсутствует. Повреж­денные волосы под микроскопом напоминают концы недавно острижен­ных волос; лишь вблизи свободных концов обнаруживаются порогообраз-ные уступы, характерные для выходных отверстий.