Поражающее действие стрелковых боеприпасов

Хотим мы это признавать или нет, но основное предназначение боевого стрелкового оружия заключается в эффективном поражении человеческого тела. В то же время, механизм воздействия пуль на ткани неясен даже для многих специалистов, занимающихся конструированием оружия.

Для объяснения взаимодействия пули и тканей используют такое понятие, как "раневой канал" или "профиль раны". В зависимости от характера раневого канала, наличия или отсутствия в нем ранившего снаряда различают: разрушения и отрывы частей тела, сквозные, слепые, частично слепые или частично сквозные, касательные, касательно-слепые и ушибленные раны. Разрушения и отрывы при выстрелах из ручного огнестрельного оружия встречаются редко.

Сквозным называют ранение, представляющее собой раневой канал, соединяющий входное и выходное отверстия. В таком раневом канале огнестрельного снаряда или его частей нет. Слепое ранение начинается от входной раны и заканчивается в глубине тела, а ранивший снаряд находится в конце канала. Снаряд может перемещаться, если канал заканчивается в какой-нибудь полости тела, полом органе или крупном сосуде. Частично сквозные или частично слепые ранения обычно представлены одним входным отверстием и разветвляющимися в глубине тела раневыми каналами, одна часть которых сквозные, другая – слепые.

Касательно-слепые повреждения носят характер открытой касательной раны в сочетании с несколькими слепыми каналами. Они также возникают при ранении фрагментами разрушившейся пули. Ушибленные огнестрельные раны возникают от снарядов, значительно потерявших скорость на излете, или в результате взаимодействия с преградой, а также от локальной передачи телу энергии удара снарядом по преграде.

Если огнестрельный снаряд проникает в полость тела, то такое ранение называют проникающим, остальные относятся к непроникающим. Оба этих вида ранений могут сочетаться с повреждениями внутренних органов, сосудов и нервов, переломами костей.

Механизм образования огнестрельного повреждения - сложный и неоднозначный процесс, в основе которого лежат многообразные физические и химические явления. Их называют повреждающими факторами выстрела. Возникая почти одновременно в короткое время выстрела, они существенно различаются по своим поражающим свойствам.

При преодолении огнестрельным снарядом предметов одежды, содержимого карманов, при взаимодействии пули с плотной преградой предметы могут частично или полностью разрушаться. Образующиеся при этом осколки и фрагменты способны причинять дополнительные повреждения. Такой же способностью обладают и обломки костей, поврежденных пулей. Все эти поражающие элементы носят название вторичных снарядов.

Наиболее изучен механизм повреждающего влияния пули. Благодаря наличию на внутренней поверхности ствола винтообразных нарезов, пуля приобретает вращательное движение со скоростью около 3000 оборотов в секунду. Вращение пули в зависимости от направления нарезов у разных типов оружия может быть направлено в левую или правую сторону. Головной конец пули совершает вращательное движение (прецессия) и колебательные движения (нутация). Амплитуда этих движений попеременно то снижается, то возрастает. Расстояние между смежными точками наименьшей амплитуды вращения называют периодом прецессии. Он обычно не превышает нескольких метров. Выстреленная пуля оказывает преимущественно механическое повреждающее действие. Окончательный объем и характер огнестрельного повреждения зависит от множества разнообразных факторов. Среди них: масса и калибр пули, ее форма, устройство, скорость и устойчивость, особенности движения пули в теле и многое другое.

Взаимодействие огнестрельного снаряда с поражаемой частью тела рождает качественно новые динамические характеристики: поглощенную энергию, время контакта, форму и протяженность раневой траектории, временную пульсирующую полость, устойчивость или неустойчивость движения снаряда, образование вторичных снарядов биологической природы, положение снаряда в момент удара, мощность ударного воздействия и другие.

В настоящее время можно составить в целом вполне определенное представление о взаимодействии огнестрельного снаряда с поражаемым биологическим объектом. Уже через 0,0005 с после первичного контакта проникающий в тело огнестрельный снаряд начинает оказывать взрывоподобное действие, отслаивая кожу и формируя временную пульсирующую полость, которая достигает наибольших размеров через 0,005 с, а затем постепенно, пульсируя со снижающейся амплитудой, к 0,08 с уменьшается. Полость начинает формироваться в процессе прохождения пули. Зарегистрированная динамика изменения пульсирующей полости и колебаний давления в процессе образования огнестрельного ранения показывает, что они представляют собой волнообразный процесс, выражающийся в резком и высоком первичном подъеме, а затем в столь же резком снижении давления с последующими более пологими и постепенно затухающими волнами. Первичный высокий подъем давления называют ударной волной. С ней связано поступательное повреждающее действие непосредственно самого огнестрельного снаряда. Последующие изменения принято обозначать как волны давления или сжатия. Их действием объясняют разрушения в тканях, окружающих раневой канал. Однако такое представление не вполне точно отражает происходящие процессы. На самом деле временная пульсация полости и волнообразные изменения давления свидетельствуют о попеременном действии на поражаемые ткани положительного и отрицательного давления. Биологические ткани более устойчивы к положительному давлению и в меньшей степени способны противостоять отрицательной полуволне. Отрицательное давление в водонасыщенной среде вызывает кавитацию: образование вакуумных полостей. Формируясь из ядра, полость вначале расширяется, а затем схлопывается. Весь процесс занимает несколько миллисекунд. При схлопывании каверн возникают ударные волны значительной силы, приводящие к перепадам давления в несколько тысяч килопаскалей. Силы кавитации столь велики, что способны разрушать стальные и железобетонные конструкции. Именно с этим явлением связано образование очагов разрушения биологических тканей. Таким образом, кавитационное воздействие обладает взрывоподобным эффектом.

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 часть 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 г.) запретила использование для поражения человека пуль, сплющивающихся в теле.

Смещение центра тяжести пули к 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 градусов на скорости около 1300 м/с, а при угле 45 градусов - около 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 градусов 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 энергии выше.

Малокалиберная пуля обладает большим поражающим действием, так как способна отдавать поражаемому объекту большую долю кинетической энергии по сравнению с пулей среднего калибра. Данный тип пуль позволяет говорить о новой, качественно отличной 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.

Например, 5,7-мм остроконечная пуля нового боеприпаса SS 190 бельгийской фирмы FN по размеру создаваемого раневого канала в два раза превышает возможности экспансивной пули пистолетного 11,2-мм патрона "Магнум". Объясняется это очень высокой скоростью взаимодействия "кувыркающейся" пули с тканями, в результате энергия передается быстро, возникает сверхзвуковой поток, кавитация и массовое разрушение прилегающих к каналу тканей.

Повреждения при использовании средств индивидуальной бронезащиты (СИБ)

В армиях и полиции многих стран мира используются индивидуальные средства защиты от пуль и осколков. Они имеют вид жилетов, которые различаются по массе, конструктивным материалам и защищающей способности. При определенных условиях они оказываются не способными удержать пулю, которая проникает сквозь преграду и поражает человека. При этом пуля теряет значительную часть энергии, полностью изменяются ее баллистические характеристики. Иногда она разрушается, вызывая повреждения, в образовании которых участвует не только сама пуля и ее элементы, но и фрагменты поврежденной бронезащиты. При поражении человека в СИБ могут наблюдаться кровоизлияния в ткань и под оболочки полых органов в проекции входных ран на коже. В ряде случаев могут образоваться проникающие ранения. Сквозные ранения, как правило, не возникают. При полном или частичном сохранении целости мягкого жилета в месте удара, его ткань конусообразно выпячивается, образуя ушибленную рану с широким кольцевидным осаднением. Кратковременная передача большой кинетической энергии приводит к появлению в зоне удара временной пульсирующей полости, способной вызвать не только местные изменения в виде разрывов кожи, но и переломы костей, и разрывы внутренних органов. В этом случае тяжесть повреждения уже мало зависит от конструкции пули, главное влияние оказывает ее кинетическая энергия. Поэтому армейские малокалиберные высокоскоростные пули наносят большие повреждения, чем пистолетные экспансивные. При полном или частичном сохранении целости твердого жилета (со стальными или керамическими вставками) воздействие на тело происходит на большей площади. Энергия удара распределяется далеко за пределы пулевого контакта, а повреждения ограничиваются внутрикожными и подкожными кровоизлияниями. Однако при попадании в бронеплитки может произойти рикошетирование пули и ее разрушение. Поэтому иногда возникают поверхностные пулевые или осколочные повреждения незащищенных частей тела. Опасно использование в качестве защитного средства нагрудника для размещения пластиковых магазинов. Как показал боевой опыт, при попадании в магазины пули с высокой энергией, вторичные пластмассовые осколки проникают в тело, а обнаружить их средствами рентгеноскопии невозможно. Это приводит к тяжелым послераневым заболеваниям.

Поражающее действие автоматных (винтовочных) пуль

Пуля ПС к боеприпасу 7,62х39 мм (Россия)

Боеприпас к автомату Калашникова АК-47 или АКМ снаряжен веретенообразной пулей со сплошной оболочкой, выполненной из стали с медным покрытием. Внутри расположен большой стальной сердечник. Пространство между сердечником и оболочкой заполнено свинцом. Обычно в теле человека эта пуля проходит расстояние 23-26 см головной частью вперед, а затем резко меняет положение. Ранение характеризуется минимальным разрывом тканей. Как правило, если пуля минует кости, остаются небольшие точечные входная и выходная раны с незначительным разрывом мышц. При этом при попадании в крупные внутренние органы тяжесть ранения бывает значительной, зачастую несовместимой с жизнью.

Пуля к боеприпасу 7,62х39 мм (Югославия)

Пуля имеет медную оболочку, свинцовый сердечник и плоскую донную часть. Ее действие внутри мягких тканей значительно отличается от российской пули, даже если обе их выстрелить из одного и того же автомата. Головной частью вперед пуля движется около 8-9 см, затем разворачивается боком. Из-за наличия свинцового сердечника она немного сплющивается, и через открытую донную часть выдавливаются мелкие кусочки свинца. Так как в мягких тканях пуля проходит большую часть пути кувыркаясь, разрыв тканей в три раза больше, чем от российской пули. Помимо этого образуется значительная временная полость. При попадании в сплошной внутренний орган, например, печень, пуля производит буквально взрывной эффект. Выходная рана может быть точечной или рваной, причем расстояние между ее краями достигает 11 см. Такие раны обычно очень мало кровоточат, так как эффект временной полости закупоривает сосуды в местах разрыва.

Пуля к боеприпасу 5,45х39 мм 7Н6

Пуля применяется в боеприпасе к автомату АК-74. Она имеет сплошную металлическую оболочку из стали с медным покрытием. Внутри расположен большой стальной сердечник, а перед ним - свинцовый вкладыш. 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 искривления 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. Все малокалиберные остроконечные пули, которые не подвергаются деформации, заканчивают свой путь через ткани донной частью вперед, так как там расположен центр тяжести. При попадании в ткани такие факторы, как форма пули и расположение центра тяжести оказываются сильнее эффекта стабилизации от вращения.

Американская пуля к боеприпасу 5,56х45 мм М193

Эта пуля со сплошной металлической оболочкой проходит в тканях расстояние около 12 см головной частью вперед. Затем она разворачивается на 90 градусов, сплющивается и разламывается в районе кольцевой канавки, предназначенной для соединения пули с гильзой. Головная часть пули составляет около 60% от 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 АК-47. Кроме этого, наблюдается значительный разрыв тканей. Это объясняется тем, что сначала они пробиваются осколками, а затем подвергаются воздействию временной полости. Поэтому отверстия в полых органах, например, в кишках, могут достигать диаметра 7 см.

Пули НАТО к боеприпасам 5,56х45 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 "FN", 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.

Пуля НАТО к боеприпасу 7,62х51 мм (американского производства)

Эта пуля имеет медную оболочку, толщина которой в районе кольцевой канавки составляет 0,8 мм. Профиль раны от пули показывает, что при прохождении через ткани она быстро разворачивается на 90 градусов, а затем движется донной частью вперед. Обычно ранение сопровождается незначительным разрывом тканей. В то же время создается обширная временная полость на глубине 20-35 см. При этом наблюдается значительный разрыв тканей. Если пуля проходит через сплошные внутренние органы, например, печень, то она их полностью разрушает.

Пуля НАТО к боеприпасу 7,62х51 мм (производства ФРГ)

Эта пуля имеет стальную оболочку с медным покрытием, толщина которой в районе кольцевой канавки составляет 0,5 мм. Такое, казалось бы, незначительное, конструктивное отличие, существенно сказывается на поведении пули при прохождении через ткани. Немецкая пуля проходит головной частью вперед только первые 8 см пути, затем разворачивается и разламывается в районе кольцевой канавки. На сплющенную головную часть приходится около 55% первоначального веса пули, остальное составляют осколки. Профиль раны, в принципе такой же, как от пули М193, имеет увеличенные размеры. Рассматриваемая пуля создает временную полость диаметром около 22 см и постоянную полость диаметром 11 см. Ранение, нанесенное этой пулей, характеризуется большим рваным выходным отверстием. Однако, такие ранения не всегда бывают тяжелыми, так как осколки образуются только через 10 см пути пули в тканях. В большинстве случаев крупные кровеносные сосуды к этому моменту остаются позади. Ранение в брюшную полость смертельно из-за множественных разрывов, наносимых осколками.

Пуля калибра 7,62х54 мм (Россия)

Эта пуля используется в боеприпасах к снайперской винтовке Драгунова и пулеметам. Ее вес составляет 9,6 грамма. В донной части имеется конусообразное углубление. Оболочка стальная с медным покрытием. Профиль раны практически совпадает с повреждениями, наносимыми пулей НАТО калибра 7,62 мм (американского производства).

Новые боеприпасы

В последнее время в качестве поражающих элементов стрелкового оружия рассматриваются оперенные снаряды. Они сохраняют высокую скорость полета благодаря совершенной аэродинамической форме. Характерной особенностью оперенного убойного элемента является образование ран незначительного размера, так как он проходит в тканях головной частью вперед. Распространено заблуждение, что такие элементы могут наносить тяжелые рваные раны. Однако, не следует смешивать ранения от убойных элементов артиллерийских снарядов и стрелковых боеприпасов. Первые изменяют свою форму при подрыве разрывного заряда и люди поражаются согнутыми элементами. Вместе с тем новые стреловидные пули могу иметь в момент встречи с телом на дистанции действительной стрельбы (300-400 м) скорость порядка 700-750 м/с. Взаимодействие с тканями на такой скорости приводит к разрушению водонасыщенных внутренних органов, лежащих вблизи раневого канала. Таким образом, при минимальном диаметре раневого канала возможны тяжелейшие и смертельные повреждения.

Фирма "Хеклер и Кох" в своей винтовке G11 применила новый принцип: стрельба безгильзовыми патронами фиксированными очередями по три выстрела с темпом по 2000 выстрелов в минуту. В современных условиях большая часть ранений наносится с расстояния до 200 метров. В этом случае три пули попадут в тело человека в нескольких миллиметрах друг от друга, а интервал между ними составит 30 миллисекунд. Ткани еще будут пульсировать в результате действия временной полости, созданной первой пулей, когда произойдет попадание второй, а затем третьей. Возникающий при этом эффект до сих пор не ясен. Можно предположить, что при явлении резонансного совпадения могут возникать тяжелые повреждения, приводящие к разрушению внутренних органов, даже далеко отстоящих от места попадания.

Пистолетные патроны

В армейских условиях наиболее распространенными являются патроны 9х19 мм Luger (в России им примерно соответствует патрон 9х18 ПММ). Для военных целей разрешается применять только оболочечные пули. Поэтому останавливающее действие армейского личного оружия (пистолетов) невелико. Пуля проходит через ткани человека, почти не меняя траектории, головной частью вперед. Раневой канал незначителен, временная полость практически отсутствует, так как скорость пули мала. Мгновенный вывод противника из строя возможен только при попадании в жизненно важные органы. А ведь пистолеты применяются на дистанции "последнего броска" (в боевых условиях 10-15 метров).

Попытки вооружить личный состав обеспечивающих, специальных и тыловых подразделений пистолетами-пулеметами к радикальному решению проблемы не привели. Поэтому сейчас продолжаются поиски нового боеприпаса для личного оружия самообороны. Одним из наиболее успешных проектов является 5,7-мм патрон SS 190. Раневая полость, образуемая пулей, обеспечивает значительный останавливающий эффект, даже больший, чем у полицейских или охотничьих пуль крупного калибра. К тому же пуля обладает хорошей пробивной способностью, в частности, на дистанции 150 метров проникает через 48 слоев кевларовой ткани (пуля патрона 9х19 мм пробивает 12 слоев на 25 метров) и затем через 20-см желатиновый блок.