balistyka końcowa pocisków amunicji małokalibrowej przy

Leszek Radziszewski

Balistyka kocowa pociskw amunicji maokalibrowej przy strzelaniu do wybranych celw

PolitechnikaKielce

witokrzyska2007

PODRCZNIK AKADEMICKI

Leszek Radziszewski


Leszek Radziszewski


PolitechnikaKielce

witokrzyska2007


Copyright by Wydawnictwo Politechniki witokrzyskiej, Kielce 2007Copyright by Leszek Radziszewski

Wszelkie prawa zastrzeone. adna cz tej pracy nie moe by powielana czy rozpowszechniana w jakiejkolwiek formie, w jakikolwiek sposb: elektroniczny bd mechaniczny, wcznie z fotokopiowaniem, nagrywaniem na tamy lub przy uyciu innych systemw, bez pisemnej zgody wydawcy.


Redaktor Naukowy serii NAUKI TECHNICZNE: Budowa i Eksploatacja Maszyn Prof. dr hab. in. Stanisaw Adamczak dr h.c.

Recenzenci Prof. dr hab. in. Jzef Gacek dr in. Mirosaw Adamski

Korekta Marzena Makowska

Redakcja techniczna Jarosaw Zachara

Zdjcie na okadce i stronie tytuowej dziki uprzejmoci TEIJIN twaron

ISBN 978-83-88906-76-3

25-314 Kielce, Al. Tysiclecia Pastwa Polskiego 7, tel. 0 41 342 45 81www.tu.kielce.pl/wydawnictwo

Spis treci

1. Wstp ..........................................................................................................................7

2. Wykaz oznacze i okrele zwizanych z budow najpopularniejszych typw pociskw .....................................................................................................11

3. Balistyka kocowa pociskw strzeleckich w ywym organizmie ...................173.1. Fizjologiczne, psychologiczne i biologiczne efekty ran postrzaowych

w ywym organizmie ................................................................................................173.2. Analiza ruchu pocisku w orodku zastpczym .....................................................293.3. Testy FBI w zakresie balistyki kocowej pociskw ...............................................343.4. Stabilizacja pocisku ...................................................................................................373.5. Dyskusja etyczna .........................................................................................................41

4. Naboje pistoletowe i rewolwerowe .......................................................................454.1. Budowa wybranych nabojw ....................................................................................454.2. Balistyka kocowa pociskw pistoletowych i rewolwerowych

w orodkach zastpczych ...........................................................................................61

5. Naboje karabinowe i porednie ............................................................................695.1. Budowa wybranych nabojw karabinowych ..........................................................695.2. Budowa wybranych nabojw porednich ...............................................................755.3. Balistyka kocowa pociskw porednich i karabinowych w orodkach

zastpczych ..................................................................................................................83

6. Amunicja o zmniejszonym zasigu dziaania ....................................................976.1. Budowa wybranych nabojw ....................................................................................976.2. Budowa wybranych nabojw do gadkolufowych strzelb bojowych ................1026.3. Balistyka kocowa pociskw fragmentujcych lub wystrzelonych

z broni gadkolufowej w orodkach zastpczych ................................................113

7. Indywidualne rodki ochronne ..........................................................................1237.1. Kamizelki kuloodporne ...........................................................................................1237.2. Hemy .........................................................................................................................139

8. Literatura ...............................................................................................................151Strony internetowe: ...........................................................................................................155

1. Wstp

Si vis pacem para bellum Chcesz pokoju gotuj wojn

Wzrost terroryzmu midzynarodowego i przestpczoci zorganizowanej powoduje, e na ulicach spokojnych dotd miast coraz czciej uywana jest bro strzelecka. Stwarza to wiksze zagroenie ycia zarwno zwykych obywateli, jak i policjantw czy onierzy. W tej sytuacji kady onierz czy funkcjonariusz si porzdkowych musi mie pewno, e indywidualne rodki ochrony tj. kami-zelka kuloodporna i hem, ktrych uywa zabezpieczaj go w duym stopniu przed atakiem, a bro, w ktr jest wyposaony pozwala skutecznie obezwad-ni nawet zdeterminowanego przeciwnika. Musimy pamita bowiem, e tylko poczucie wzgldnego bezpieczestwa stwarza moliwo rozwanego uywania broni strzeleckiej, zgodnie z prawem midzynarodowym, bez nadmiernej agresji i w taki sposb, aby nie rani osb przypadkowych. Uytkownicy broni powinni nie tylko umie celnie strzela, ale musz te wiedzie, jakie skutki powoduje tra-fienie pocisku w ywy organizm. Przypadkow ofiar ulicznych pojedynkw strzeleckich moe by kady, nawet dzieci. Dlatego fundamentalne znaczenie ma dobr odpowiednich nabojw, zalenie od przewidywanego stopnia zagroenia ycia.

Podrcznik ten przeznaczony jest przede wszystkim dla studentw interesu-jcych si budow broni i amunicji maokalibrowej, oddziaywaniem pociskw na ywy organizm oraz indywidualnymi rodkami ochrony, czyli kamizelkami i hemami kuloodpornymi. Wiele informacji tu zawartych moe by rwnie uytecznych dla funkcjonariuszy si porzdkowych oraz kadry technicznej za-kadw produkujcych amunicj lub osony balistyczne.

Poniewa celem ostatecznym wystrzelonego pocisku jest obezwadnienie przeciwnika, w ksice omwione zostay niektre zagadnienia z tzw. balisty-ki kocowej. Nauk o balistyce moemy podzieli na: balistyk wewntrzn, przejciow, zewntrzn i kocow. Balistyka wewntrzna analizuje ruch poci-skw w lufie, spowodowany dziaaniem gazw prochowych. Balistyka przejcio-wa bada prawa ruchu pociskw od chwili wylotu z lufy do chwili zakoczenia

Wstp

powylotowego dziaania gazw prochowych. Gazy te (o wysokim cinieniu, tem-peraturze i prdkoci) opuszczaj luf razem z pociskiem i oddziaywuj na nie-go, zakcajc jego stabilny ruch. Balistyka zewntrzna analizuje ruch pocisku od chwili zakoczenia dziaania gazw prochowych do chwili trafienia w cel. Balistyka kocowa pociskw amunicji strzeleckiej zajmuje si zagadnieniami od-dziaywania pocisku na cel oraz analiz ruchu pocisku w organizmach ywych i w ciaach staych [45]. Analiza problemw zwizanych z balistyk kocow, omwionych w tej pracy, dotyczy przede wszystkim oddziaywania pociskw na organizmy ywe i osony balistyczne.

Bro strzeleck ze wzgldu na przeznaczenie moemy podzieli na: wojsko-w podstawow, wyspecjalizowan i niebojow. Do broni wyspecjalizowanej za-liczymy: bro wyborow, granatniki, strzelby. W pracy opisane zostay naboje uywane w broni maokalibrowej i strzelbach. Pojcie amunicja rozumiane jest powszechnie jako rodki techniczne broni zawierajce w sobie materia wybu-chowy czy inny o dziaaniu racym, niszczcym, zakaajcym, owietlajcym lub sygnalizujcym, ktry imituje strzay oraz wybuchy. Przyjmujc kryterium przeznaczenia, amunicj mona podzieli na: strzeleck, artyleryjsk, rakietow, sapersk, morsk, lotnicz, sportow, myliwsk i granaty. Biorc pod uwag bu-dow amunicji, dzieli si j na: bojow, wiczebn, treningow oraz przeznaczo-n do bada balistycznych.

Przedstawiony podzia broni i amunicji jest dosy powierzchowny, lecz jego zadaniem jest uatwienie czytelnikowi mniej zorientowanemu w problematyce uzbrojenia waciwej orientacji w tej dziedzinie wiedzy. Kryterium podziau na-bojw strzeleckich moe by rodzaj broni, do ktrej s przeznaczone, oraz ich wylotowa energia kinetyczna [6]. Dlatego moemy przyj rwnie nastpujcy podzia (rysunek 1):1) naboje pistoletowe przeznaczone do strzelania z pistoletw i pistoletw maszy-

nowych nabj standardowy 919 mm NATO, energia kinetyczna 580 J. 2) naboje porednie przeznaczone do strzelania z karabinkw, karabinkw ma-

szynowych, karabinkw wyborowych i subkarabinkw czcych w sobie ce-chy pistoletw maszynowych i karabinw nabj standardowy 5,5645 mm NATO, energia kinetyczna 1700 J.

3) naboje karabinowe przeznaczone do strzelania z karabinw oraz karabinw maszynowych nabj standardowy 7,6251 mm NATO, energia kinetyczna 3300 J.

4) naboje wielkokalibrowe przeznaczone do strzelania z wielkokalibrowych ka-rabinw maszynowych nabj standardowy 12,799 mm NATO, energia ki-netyczna 17000 J.

Wstp

Rys 1. Energia kinetyczna wylotowa nabojw strzeleckich standardowych w NATO [2]

Przedmiotem zainteresowania w niniejszej pracy s przede wszystkim na-boje standardowe wprowadzone i stosowane przez pastwa nalece do NATO. Na ich przykadzie pokaemy budow i dziaanie amunicji strzeleckiej. Istnieje dua grupa nabojw i pociskw, ktrych budowa oraz wasnoci s ekstremalne, jednak z rnych wzgldw amunicja ta nie jest powszechnie dostpna. Przy-kadem takiej amunicji s naboje strzakowe, w ktrych pocisk zbudowany jest z duej iloci maych strzaek wykonanych z gstych polimerw. Penetruj one dobrze ywy organizm, lecz s nieskuteczne przy zderzeniu z twardym celem. Wykonane z gstego metalu s w stanie przebi pancerz. Do pociskw majcych wasnoci ekstremalne nale te pociski Dum-Dum, ktrych uywania zabrania konwencja z 1899 roku. Pociski te maj bardziej mikki wierzchoek oraz gbsze nacicia ni zwyke pociski z wgbieniem wierzchokowym, co powoduje ich rozpadanie si podczas penetracji. Entuzjaci broni palnej przerabiaj niekiedy amunicj z mikkim wierzchokiem na pociski Dum-Dum, wykonujc na niej nacicia noem. Tak wykonane pociski, maj jednak tendencj do rozpadania si jeszcze przed opuszczeniem broni (efektem tego jest powane uszkodzenie bro-ni). Do uytku cywilnego niedozwolone s pociski pistoletowe z cienk powok z miedzi lub z teflonu uatwiajc penetracj pancerzy i przeszkd. Rzadko sto-sowane s rwnie pociski wykonane z tytanu. S one lekkie i maj bardzo dobre wasnoci penetrujce, ale szybko trac energi i prdko, w zwizku z czym zdolno do przebijania celu maleje wraz z rosnc odlegoci. Pociski te s znacznie drosze ni standardowe i trudno dostpne w cywilnej sieci sprzeday, dlatego stosowanie ich jest mocno ograniczone. Z tych powodw oraz ze wzgldu na rozmiary publikacji pociski ekstremalne nie zostay szerzej omwione.

2. Wykaz oznacze i okrele zwizanych z budow najpopularniejszych typw pociskw

a prdko dwiku w orodku, w ktrym przemieszcza si pocisk (w powietrzu 333 m/s)

c wspczynnik ksztatu pocisku cv staa materiaowa orodka d kaliber lub rednica pocisku [m] h skok bruzd w lufie [m] hP odlego rodka masy pocisku od punktu przyoenia si oporu

aerodynamicznego [m] m masa pocisku [kg] y gboko penetracji [m] A pole przekroju poprzecznego prostopadego do osi symetrii pocisku [m2] C parametr jamy postrzaowej wedug systemu klasyfikacji ran Czer-

wonego Krzya E parametr rany wejciowej wedug systemu klasyfikacji ran Czerwo-

nego Krzya F parametr pknicia koci wedug systemu klasyfikacji ran Czerwo-

nego Krzya M parametr okrelajcy ilo odamkw w ranie wedug systemu klasy-

fikacji ran Czerwonego Krzya Er energia kinetyczna szcztkowa pocisku [J] Edef energia kinetyczna zuywana do deformacji pocisku [J] Erozp energia kinetyczna rozpraszana w orodku [J] IX moment bezwadnoci pocisku wzgldem osi podunej [kgm2] IY moment bezwadnoci pocisku wzgldem osi poprzecznej [kgm2] L dugo pocisku [m] Md masa zniszczonego orodka przez penetrujcy pocisk [kg]

Wykaz oznacze i okrele zWizanych z budoW najpopularniejszych typW pociskW12

R wspczynnik korelacji S masa rutu podzielona przez pole przekroju poprzecznego [kg/m2] Sg wspczynnik stabilizacji wylotowej (yroskopowej) X parametr rany wyjciowej wedug systemu klasyfikacji ran Czerwo-

nego Krzya V parametr okrelajcy stopie zranienia narzdw wewntrznych we-

dug systemu klasyfikacji ran Czerwonego Krzya V objto staego kanau postrzaowego wspczynnik tzw. potencjau ranienia E zmiana wartoci energii kinetycznej pocisku [J] S zmiana wielkoci pola przekroju poprzecznego prostopadego do osi

symetrii pocisku [m2] gsto orodka, w ktrym przemieszcza si pocisk [kg/m3] ON gsto atmosfery standardowej na poziomie morza [1,225 kg/m3] prdko liniowa pocisku w [m/s] X prdko obrotowa pocisku wzgldem osi podunej [rad/s]

apYPY

XXg CvhdI

IS 2222

2 (10)

gdzie: IX moment bezw adno ci pocisku wzgl dem osi pod u nej,IY moment bezw adno ci pocisku wzgl dem osi poprzecznej, d rednica pocisku, hP odleg o rodka m o enia si oporu aerodynamicznego, g sto o rodka, w ktryON g sto atmosfery standardowej na poziomie morza,

nej (si y no nej) wzgl dem

Pomi wi zek, ktry mo na zapisaw postaci

asy pocisku od punktu przym przemieszcza si pocisk,

C pochodna wsp czynnika aerodynamicznej si y normalapY

k ta, pr dko liniowa pocisku,

j.X pr dko obrotowa pocisku wzgl dem osi pod u ne

dzy pr dko ci obrotow a liniow pocisku zachodzi prosty z

hx2 (10a)

Przyk adowo pocisk do naboju 7,62x51 mm NATO wylatuj cy z lufy, z bruzdami o skoku 30510-3 m, z pr dkoPocisk powinien by stabilny, gdy wartocz sto pogl d, e aby ruch rzeczywistego pocisku by stabilny, wsp czynnik ten powinien

d 1,3. Dla pociskw kalibru 5,56 mm wsp czynnik Sg powinien zawiera si w przedziale od 1,5 do 2,0 [49].

Ab

librach,

Dok adniejsz zale nktrym i przemieszcza, mo emy zapisa nast puj co [21]:

gdzie: h skok bruzd w lufie.

ci 838 m/s, wykonuje ruch obrotowy z pr dko ci 17 255 rad/s. wsp czynnika Sg 1. W literaturze spotyka si jednak

przyjmowa warto wi ksz o

y wyznaczy skok bruzd w lufie zapewniaj cy stabilno ruchu pocisku, mo naskorzysta z nast puj cej (bardzo przybli onej) zale no ci:

= 150 d/L (11)

gdzie: wzgl dny skok bruzd wyra ony w kad kaliber, L d ugo pocisku.

o uwzgl dniaj c kszta t i pr dko pocisku, g sto o rodka, w s

vKh

I

MPY

ONX

34

2

10 (12)

22

a

gdzie:

dI

vKM funkcja aerodynamicznego momentu wywraacaj cego,

a pr dko d wi ku w o rodku (w powietrzu 333 m/s).

pochodna wspczynnika aerodynamicznej siy normalnej (siy no-nej) wzgldem kta

wzgldny skok bruzd w lufie wyraony w kalibrach

apYPY

XXg CvhdI

IS 2222

2 (10)









hx2 (10a)



Ab

librach,






= 150 d/L (11)



vKh

I

MPY

ONX

34

2

10 (12)

22

a

gdzie:

dI



funkcja aerodynamicznego momentu wywracajcego

W zwizku z przystpieniem Polski do NATO i do Unii Europejskiej w li-teraturze (zwaszcza popularnonaukowej) zwizanej z amunicj maokalibrow czsto wystpuj skrty i okrelenia anglojzyczne niezrozumiae dla polskie-go czytelnika nawet, jeeli posuguje si on biegle jzykiem angielskim. Z tego wzgldu zebrano i wyjaniono niektre waniejsze i czciej uywane takie wa-nie skrty [88].

Pociski FMJ (ang. full metal jacket penopaszczowe) posiadaj cienko-cienn powok osiowo-symetryczn cakowicie zamknit (z wyjtkiem pod-stawy pocisku), w ktrej osadzony jest rdze (najczciej lity). S to najczciej pociski wojskowe, ktrych przeznaczeniem jest raczej zranienie i czasowe obez-wadnienie przeciwnika ni cakowite jego obezwadnienie, czyli pozbawienie go ycia. Pociski FMJ s tak projektowane, aby zminimalizowa lub unikn ca-kowicie ich deformacji, zwaszcza poprzecznej. Pociski pistoletowe najczciej maj zaokrglon cz gowicow i walcow cz tyln. Pociski karabinowe najczciej maj ostroukow cz wierzchokow, a cz tylna moe by wal-

Wykaz oznacze i okrele zWizanych z budoW najpopularniejszych typW pociskW 13

cowa lub w ksztacie stoka citego. Dobrze penetruj wikszo materiaw. Za-budowana paszczem cz wierzchokowa zabezpiecza pocisk przed deformacj poprzeczn i normalnie pocisk, po zderzeniu z przeszkod mikk, powinien pozosta w caoci (pociski w nabojach kalibru 5,4539 mm i 5,5645 mm szcze-glnie czsto ulegaj fragmentacji rysunek 2). Przeprowadzone w Wojskowej Akademii Technicznej liczne badania wasne wykazay, e fragmentacji mog ulega pociski wszystkich kalibrw. Decyduj o tym przede wszystkim budo-wa, waciwoci fizyczne materiau pocisku i przeszkody oraz warunki uderzenia (prdko pocisku, kt uderzenia).

Rys. 2. Zdjcia pociskw po zderzeniu z celem: a) pocisk z naboju kalibru 5,56x45 mm M13 wyprodukowany w RPA przed zderzeniem (z lewej strony) i po zderzeniu (z prawej strony zrekonstruowano okoo % masy w postaci ponad 150 odamkw) z elatyn balistyczn przy prdkoci 60 m/s [4], dziki uprzejmoci Ammo Oracle http://www.ammo-oracle.com/body.htm, b) pociski mm Luger po fragmentacji, dziki

uprzejmoci Pana L. Mller http://home.snafu.de/l.moeller/Fangschuss.html

Pociski JSP (ang. jacketed soft point) maj niepeny metalowy paszcz (tzw. pociski ppaszczowe) mikki rdze w czci wierzchokowej nie jest zakryty. Mikki wierzchoek pocisku deformuje si gwatownie przy uderzeniu w gsty orodek. Pociski te projektowane s tak, aby po zderzeniu z przeszko-d mogy gwatownie zwikszy warto pola przekroju poprzecznego i przy-j ksztat zbliony do grzyba. Powoduje to, e rodek masy pocisku pozostaje w jego czci przedniej, a trajektoria ruchu pocisku w celu nie ulega zmianie. Zwikszona warto pola powierzchni czci przedniej pocisku powoduje wik-sze zniszczenia w trafionym orodku, w porwnaniu z pociskami nieulegajcymi deformacji. Taki sposb deformacji pozwala zaprojektowa pocisk o mniejszym kalibrze, wikszej prdkoci i wikszej wartoci pola powierzchni uderzenia. Ksztat i budowa tych pociskw s zrnicowane. Spotyka si pociski z pask, zaokrglon jak i ostroukow czci gowicow. Ekspansja pocisku JSP zaley gwnie od: gruboci paszcza, twardoci rdzenia, prdkoci uderzenia, ksztatu

a) b)


czci gowicowej nieosonitej paszczem. Wielko ekspansji powinna wynosi okoo 160%. Naley zaznaczy, e z rnych wzgldw tylko okoo 50% wystrze-lonych pociskw JSP ekspanduje. Ekspansja nowszych pociskw JSP przebiega w sposb kontrolowany i przyjmuj one symetryczny ksztat zbliony do banana z rozchylonymi na zewntrz skrkami.

Pociski JHP (ang. jacketed hollow point) maj paszcz, ktry w czci wierz-chokowej zakoczony jest maym sferycznym otworem, natomiast rdze posia-da wgbienie wierzchokowe. Pociski te s tak projektowane, aby w momencie zderzenia z przeszkod ulegay znacznej deformacji. Efekt grzybkowania zachodzi znacznie szybciej, poniewa po zderzeniu z przeszkod cinienie po-wietrza we wgbieniu wierzchokowym wzrasta do duych wartoci, co czsto rwnie powoduje przesuwanie (ciganie) paszcza do tyu. Ksztat paszcza po-cisku w czci wierzchokowej jest tak dobrany, eby zabezpieczy pocisk przed nieplanowan ekspansj i rozcaleniem. Dla kadego pocisku okreli mona mi-nimaln energi kinetyczn uderzenia lub pd, po przekroczeniu, ktrej wystpi ekspansja. Pociski ppaszczowe mog by troch celniejsze ni pociski pe-nopaszczowe. W pociskach ppaszczowych dno pocisku jest jednolite i pro-stopade do osi symetrii z du dokadnoci. Powoduje to, e oddziaywanie powylotowych gazw prochowych oraz opr denny s z wiksz dokadnoci osiowosymetryczne ni w pociskach penopaszczowych, ktrych dno rdzenia jest czciowo odkryte.

Pociski BT (ang. boat tail) maj cz tyln zwajc si agodnie (w kszta-cie stoka citego) tak, e w przekroju wzdu osi symetrii przypomina ona ruf dki. Powoduje to, e pocisk staje si duszy. Ksztat ten zmniejsza wpyw opo-rw aerodynamicznych na pocisk, co pozwala mu utrzyma prdko i zachowa tor lotu (nawet, gdy wystpi wiatr poprzeczny). Pociski BT uywane s do strze-lania na due odlegoci, podczas gdy pociski z pask czci tyln s bardziej odpowiednie do stosowania na krtkich odlegociach.

CRISAT (ang. collaborative research into small arms technology) program badawczy majcy na celu przyjcie do uzbrojenia nowych modeli maokalibrowej amunicji strzeleckiej, o zastosowaniu przewidzianym w broni do obrony osobi-stej okrelanej jako PDW.

FBI (ang. Federal Bureau of Investigation) Federalne Biuro ledcze w USA

FMJHP (ang. full metal jacket hollow point) pocisk penopaszczowy z wg-bieniem wierzchokowym w rdzeniu

FNSP (ang. flat nose soft point) pocisk ppaszczowy z mikkim, stoko-wym pasko zakoczonym wierzchokiem

Wykaz oznacze i okrele zWizanych z budoW najpopularniejszych typW pociskW 15

HPT (ang. high pressure test) amunicja o podwyszonym cinieniu mak-symalnym, przeznaczona do badania elementw broni (wytrzyma-o lufy, zespow ryglowych)

LRN (ang. lead round nose) pocisk oowiany z zaokrglonym wierzcho-kiem

LSWC (ang. lead semi wad cutter) pocisk oowiany walcowo-stokowy bez paszcza, ze spaszczonym wierzchokiem do strzela tarczowych

LWC (ang. lead wad cutter) pocisk oowiany walcowy bez paszcza, do strzela tarczowych

PASGT (ang. personnel armor system for ground troops) system osobistej ochrony dla onierzy wojsk ldowych

PDW (ang. personal defence weapon) nowe rodzaje broni do obrony oso-bistej, przeznaczone gwnie dla artylerzystw, saperw, lotnikw, czonkw pojazdw zmechanizowanych np. pistolety P90, 5,7 mm, 4,6 mm H&K

RNSP (ang. round nose soft point) pocisk ppaszczowy z zaokrglonym mikkim wierzchokiem

RSP (ang. relativ stopping power) wzgldna moc zatrzymujca pociskuRII (ang. relative incapacitation index) wzgldny wspczynnik obez-

wadniania Stp. (ang. stopping power) moc zatrzymaniaSJFN (ang. semi jacketed flat nose) pocisk ppaszczowy z paskim sto-

kowym wierzchokiemSJHP (ang. semi jacketed hollow point) pocisk ppaszczowy z wgbie-

niem wierzchokowymSJSP (ang. semi jacketed soft point) pocisk ppaszczowy z mikkim

(najczciej oowianym) wierzchokiemTC (ang. truncated cone) dodatkowy symbol oznaczajcy pocisk ze

stokowym, citym (paskim) wierzchokiem; stosowany jest w po-czeniu z innym oznaczeniem, np. FMJ TC

SRTA (ang. short range training ammunition) amunicja treningowa o ma-ym zasigu, np. fragmentujca

SHORTAC (ang. short range tactical ammunition) amunicja taktyczna o ma-ym zasigu, np. fragmentujca

W Europie podajc nazw naboju, podajemy kaliber broni i dugo uski w milimetrach [1mm=110-3 m], np. 919 mm lub nieraz kaliber i nazwisko kon-struktora naboju, np. 9 mm Luger. W USA w tym samym celu podaje si wielko


kalibru w dziesitych czciach cala, np. .357 (tabela 1). Jednostk masy pocisku w Europie jest 1 g=110-3 kg, a w USA 1 gr [grain]=0,0648 g.

Tabela 1. Zestawienie popularniejszych kalibrw broni strzeleckiej w [cal] i w [mm]

Kaliber w [cal] Kaliber w [mm]

.223 5,56

.30 7,62

.314

.357

.45 11,43

.50 12,7

3. Balistyka kocowa pociskw strzeleckich w ywym organizmie

3.1. Fizjologiczne, psychologiczne i biologiczne efekty ran postrzaowych w ywym organizmie

Z punktu widzenia lekarza-chirurga interesujcego si bardziej ran pacjen-ta ni rodzajem broni, ktra j spowodowaa, rodki bojowe uywane w kon-wencjonalnym konflikcie moemy podzieli na eksplodujce oraz strzeleckie. Do amunicji eksplodujcej zaliczamy: miny, granaty, bomby, naboje modzierzowe, naboje artyleryjskie, pociski rakietowe, za do amunicji strzeleckiej: naboje do rewolwerw, pistoletw, karabinkw, karabinw. Lekarze amerykascy podczas duych wojen w XX wieku, w ktrych braa udzia armia USA, np. w czasie kam-panii w 1944 roku na wyspie Bougaiville na Poudniowym Pacyfiku czy wojny w Wietnamie, przeprowadzali projekty badawcze, majce na celu ustalenie przy-czyn powstawania ran postrzaowych i ich skutkw dla zranionych onierzy. Niektre wyniki tych bada, dotyczce rodzaju rodkw bojowych bdcych przyczyn powstawania ran, przedstawiono w tabeli 2.

Tabela 2. Efektywno [w %] ranienia zastosowanych rodkw bojowych podczas walk o wysp Bougainville w 144 roku i podczas wojny w Wietnamie [12]

rodki bojowe Bougainville Wietnam

Amunicja strzelecka 33,3 30 Amunicja modzierzowa 3, 1 Amunicja artyleryjska 10, 3 Granaty 12,5 11 Miny 1, 17 Granaty wystrzeliwane z karabinw 12

Inne 2,6

Z przedstawionej tabeli 2 wynika, e podczas kadego konfliktu zbrojnego rany spowodowane amunicj strzeleck i modzierzow s o wiele czstsze ani-

balistyka kocoWa pociskW strzeleckich W yWym organizmie1

eli rany zadane innymi rodzajami rodkw bojowych. Najczciej wystpujce miejsca zranienia przedstawiono w tabeli 3.

Tabela 3. Prawdopodobiestwo [w %] wystpienia rany postrzaowej w okrelonym miejscu ciaa [12]

Konflikt lub miejsce Gowa i szyjaKlatka

piersiowa Brzuch Rce i nogi Inne

I wojna wiatowa 17 4 2 70 7 II wojna wiatowa 4 4 75 Wojna w Korei 17 7 7 67 2 Wojna w Wietnamie 14 7 5 74 Irlandia Pnocna 20 15 15 50 -Wojna o Falklandy 16 15 10 5 Wojna w Zatoce Perskiej (wojska Wielkiej Brytanii)*** 6 12 11 71 (32)*

Wojna w Zatoce Perskiej(wojska USA) 11 7 56 1**

Afganistan(wojska USA) 16 12 11 61 Czeczenia(wojska Rosji) 24 4 63 Somalia 20 5 65 2 rednio 15 ,5 7,4 64,6 3,5

* bez uwzgldnienia ran w poladkach i wielokrotnych ran od odamkw** wielokrotne rany od odamkw*** w 0% spowodowane przez odamki, ilo zranie od 1 do 45 rednio

Przeanalizujmy dziaanie pocisku w przypadku trafienia w organizm ywy. Wielko rany postrzaowej zaley gwnie od: wartoci energii kinetycznej w chwili uderzenia przypadajcej na jednostk powierzchni pola przekroju po-przecznego pocisku prostopadego do osi symetrii, czyli tzw. energii kinetycz-nej jednostkowej i prdkoci uderzenia. Niektrzy badacze wskazuj te na due znaczenie wartoci opnienia pocisku przy wnikaniu w cel, tj. wskanik prze-kazywania energii. Inne parametry majce wpyw na skuteczno dziaania to: ksztat i masa pocisku, pooenie rodka masy, zjawiska zwizane z lotem po-cisku np. ruchem obrotowym, odchylenie osi pocisku od stycznej do toru oraz wspczynnik balistyczny [48]. Za niebezpieczne uznawane s elementy race ciao czowieka (przy bezporednim uderzeniu) majce energi jednostkow o wartoci ponad 19104 J/m2. W przypadku, gdy warto energii tej jest mniej-sza od 26104 J/m2 to powierzchnia skry czowieka nie powinna zosta przebita (uszkodzenie oka wystpuje ju przy wartoci energii wynoszcej 4,5104 J/m2). Przyjmowane jest, e w przypadku strzau do niechronionego celu ywego mi-nimalna warto skuteczna energii jednostkowej konieczna do obezwadnienia

balistyka kocoWa pociskW strzeleckich W yWym organizmie 1

wynosi: w NATO 150104 J/m2, a w Rosji 98104 J/m2. Aby zrozumie mechanizm zranienia, potrzebne s nastpujce podstawowe informacje:1) jak gboko pocisk penetruje trafiony cel, 2) po jakim torze (prostoliniowym czy krzywoliniowym) porusza si pocisk,

jaki ruch obrotowy wykonuje (wok osi podunej czy poprzecznej), w jakiej pozycji przemieszcza si: wierzchokiem do przodu czy te czci denn do przodu,

3) sposb deformacji pocisku: odksztacony plastycznie czy rozcalony na od-amki,

4) na jakim odcinku toru i w ktrym miejscu tworzy si chwilowa jama postrza-owa.

Rana postrzaowa powstaje w wyniku wniknicia w organizm pocisku broni strzeleckiej. W odrnieniu od klasycznej broni, np. n, szpada, ktra niszczy tkanki tylko tam, gdzie dotrze ostrze, pocisk oddziaywuje na trafiony cel dyna-micznie. Znaczy to, e nie tylko rozcina, miady tkanki czy dry otwr zosta-wiajc za sob kana postrzaowy, ale jest te rdem zaburze przejciowych, ktre rozchodz si we wszystkich kierunkach [24]. W otoczeniu toru pocisku poza kanaem postrzaowym tworzy si chwilowa pulsujca jama postrzaowa. Fale cinienia, bdce jej przyczyn, mog powodowa rozlege uszkodzenia (fale o duej amplitudzie), np. pknicia czaszki, zamanie krgosupa, parali [58]. Jeeli naprenia spowodowane przez fale nie bd przekraczay wytrzy-maoci tkanek na rozciganie (okoo 4 MPa), wystpi nieznaczne uszkodzenia. Fale cinienia mog uszkodzi rwnie nerwy, ale danych eksperymentalnych potwierdzajcych to zjawisko jest niewiele. W chwilowej jamie postrzaowej ty-powe pociski pistoletowe wytwarzaj naprenia mniejsze ni 1 MPa, dlatego te nie powoduj duych zniszcze tkanek, z ktrymi nie s w bezporednim kontakcie. Podcinienie wytwarzane przez chwilow jam postrzaow powo-duje zassanie do rany rnych obcych cia, co z kolei jest przyczyn zakaenia bakteryjnego organizmu rannego. Powstajce odksztacenia przekraczaj nieraz zakres sprystoci. Tkanki puc, naczy krwiononych, jelit i mini s na tyle elastyczne, e mog ulega duemu odksztaceniu bez wystpienia powaniej-szych uszkodze. Tkanki nieelastyczne, jak np. wtroba, nie wytrzymuj takich odksztace. Stopie zniszczenia tkanki powiksza wysoka temperatura pocisku. Dodatkowo po wnikniciu pocisku w organizm jego prdko obrotowa zmniej-sza si, co moe spowodowa zmian trajektorii ruchu z prostoliniowej na krzy-woliniow. Wystpienie ruchu obrotowego pocisku wzgldem osi poprzecznej, tzw. koziokowanie najczciej po przebyciu drogi okoo 12010-3 m, powiksza stopie destrukcji tkanek. Koziokowanie moe by rwnie przyczyn fragmen-tacji pocisku, a powstajce wtedy odamki perforuj tkanki w pewnej odlegoci od jego zasadniczego toru ruchu. W efekcie tych zjawisk za pociskiem powstaje kana postrzaowy otoczony warstw rozerwanych tkanek oraz tworzy si jama


postrzaowa o objtoci wielokrotnie wikszej od objtoci pocisku, co pokaza-no na rysunku 3. W wyniku takiego dziaania pocisku organizm ywy doznaje szoku nerwowego, a w skrajnym przypadku zostaje unicestwiony. Oddziaywa-nie pocisku z celem, zgodnie z zasadami dynamiki Newtona powoduje, e on sam rwnie ulega znacznym odksztaceniom rysunek 4 (taki mechanizm od-dziaywania wykorzystywany jest w pociskach o tzw. kontrolowanej ekspansji, np. ppaszczowych).

Rys. 3. a) Schemat rany postrzaowej w elatynie balistycznej wytworzonej przez pocisk oowiany kaliber 10,4x3 mm, wystrzelony z karabinu Vetterli (2 poowa XIX wieku) z prdkoci 414 m/s [13]; b) Penetracja pocisku kulowego kaliber 12/70 Remington Reduced Recoil wystrzelonego z odlegoci 2,74 m ze strzelby gadkolufowej Remington 70, o dugoci lufy 457x10-3 m, w 10% elatynie balistycznej [1], dziki

uprzejmoci Eclectic Works Company, Calgary Alberta, Kanada

Rozkad napre w pocisku jest bardzo skomplikowany, zaley od jego bu-dowy, zastosowanych materiaw, prdkoci zderzenia w pracy niniejszej nie bdzie analizowany.

Wiele czynnikw, takich jak: miejsce trafienia, ksztat, budowa i prdko pocisku wpywa na wielko kanau oraz na wielko chwilowej jamy postrza-owej. Pociski z zaokrglonym lub szpiczastym wierzchokiem (tzw. hydrodyna-miczne) rozrywaj tkank tylko na niewielkim kawaku powierzchni czoowej i mog penetrowa orodek gbiej. Czstki tkanki przylegajce do powierzchni bocznej pocisku bd stopniowo przemieszczay si na zewntrz. Pociski z pa-skim wierzchokiem rozrywaj tkank na wikszej powierzchni ni poprzednie, lecz trac przy tym szybciej prdko i wnikaj na mniejsz gboko. Wiel-ko rany postrzaowej zaley w duym stopniu od zoonego ruchu pocisku i od

a)

b)


sposobu utraty prdkoci podczas wnikania w trafiony orodek. Pocisk, ktry ma du prdko uderzenia, lecz podczas wnikania szybko j traci np. pocisk grzybkujcy, na pocztku bdzie rozrywa ran o duej powierzchni, ale wiel-ko kanau postrzaowego (rednica, gboko) szybko bdzie si zmniejszaa. Pocisk o mniejszej prdkoci uderzenia, ale ktry traci j wolniej (czsto pocisk tego samego kalibru, lecz ciszy), wytwarza ran o mniejszej powierzchni, lecz penetruje gbiej, zostawiajc za sob duy kana postrzaowy.

Rys. 4. Zdjcie pocisku kulowego z naboju Remington Reduced Recoil, wystrzelonego ze strzelby z luf o dugoci 35610-3 m, po zderzeniu z elatyn balistyczn 10% [1] ], dziki uprzejmoci Eclectic Works

Company, Calgary Alberta, Kanada

Niektre pociski z powodu duej prdkoci lub zaplanowanego ksztatu ule-gaj fragmentacji. Pociski z wymuszon fragmentacj, np. Glaser Safety Slugs (produkcji USA), s tak skonstruowane, aby ulegay cakowitej fragmentacji przy zderzeniu z dowoln przeszkod. Ich zadaniem jest nie tylko obezwadnienie przeciwnika, ale i wykluczenie moliwoci jego penetracji na wskro, aby nie zra-ni osb postronnych, uniknicie moliwoci odbicia si pocisku od przeszkody (tzw. rykoszetu) oraz uniknicie moliwoci penetracji ciany i zranienia osoby znajdujcej si po jej drugiej stronie. W tym przypadku nie wystpuje jedna rana postrzaowa, lecz kady z odamkw tworzy may kana postrzaowy i nieznacz-n chwilow jam postrzaow. Niektre pociski uderzajce w organizm z du prdkoci np. 5,5645 mm M193 ulegaj fragmentacji gboko w ciele. Odamki z rozpadajcego si pocisku przemieszczaj si z du prdkoci zwikszajc tak efekt, jak i obszar oddziaywania chwilowych jam postrzaowych. W tak zdeformowanym wstpnie orodku odamek gwny pocisku o najwikszych


rozmiarach i nieregularnym ksztacie przemieszcza si na znaczne odlegoci, dokonujc bardzo powanych obrae wewntrznych. Powstajca w ten sposb rana postrzaowa cechuje si duymi rozmiarami i znacznym stopniem znisz-cze organw wewntrznych.

Skutki kanau postrzaowego, ktry pozostaje w ciele po przejciu pocisku, s powszechnie znane. Kana postrzaowy w sercu spowoduje duy krwotok, w mzgu natychmiastowe obezwadnienie a nawet mier, z kolei w ramieniu lub nodze mocny bl, ktry nie przyczyni si do mierci. Skutki dla organizmu chwilowej jamy postrzaowej s znacznie mniej znane, gwnie ze wzgldu na brak odpowiedniego eksperymentalnego orodka zastpczego o waciwociach zblionych do ywego organizmu. To czy przeciwnik zostanie unieszkodliwiony w wyniku trafienia pociskiem zaley od wielu czynnikw, zarwno psycholo-gicznych jak i fizjologicznych. Naley rozrni zdolno pocisku do ranienia od zdolnoci do obezwadnienia. Z fizjologicznego punktu widzenia czowiek zostaje obezwadniony natychmiast i cakowicie tylko wtedy, gdy pocisk znisz-czy mzg lub grn cz rdzenia krgowego. Obezwadnienie powoduje rwnie trafienie w centralny ukad nerwowy, obfite krwotoki z ran w sercu lub gwnych naczy krwiononych w tuowiu, w wyniku braku tlenu dostarczanego do mz-gu, ale trwa to nieco duej. Na przykad w mzgu jest wystarczajca ilo tlenu, aby podtrzyma funkcje yciowe przez 10-15 s po zniszczeniu serca. Z bada sta-tystycznych wynika, e w przypadku intensywnego krwotoku czowiek po utra-cie okoo 20% objtoci krwi, czyli 110-3 m3 (1 litr), po okoo 5 s doznaje szoku i traci przytomno. Uszkodzenie niektrych gwnych ttnic moe spowodo-wa krwotok z prdkoci 9210-6 m3/s (5,5 litra/min). Utrata 50% objtoci krwi, czyli okoo 2,510-3 m3 (2,5 litra), prawie zawsze powoduje mier [36]. Z tego punktu widzenia im wiksz ran postrzaow spowoduje pocisk, a co za tym idzie wystpi wikszy krwotok i szybszy spadek cinienia krwi, tym skuteczniej obezwadni przeciwnika. Moemy powiedzie, e trafienie przeciwnika bdzie skuteczne wtedy, gdy pocisk: zniszczy bd uszkodzi mzg lub centralny ukad nerwowy, penetruje na tyle gboko, e dotrze do gwnych organw, naczy krwiono-

nych i spowoduje ich zniszczenie oraz wywoa intensywny krwotok. Rana wejciowa spowodowana przez pocisk penetrujcy organizm jest zwy-

kle mniejsza ni rana wyjciowa. Podczas tworzenia rany wejciowej pocisk naci-ska na skr znajdujc si zazwyczaj na podou sprystym, czyli miniach, co zmniejsza jej odksztacenia. Skra jest bardzo odporna na zranienie. Zbudowana jest z trzech warstw, o cznej gruboci okoo 210-3 m. Warstw wierzchni two-rzy naskrek wraz z przydatkami, takimi jak: paznokcie, wosy, gruczoy ojowe i potowe. Niej znajduje si skra waciwa, czyli tkanka czna zbita, skadajca si z warstwy zewntrznej brodawkowatej (od brodawek, ktre wpuklaj si w naskrek) i wewntrznej siatkowatej skadajcej si gwnie z wkien kola-


genowych tworzcych sie o grubych oczkach. Obie warstwy przechodz agod-nie jedna w drug bez wyranej powierzchni granicznej. Trzeci warstw tworzy tkanka podskrna skadajca si z lunej tkanki cznej, ktrej wkniste wizki oddzielaj przestrzennie zawierajce tkank tuszczow [5].

W wyniku trafienia przez pocisk skra moe zosta przebita i zniszczona, lecz z reguy nie powoduje to koniecznoci usuwania jej na duej powierzchni. Prdko , przy ktrej nastpuje przebicie skry, w duym stopniu zaley od kalibru pocisku. Skr o wytrzymaoci na rozciganie 182 MPa oraz wydu-eniu przy zerwaniu 655%, rut oowiany o rednicy 4,510-3 m przebija przy prdkoci 955 m/s. Zaleno prdkoci przebicia od masy pocisku i jego pola przekroju poprzecznego mona opisa analitycznie [27]:

mniej znane, g wnie ze wzgl du na brak odpowiedniego eksperymentalnego o rodkazast pczego o w a ciwo ciach zbli onych do ywego organizmu. To czy przeciwnik zostanie unieszkodliwiony w wyniku trafienia pociskiem zale y od wielu czynnikw, zarwno psychologicznych jak i fizjologicznych. Nale y rozr ni zdolno pocisku do ranienia od zdolno ci do obezw adnienia. Z fizjologicznego punktu widzenia cz owiek zostaje obezw adniony natychmiast i ca kowicie tylko wtedy, gdy pocisk zniszczy mzg lub grn czrdzenia kr gowego. Obezw adnienie powoduje rwnie trafienie w centralny uk ad nerwowy, obfite

wewn trznej siatkowatej sk adaj cej si g wnie z w kien kolagenowych z agodnie jedna w drug bez

lu zielaj przestrzennie zawieraj ce tkankt uszcz

krwotoki z ran w sercu lub g wnych naczy krwiono nych w tu owiu, w wyniku braku tlenu dostarczanego do mzgu, ale trwa to nieco d u ej. Na przyk ad w mzgu jest wystarczaj cailo tlenu, aby podtrzyma funkcje yciowe przez 10 - 15 s po zniszczeniu serca. Z badastatystycznych wynika, e w przypadku intensywnego krwotoku cz owiek po utracie oko o 20% obj to ci krwi, czyli 110-3 m3 (1 litr), po oko o 5 s doznaje szoku i traci przytomno .Uszkodzenie niektrych g wnych t tnic mo e spowodowa krwotok z pr dko ci 9210-6 m3/s(5,5 litra/min). Utrata 50% obj to ci krwi, czyli oko o 2,510-3 m3 (2,5 litra), prawie zawsze powoduje mier [36]. Z tego punktu widzenia im wi ksz ran postrza ow spowoduje pocisk, a co za tym idzie wyst pi wi kszy krwotok i szybszy spadek ci nienia krwi, tym skuteczniej obezw adni przeciwnika. Mo emy powiedzie , e trafienie przeciwnika b dzie skuteczne wtedy, gdy pocisk: zniszczy b d uszkodzi mzg lub centralny uk ad nerwowy, penetruje na tyle g boko, e dotrze do g wnych organw, naczy krwiono nych i spowoduje

ich zniszczenie oraz wywo a intensywny krwotok.Rana wej ciowa spowodowana przez pocisk penetruj cy organizm jest zwykle mniejsza

ni rana wyj ciowa. Podczas tworzenia rany wej ciowej pocisk naciska na skr znajduj c sizazwyczaj na pod o u spr ystym, czyli mi niach, co zmniejsza jej odkszta cenia. Skra jest bardzo odporna na zranienie. Zbudowana jest z trzech warstw, o cznej grubo ci oko o 210-3 m. Warstw wierzchni tworzy naskrek wraz z przydatkami, takimi jak: paznokcie, w osy, gruczo y ojowe i potowe. Ni ej znajduje si skra w a ciwa, czyli tkanka czna zbita, sk adaj ca si z warstwy zewn trznej brodawkowatej (od brodawek, ktre wpuklaj si w naskrek) i tworz cych sie o grubych oczkach. Obie warstwy przechodwyra nej powierzchni granicznej. Trzeci warstw tworzy tkanka podskrna sk adaj ca si z

nej tkanki cznej, ktrej w kniste wi zki oddow [5]. W wyniku trafienia przez pocisk skra mo e zosta przebita i zniszczona, lecz z regu y

nie powoduje to konieczno ci usuwania jej na du ej powierzchni. Pr dko , przy ktrej nast puje przebicie skry, w du ym stopniu zale y od kalibru pocisku. Skr o wytrzyma o ci na rozci ganie 182 MPa oraz wyd u eniu przy zerwaniu 655%, rut o owiany o rednicy 4,5 10-3m przebija przy pr dko ci 955 m/s. Zale no pr dko ci przebicia od masy pocisku i jego pola przekroju poprzecznego mo na opisa analitycznie [27]:

Sv 4.33100 (1)

gdzie: S masa ruciny podzielona przez pole przekroju poprzecznego [kg/m2].

Pocisk wychodz cy z organizmu cz sto ma zdeformowany kszta t lub jego ruch jest niestabilny i uderza cz ci denn lub boczn w skr , ktra nie jest podparta mechanicznie, co

(1)

gdzie: S masa ruciny podzielona przez pole przekroju poprzecznego [kg/m2].

Pocisk wychodzcy z organizmu czsto ma zdeformowany ksztat lub jego ruch jest niestabilny i uderza czci denn lub boczn w skr, ktra nie jest podparta mechanicznie, co powiksza jej odksztacenie. Przy klasyfikowaniu ran uwzgldnia si wielko rany wyjciowej. Dua rana wyjciowa jest sygnaem moliwoci wystpienia duych obrae wewntrznych. Wskazuje te lekarzowi miejsce, w ktrym pocisk (lub jego wiksza cz) opuci ciao rannego. Przy mniej skomplikowanych ranach mini moe uatwi regenerowanie uszkodzo-nych tkanek.

Koci w odrnieniu od innych tkanek organizmu s materiaem kruchym i o wikszej gstoci [47]. Ich zranienie moe nastpi w wyniku zarwno bez-poredniego uderzenia, jak i fali cinienia generowanej przez pocisk, w efekcie czego wystpi zamanie koci oraz infekcja otaczajcych tkanek. Pociski o ma-ej prdkoci uderzenia po trafieniu w ko mog ulec zatrzymaniu lub mog j przebi na wskro. Zaley to od prdkoci i budowy pocisku, a take budowy i pooenia koci [37]. Nastpstwem przebicia koci moe by powstanie duej iloci odamkw kostnych o nieregularnych ksztatach, ktre bd si przemiesz-cza razem z chwilow jam postrzaow, wykonujc ruch oscylacyjny. Odam-ki koci przemieszczajc si w rnych kierunkach dziaaj jak wtrne pociski i powikszaj uszkodzenie otaczajcych tkanek, jednak ze wzgldu na ich ma mas nie powoduj istotnych uszkodze organizmu. Pociski o duej prdkoci uderzenia przebijaj ko na wskro, tracc przy tym nieznacznie prdko. I tak np. badania dowiadczalne wykazay, e pocisk uderzajcy w ko udow z prd-koci 800 m/s zmniejsza prdko tylko o 30 m/s (energi kinetyczn zmniejsza o 220 J) [40]. Impuls siy dziaajcy na pocisk w momencie zderzenia jest z reguy zbyt saby, aby spowodowa jego deformacj lub pknicie. Penetracja koci przez pocisk spowodowa moe jednak, e straci on stabilno i zacznie si przemiesz-


cza dalej po krzywoliniowym torze wykonujc zoony ruch obrotowy, co grozi jego fragmentacj. Pocisk trafiajcy w gow powoduje trzy podstawowe rodza-je uszkodze: pknicie czaszki (czaszka czowieka skada si z 22 poczonych koci), ran skupion i ran mzgu. Bezporednie uderzenie pocisku w gow zawsze powoduje powane skutki. Nawet wtedy, gdy uderzenie pocisku nastpu-je w hem stycznie do jego powierzchni, moe spowodowa powane zranienie poprzez szok, cinienie i kawitacje, gwatowne skrcenie gowy.

Istnieje wiele udokumentowanych przypadkw, gdy wystrzelony pocisk nieznacznie musn lub nawet tylko przeszed obok czowieka, a spowo-dowao to krtkotrwae obezwadnienie organizmu. Zastraszenie, zdziwienie, szok emocjonalny rwnie mog spowodowa, e czowiek na krtko utraci siy. Rozmiary chwilowej jamy postrzaowej, ktr widzi ranny, wpywaj na jego su-biektywne odczucia odnonie do wielkoci i niebezpieczestwa rany, powodujc zaprzestanie przez niego dalszych dziaa bojowych. Aczkolwiek w przypadku osb zdeterminowanych i niewraliwych, bdcych pod wpywem narkotykw lub innych rodkw psychotropowych, czynnik ten odgrywa nieznaczn rol. W starszej literaturze, a zwaszcza popularnonaukowej, mona spotka te inne teorie obezwadniania [13], np. w wyniku szybkiego przekazywania energii ki-netycznej, chwilowej jamy postrzaowej, szoku hydrodynamicznego. Teorie te maj zastosowanie w szczeglnych sytuacjach, nie s jednak naleycie udoku-mentowane statystycznie i potwierdzone w badaniach eksperymentalnych.

Ilo energii kinetycznej przekazywanej do trafionego orodka zaley nie tylko od prdkoci uderzenia czy masy pocisku, lecz rwnie od jego zachowania si podczas penetracji: czy koziokuje, czy deformuje si, czy ulega fragmentacji oraz od si oporu ruchu. Te rnorodne zjawiska s przyczyn zwikszania si wartoci pola przekroju poprzecznego pocisku, co powoduje wzrost zarwno si oporu ruchu, jak i iloci rozpraszanej przez pocisk energii. Bilans energetyczny pocisku penetrujcego orodek moemy zapisa nastpujco:

Er=Ek Edef Erozp (2)

Energia kinetyczna pocisku w chwili uderzenia w cel wynosi:


212

mvEk (3)

gdzie: m masa pocisku [kg], pr dko pocisku w chwili uderzenia [m/s],

Er energia kinetyczna szcz tkowa pocisku [J],Edef energia kinetyczna zu ywana do deformacji pocisku [J], Erozp energia kinetyczna rozpraszana w o rodku [J].

Cz energii kinetyuchu pocisku, jego deformacja i try penetruje cel na wskro lub

nie trafi w cel, mo e uder obiekt i odbi si od niego. Spowoduje to jego deformacj plastyczn oraz da

cym stanowi du e zagro enie dla osb postronnych i yj ciu z trafionego celu, powinna by jak

najmni d wielko ci organizmu b d cego celem. Liczne ek jest wprost propor la [27] zachodzi zwi zek:

VcE

cznej jest rozpraszana w penetrowanym o rodku, a cz zu ywana przez pocisk do wykonania okre lonej pracy. Niestabilno rfragmentacja powi kszaj ilo rozpraszanej energii. Pocisk, k

zy w przypadkowy lszy ruch niestabilny w zupe nie przypadkowym kierunku. Pocisk

taki popularnie nazywany rykoszetujdlatego energia kinetyczna szcz tkowa, jak ma po w

ejsza. Ilo uszkodzonego o rodka zale y te o badania na winiach potwierdzi y, e obj to uszkodzonych tkancjonalna do wielko ci rozpraszanej energii. Wed ug teorii Marte

vrozp (4)

ci nieniem wprawiaj cym okorelowana z ilo ci zniszczoneg

ale no (dla pocisku nieulegaj cego deformacji) pomi dzy ilo ci energii rozpraszanej Erozp,owego w [10-3 m], a ilo ci zniszczonego

o rodk

gdzie: cv sta a materia owa o rodka,V obj to sta ego kana u postrza owego.

Zdaniem niektrych naukowcw teoria ta zawy a ilo uszkodzonych tkanek, ktre chirurg powinien wyci . Zwolennicy tej teorii uwa aj jednak, e pozostawienie cz ciuszkodzonych tkanek w organizmie jest znacznie gro niejsze dla rannego od usuni cia ich w wi kszej ilo ci, ni jest to niezb dne. Nie ustalono zale no ci pomi dzy wielko ci chwilowej jamy postrza owej a ilo ci martwych tkanek. Stopie niebezpiecze stwa tego zjawiska dla cz owieka zale y od umiejscowienia rany. Chwilowa jama postrza owa powodowana jest

rodek w ruch. Maksymalna warto ci nienia wewn trznego nie jest o o rodka. W pracy [27] wyznaczono eksperymentalnie raczej s

zprzypadaj cej na jednostk d ugo ci kana u postrza

a:

Md=44,575 Erozp + 10,319 (5)

gdzie: Md masa zniszczonego o rodka w [10-3 kg], Erozp rozproszona energia kinetyczna pocisku [J].

Wsp czynnik korelacji R tych parametrw jest ma y i wynosi tylko 0,54. W tabeli 4 przedstawiono wsp czynniki korelacji R zale no ci pomi dzy ilo ci zniszczonego o rodka, a innymi parametrami balistycznymi.

(3)

gdzie: m masa pocisku [kg], prdko pocisku w chwili uderzenia [m/s], Er energia kinetyczna szcztkowa pocisku [J], Edef energia kinetyczna zuywana do deformacji pocisku [J], Erozp energia kinetyczna rozpraszana w orodku [J].


Cz energii kinetycznej jest rozpraszana w penetrowanym orodku, a cz zuywana przez pocisk do wykonania okrelonej pracy. Niestabilno ruchu pocisku, jego deformacja i fragmentacja powikszaj ilo rozpraszanej energii. Pocisk, ktry penetruje cel na wskro lub nie trafi w cel, moe uderzy w przypadkowy obiekt i odbi si od niego. Spowoduje to jego deformacj pla-styczn oraz dalszy ruch niestabilny w zupenie przypadkowym kierunku. Po-cisk taki popularnie nazywany rykoszetujcym stanowi due zagroenie dla osb postronnych i dlatego energia kinetyczna szcztkowa, jak ma po wyjciu z trafionego celu, powinna by jak najmniejsza. Ilo uszkodzonego orodka za-ley te od wielkoci organizmu bdcego celem. Liczne badania na winiach potwierdziy, e objto uszkodzonych tkanek jest wprost proporcjonalna do wielkoci rozpraszanej energii. Wedug teorii Martela [27] zachodzi zwizek:


212

mvEk (3)

gdzie: m masa pocisku [kg], pr dko pocisku w chwili uderzenia [m/s],

Er energia kinetyczna szcz tkowa pocisku [J],Edef energia kinetyczna zu ywana do deformacji pocisku [J], Erozp energia kinetyczna rozpraszana w o rodku [J].

Cz energii kinetyuchu pocisku, jego deformacja i try penetruje cel na wskro lub

nie trafi w cel, mo e uder obiekt i odbi si od niego. Spowoduje to jego deformacj plastyczn oraz da

cym stanowi du e zagro enie dla osb postronnych i yj ciu z trafionego celu, powinna by jak

najmni d wielko ci organizmu b d cego celem. Liczne ek jest wprost propor la [27] zachodzi zwi zek:

VcE

cznej jest rozpraszana w penetrowanym o rodku, a cz zu ywana przez pocisk do wykonania okre lonej pracy. Niestabilno rfragmentacja powi kszaj ilo rozpraszanej energii. Pocisk, k

zy w przypadkowy lszy ruch niestabilny w zupe nie przypadkowym kierunku. Pocisk

taki popularnie nazywany rykoszetujdlatego energia kinetyczna szcz tkowa, jak ma po w

ejsza. Ilo uszkodzonego o rodka zale y te o badania na winiach potwierdzi y, e obj to uszkodzonych tkancjonalna do wielko ci rozpraszanej energii. Wed ug teorii Marte

vrozp (4)

ci nieniem wprawiaj cym okorelowana z ilo ci zniszczoneg

ale no (dla pocisku nieulegaj cego deformacji) pomi dzy ilo ci energii rozpraszanej Erozp,owego w [10-3 m], a ilo ci zniszczonego

o rodk

gdzie: cv sta a materia owa o rodka,V obj to sta ego kana u postrza owego.

Zdaniem niektrych naukowcw teoria ta zawy a ilo uszkodzonych tkanek, ktre chirurg powinien wyci . Zwolennicy tej teorii uwa aj jednak, e pozostawienie cz ciuszkodzonych tkanek w organizmie jest znacznie gro niejsze dla rannego od usuni cia ich w wi kszej ilo ci, ni jest to niezb dne. Nie ustalono zale no ci pomi dzy wielko ci chwilowej jamy postrza owej a ilo ci martwych tkanek. Stopie niebezpiecze stwa tego zjawiska dla cz owieka zale y od umiejscowienia rany. Chwilowa jama postrza owa powodowana jest

rodek w ruch. Maksymalna warto ci nienia wewn trznego nie jest o o rodka. W pracy [27] wyznaczono eksperymentalnie raczej s

zprzypadaj cej na jednostk d ugo ci kana u postrza

a:

Md=44,575 Erozp + 10,319 (5)

gdzie: Md masa zniszczonego o rodka w [10-3 kg], Erozp rozproszona energia kinetyczna pocisku [J].

Wsp czynnik korelacji R tych parametrw jest ma y i wynosi tylko 0,54. W tabeli 4 przedstawiono wsp czynniki korelacji R zale no ci pomi dzy ilo ci zniszczonego o rodka, a innymi parametrami balistycznymi.

(4)

gdzie: cv staa materiaowa orodka, V objto staego kanau postrzaowego.

Zdaniem niektrych naukowcw teoria ta zawya ilo uszkodzonych tka-nek, ktre chirurg powinien wyci. Zwolennicy tej teorii uwaaj jednak, e po-zostawienie czci uszkodzonych tkanek w organizmie jest znacznie groniejsze dla rannego od usunicia ich w wikszej iloci, ni jest to niezbdne. Nie ustalono zalenoci pomidzy wielkoci chwilowej jamy postrzaowej a iloci martwych tkanek. Stopie niebezpieczestwa tego zjawiska dla czowieka zaley od umiej-scowienia rany. Chwilowa jama postrzaowa powodowana jest cinieniem wpra-wiajcym orodek w ruch. Maksymalna warto cinienia wewntrznego nie jest raczej skorelowana z iloci zniszczonego orodka. W pracy [27] wyznaczono eksperymentalnie zaleno (dla pocisku nieulegajcego deformacji) pomidzy iloci energii rozpraszanej Erozp, przypadajcej na jednostk dugoci kanau postrzaowego w [10-3 m], a iloci zniszczonego orodka:

Md=44,575 Erozp + 10,319 (5)

gdzie: Md masa zniszczonego orodka w [10-3 kg], Erozp rozproszona energia kinetyczna pocisku [J].

Wspczynnik korelacji R tych parametrw jest may i wynosi tylko 0,54. W tabeli 4 przedstawiono wspczynniki korelacji R zalenoci pomidzy iloci zniszczonego orodka, a innymi parametrami balistycznymi.


Tabela 4. Wspczynniki korelacji pomidzy iloci zniszczonego orodka a rnymi parametrami balistycznymi [27]

Parametr balistyczny Wspczynnik korelacji R

Prdko uderzenia 0,11Pd w chwili uderzenia [mv] 0,0Energia kinetyczna w chwili uderzenia [0,5 mv2] 0,16Moc uderzenia [mv3] 0,23Erozp przypadajca na 110-3 m dugoci kanau postrzaowego 0,54

Erozp przypadajca na 110-3 s czasu penetracji 0,4

W literaturze przedmiotu istnieje wiele rnych teorii, ktre usiuj opisa w prosty sposb zdolno pocisku do obezwadniania [27] przy pomocy tylko jednego parametru, posugujc si np. jego prdkoci, mas, wspczynnikiem ksztatu lub kalibrem. Pierwsza z tych teorii, to tzw. wzgldna moc zatrzymujca (ang. relativ stopping power) pocisku

RSP= 17,9 m v A c (6)

gdzie: m, masa i prdko pocisku w chwili uderzenia, odpowiednio, A pole przekroju poprzecznego prostopadego do osi symetrii pocisku [10-4 m2], c wspczynnik zaleny od ksztatu pocisku (np. c=0,9 dla FMJ RN,

c=1 dla LRN, c=1,25 dla WC). Teoria ta zostaa przeksztacona i nazwana teori mocy zatrzymania

(ang. stopping power). Zgodnie z t teori o moliwoci obezwadnienia lub zatrzymania decyduje ilo energii kinetycznej, ktr pocisk przekazuje napast-nikowi. Miar mocy zatrzymania jest ilo energii kinetycznej przekazywanej przez pocisk do orodka zastpczego podczas penetracji na drodze pierw-szych 15010-3 m.

Stp=0,114 Erozp A c (7)

gdzie: Erozp energia kinetyczna rozpraszana w elatynie balistycznej na drodze 15010-3 m.

W roku 1983 w USA do oceny skutecznoci zranienia pociskiem pistoleto-wym zaproponowano parametr RII (ang. relative incapacitation index), ktry zaley gwnie od wielkoci chwilowej jamy postrzaowej oraz ksztatu, redni-cy pocisku i prawdopodobiestwa zranienia wanych narzdw wewntrznych. Przyjto, e im wiksze s rozmiary chwilowej jamy postrzaowej, tym wikszy bdzie stopie unieszkodliwienia przeciwnika. Podstaw takiej oceny jest bdne zaoenie, e orodek znajdujcy si w chwilowej jamie postrzaowej jest nisz-czony. Pomijano gboko penetracji i wielko kanau postrzaowego. Obecnie wiadomo ju, e jest to bd systematyczny. Parametr RII nie zosta zaakcep-towany, okaza si bowiem niepraktyczny, poniewa wymaga przeprowadzenia


duej iloci bada. Inna teoria obezwadniania, tzw. potencja ranienia mwi, e jest on proporcjonalny do rozproszonej energii i staej [27]:

obezw adniania, tzw. potencja ranienia mwi, e jest on proporcjonalny do rozproszonej energii i sta ej [27]:

mAE

SE k (8)

gdzie: E zmiana warto ci energii kinetycznej pocisku [J], S zmiana wielko ci pola przekroju poprzecznego pocisku [m2].

Nale y podkre li , e powy sze teorie nie znalaz y praktycznego zastosowania. Ocen stopnia zranienia mo na rwnie przeprowadzi na podstawie znajomo ci takich

danych, jak: 1) rodzaj broni i jej kaliber, 2) rodzaj naboju i rodzaj pocisku, 3) odleg o , z ktrej oddano strza4) rodzaj trafienia: bezpo re5) rodzaj pokonanych przez pocisk przeszkd,

) zachowana masa pocisku,

8) d ug n trznych,

10) mai tych tkanek,

.

zaproponowa prost w u yciu klasyfikacj ran, tabela 5. Nie jest tu wymagana

ikacja ta uwzgl dnia: wielko wej ciowej i na u postrza owego, mo liwo z amania ko ci, zranienie narz dw

. Zak ada ona, e pocisk pistoletowy najcz ciej powoduje rang o ci od

trzeciego, a pociski po rednie lub karabinowe mog i nie uwzgl dnia

zachodz cych w zranionym organizmie.

Tabela 5. System klasyfikacji ran Czerwonego Krzy a [7]

,dnie, rykoszet, poprzez przeszkody,

67) stopie deformacji pocisku,

o kana u postrza owego i jego po o enie wzgl dem organw wew9) po o enie rany wej ciowej i wyj ciowej,

ksymalne rozmiary rany wej ciowej i wyj ciowej na powierzchni skry, 11)masa usun12) stopie uszkodzenia ko ci

Mi dzynarodowy Czerwony Krzymo liw do zastosowania rwnie w badaniach symulacyjnych znajomo u ytej broni czy amunicji. Klasyfwyj ciowej rany, wielko kawewn trznych, ilo od amkwstopnia pierwszego. Pocisk wystrzelony z pistoletu maszynowego z ma ej odlecz owieka najcz ciej powoduje ran stopniapowodowa rany wszystkich stopni. Jest to metoda anatomiczna klasyfikacji ranparametrw fizjologicznych

Rodzaj rany Oceniany parametr rany i jego warto

E rana wej ciowa maksymalny rozmiar w [10-2 m]

X rana wyj ciowa maksymalny rozmiar w [10-2 m], X=0 , je eli nie wyst puje

C jama postrza owa C=1, gdydwa palce, w inny

jama postrza owa jest wi ksza nim przypadku C=0

(8)

gdzie: E zmiana wartoci energii kinetycznej pocisku [J], S zmiana wielkoci pola przekroju poprzecznego pocisku [m2].

Naley podkreli, e powysze teorie nie znalazy praktycznego zastoso-wania.

Ocen stopnia zranienia mona rwnie przeprowadzi na podstawie znajo-moci takich danych, jak:1) rodzaj broni i jej kaliber,2) rodzaj naboju i rodzaj pocisku,3) odlego, z ktrej oddano strza, 4) rodzaj trafienia: bezporednie, rykoszet, poprzez przeszkody,5) rodzaj pokonanych przez pocisk przeszkd,6) zachowana masa pocisku,7) stopie deformacji pocisku,8) dugo kanau postrzaowego i jego pooenie wzgldem organw we-

wntrznych,9) pooenie rany wejciowej i wyjciowej,

10) maksymalne rozmiary rany wejciowej i wyjciowej na powierzchni skry,11) masa usunitych tkanek,12) stopie uszkodzenia koci.

Midzynarodowy Czerwony Krzy zaproponowa prost w uyciu klasyfi-kacj ran, moliw do zastosowania rwnie w badaniach symulacyjnych ta-bela 5. Nie jest tu wymagana znajomo uytej broni czy amunicji. Klasyfikacja ta uwzgldnia: wielko wejciowej i wyjciowej rany, wielko kanau postrza-owego, moliwo zamania koci, zranienie narzdw wewntrznych, ilo od-amkw. Zakada ona, e pocisk pistoletowy najczciej powoduje ran stopnia pierwszego. Pocisk wystrzelony z pistoletu maszynowego z maej odlegoci od czowieka najczciej powoduje ran stopnia trzeciego, a pociski porednie lub karabinowe mog powodowa rany wszystkich stopni. Jest to metoda anatomicz-na klasyfikacji ran i nie uwzgldnia parametrw fizjologicznych zachodzcych w zranionym organizmie.


Tabela 5. System klasyfikacji ran Czerwonego Krzya [7]

Rodzaj rany Oceniany parametr rany i jego warto

E rana wejciowa maksymalny rozmiar w [10-2 m]

X rana wyjciowa maksymalny rozmiar w [10-2 m], X=0 , jeeli

nie wystpuje

C jama postrzaowa C=1, gdy jama postrzaowa jest wiksza ni dwa palce, w innym przypadku C=0

F pknicie koci F=0 nie ma pknicia; F=1 proste zamanie, otwr lub nieznaczne odamki; F=2 powane rozszczepienie

V zranione narzdy wewntrzne V=1, gdy zraniony jest mzg lub organy wewntrzne lub gwne ttnice; inaczej V=0

M w ranie pozostay kawaki metalu

odamki pocisku widoczne na zdjciu rentgenowskim; brak odamkw M=0, jeden odamek M=1, wiele odamkw M=2

Ocena ran

Stopie 1 rozmiary rany skry mniejsze od 10-1 m (E+X< 10), bez jam postrzaowych (C=0) oraz bez skomplikowanych ran koci (F=0 lub F=1)Stopie 2 rozmiary rany skry mniejsze od 10-1 m (E+X


3.2. Analiza ruchu pocisku w orodku zastpczym

Czsto badania eksperymentalne balistyki kocowej pociskw przeprowa-dzane s na ywych zwierztach wszystkich gatunkw, np. winiach, jeleniach, psach, niektrych ich narzdach, a take owocach. Ze wszystkich zwierzt naj-czciej uywane s winie. Eksperymenty na zwierztach mog by przeprowa-dzane w celu zbadania fizjologicznych efektw zranienia, ale w adnym wypadku nie po to, aby stwierdzi: potencja zranienia, rozpraszanie energii pocisku, po-wtarzalno czy zgodno wynikw. Prby te s niehumanitarne, a ich wyniki obarczone duym bdem systematycznym, gdy budowa anatomiczna i ukad nerwowy innych ssakw rni si znacznie od ludzkiej (niejednorodno budo-wy tkanek miniowych i tuszczowych wini powoduje, e dokadno pomiaru gbokoci penetracji wynosi 18% tabela 6).

Tabela 6. Gboko penetracji pocisku w tkankach wini i w rnych orodkach zastpczych []

Orodek zastpczy Gboko penetracji [10-3 m]

Udziec wieo zabitej wini 1610% elatyna w temperaturze 277 K 5420% elatyna w temperaturze 277 K 44220% elatyna w temperaturze 27 K 02Mydo szwedzkie w temperaturze 277 K 423Mydo szwedzkie w temperaturze 27 K 54

Badania oddziaywania pocisku na ywy organizm przeprowadza si rw-nie w orodku zastpczym dla: mini, skry, koci, czaszki. Poprawnie dobrany orodek zastpczy dla badanego organizmu ywego charakteryzuje si: 1) podobn gbokoci penetracji pocisku,2) podobnym opnieniem pocisku, 3) podobiestwem deformacji plastycznej i fragmentacji pocisku,4) podobiestwem w rozpraszaniu energii kinetycznej,5) moliwoci pomiaru iloci rozpraszanej energii kinetycznej z zadawalajc

dokadnoci,6) moliwoci oceny rozmiarw chwilowej jamy postrzaowej,7) moliwoci pomiaru wymiarw kanau postrzaowego,8) powtarzalnoci uzyskiwanych wynikw.

Powysze wymagania oznaczaj, e orodek zastpczy nie musi mie do-kadnie takich samych biomechanicznych wasnoci jak ywy organizm tabe-la 7. Wystarczy, e wyniki bada mona rejestrowa i odpowiednio interpretowa tak, aby zobrazowa, co si dzieje w ywym organizmie.


Tabela 7. Moliwoci stosowania rnych orodkw zastpczych wg [27]

Rodzaj rany Orodek zastpczy

Rana wejciowa sztuczna skra przymocowana do bloku elatyny lub myda

Rana wyjciowa sztuczna skra przymocowana do bloku elatyny lub myda

Chwilowa jama postrzaowaelatyna jako orodek zastpczy tkanek sprystych, mydo nie rejestruje wielkoci kanau postrzaowego

Pknicie koci koci zalane elatyn, mydo nie nadaje si

Zranione narzdy wewntrzne organy wewntrzne zalane elatyn, mydo nie nadaje si

Odamki pocisku w ranie elatyna jako orodek zastpczy tkanek sprystych, mydo jest niewygodne w uyciu

Z rnych stosowanych orodkw zastpczych dla mini najlepsze wyniki otrzymywane s w elatynie balistycznej lub mydle glicerynowym, gsto ich bowiem jest zbliona do gstoci organizmu ludzkiego (tabela 8). Rzadziej s sto-sowane orodki zastpcze dla skry, a ich znaczenie jest czsto niedoceniane. Uwzgldnienie obecnoci skry zwiksza dokadno pomiarw oddziaywania pociskw, zwaszcza o maej prdkoci np. przy tzw. rykoszetach. Sztuczne koci wykorzystywane do eksperymentw wytwarzane s w rnych ksztatach. Istnie-j wyniki bada wskazujce, e spadek prdkoci, szcztkowa energia kinetycz-na, fragmentacja koci i kana postrzaowy s identyczne zarwno w sztucznych kociach, jak i kociach wini. Do badania ran gowy stosowana jest czaszka zbudowana ze sztucznych koci, wypeniona 10% elatyn balistyczn i pokryta sztuczn skr.

Tabela . Gsto tkanek ludzkich i niektrych orodkw zastpczych

Orodek Tuszcz Wtroba Skra Minie Puca Koci elatyna MydoGsto

[103 kg/m3] 0, 1,01-1,02 1,0 1,02-1,06 0,4-0,5 1,11 1,03-1,06 0,3

Przezroczysta elatyna balistyczna pozwala atwo wyznaczy stopie frag-mentacji pocisku i dystrybucj wielkoci odamkw. W nieprzeroczystym myd-le glicerynowym trzeba do tego celu stosowa aparatur rentgenowsk. Zalet myda jest niska cena i atwo odtworzenia wielkoci jamy postrzaowej. Mydo jest orodkiem niesprystym, co uatwia odtworzenie wielkoci maksymalnej chwilowej jamy postrzaowej [11]. W rezultacie pomiary w tym orodku zawya-j wielko jamy postrzaowej w porwnaniu do organizmw ywych. Mimo i mydo glicerynowe jest dobrym orodkiem zastpczym dla mini, moliwoci jego wykorzystania do badania balistyki kocowej pocisku i odtwarzania kszta-


tu rany s raczej ograniczone. Czsto stosowane jest w Szwecji, gdzie stwierdzo-no, e objto kanau postrzaowego o dugoci 0,14 m w mydle (rysunek 5) odpowiada iloci zniszczonego orodka przez badany pocisk w ludzkim organi-zmie [2]. Poza tym przyjmuje si, e ilo energii kinetycznej pocisku pochoni-tej przez tkanki organizmu (przy strzale z odlegoci 100 m) odpowiada rednicy jamy postrzaowej w danym punkcie w mydle.

Oddziaywanie pocisku z orodkiem podczas penetracji mona przedsta-wi obrazowo i w zrozumiay sposb, wykorzystujc tzw. metod schematu rany w orodku zastpczym. Otrzymane schematy ran wskazuj maksymalne znisz-czenia, jakie mona przewidzie w elastycznym organizmie ywego stworzenia. Kana postrzaowy wystpujcy na schemacie rany jest trwaym ladem po po-cisku, ktry wnika, penetruje i niszczy tkanki trafionego organizmu. Chwilowa jama postrzaowa wystpujca na schemacie rany przedstawia maksymalne od-ksztacenia tkanki, jakie wystpi wok trajektorii pocisku w cigu paru milise-kund po jego przejciu.

Rys. 5. Badanie ksztatu jamy postrzaowej w szwedzkim mydle balistycznym [2]: a) idea pomiaru iloci zniszczonych tkanek na podstawie wielkoci tymczasowej jamy postrzaowej, b) rednica jamy postrzaowej w danym punkcie odpowiada iloci energii kinetycznej pocisku pochonitej przez tkanki,

dziki uprzejmoci P. G. Arvidsson, FMV (Demence Materiel Administration), Sztokholm, Szwecja

elatyna balistyczna uywana jest od 1960 roku jako orodek zastpczy symulujcy waciwoci (gsto i lepko) tkanek sprystych ywego organi-zmu [38]. ywe organizmy maj budow bardzo niejednorodn, co utrudnia in-terpretacj wynikw pomiarw. Budowa strukturalna elatyny jest jednorodna, lecz nie posiada ona naczy krwiononych, nerww i szkieletu kostnego. Poczt-kowo do wyznaczania energii traconej przez pocisk podczas penetracji stoso-wano elatyn 20% w temperaturze 287 K, w celu okrelenia jego zdolnoci do obezwadniania. W 1984 roku opublikowano [16] wyniki bada balistyki ko-cowej pociskw w miniach ywej wini oraz w elatynie 10% w temperaturze 277 K. Praca ta przyczynia si do powstania tzw. modelu Facklera elatyny ba-listycznej [17], ktry pomimo wielu zastrzee zosta przyjty jako orodek zastpczy o podobnych wasnociach jak minie ywych organizmw. Jedn

a) b)


z najwaniejszych zalet elatyny jest jej przeroczysto, co umoliwia dokad-ne zbadanie toru pocisku, kanau postrzaowego, chwilowej jamy postrzaowej oraz deformacji pocisku i rozkadu przestrzennego odamkw (rysunek 6). Na-ley podkreli jednak, e ywe tkanki s bardziej spryste i wytrzymae ni elatyna. W wielu testach balistycznych potwierdzono, e elatyna balistyczna (np. Vyse Ballistic Gelatin) symuluje gboko penetracji pocisku w typowych tkankach ywych organizmw z dokadnoci 3% a wielko chwilowej jamy postrzaowej z dokadnoci 4%. elatyna balistyczna powinna by odpowied-nio przygotowana i przechowywana oraz bezporednio przed pomiarami wyka-librowana. Po wykonaniu pomiarw wskazane jest przeprowadzenie powtrnej kalibracji. Sposb przygotowania, przechowywania elatyny i interpretacji wy-nikw pomiarw w odniesieniu do ywych organizmw, a w szczeglnoci ludzi, budzi najwicej kontrowersji i nie zosta znormalizowany [52].

Rys. 6. Penetracja pocisku rutowego kaliber 12/70 Kent Tungsten Matrix Nr 1 birdshot w standardowym bloku elatyny balistycznej, wystrzelonego z odlegoci okoo 3 m [1] ], dziki uprzejmoci Eclectic Works

Company, Calgary Alberta, Kanada

Po przygotowaniu roztworu elatyny (10% wagowo) naley j wla do for-my o wymiarach: 15154010-2 m do bada pociskw pistoletowych lub 20205010-2 m do bada pociskw karabinowych. W niektrych laborato-riach uywaj elatyn 11%, poniewa nieraz z nieznanych powodw elatyna 10% nie spenia prby kalibrowania pociskiem o kalibrze 4,5 mm. W celu uzy-skania wikszej przejrzystoci mona do roztworu doda kilka kropel oleju cyna-monowego. Po otrzymaniu jednorodnego roztworu elatyny naley przetrzyma go przez 4 godz. w temperaturze pokojowej. Po zakrzepniciu form z elatyn


naley woy do lodwki i przetrzyma przez 36 godz. w temperaturze od 273 K do 277 K. Po wyjciu z formy naley woy j do worka foliowego i szczelnie go zamkn, aby gsto elatyny nie ulega zmianie. W takiej postaci mona j przechowywa w zamraarce do 6 miesicy lub 1 tydzie w lodwce. Przed przeprowadzeniem pomiarw balistycznych naley ustabilizowa temperatur bloku elatyny poprzez przetrzymanie go przez jedn noc w lodwce w tempera-turze 277 K, poniewa prawidowa struktura elatyny zaley od jej temperatury. W zwizku z tym czas trwania prby nie powinien przekracza 1200 s. Mona stosowa kilka blokw przyoonych do siebie powierzchniami czoowymi. Ist-niej jeszcze inne sposoby przygotowywania elatyny, ale niewiele jest informacji na temat wpywu parametrw procesu przygotowania elatyny na jej wasnoci kocowe.

Kalibrowanie elatyny polega na oddaniu strzau pociskiem rutowym i zmierzeniu gbokoci penetracji, aby potwierdzi jej odpowiedni struktur i gsto. Pocisk rutowy o kalibrze 4,5 mm wystrzelony z broni pneumatycznej, uderzajcy z prdkoci 180 m/s 4,6 m/s w blok elatyny, powinien zagbi si w niej na gboko 8,50,810-2 m, zgodnie z tym co zaproponowano w pracy [14] na podstawie licznych obserwacji gbokoci penetracji pociskw w tkan-kach ywych organizmw. elatyna speniajca ten trudny warunek nazywa si standardow i mona w niej przeprowadzi wiarygodne badania zdolnoci poci-sku do penetracji. Niestety niewiele blokw elatyny spenia warunek Facklera odpowiedniej gbokoci penetracji. W standardowym bloku elatyny balistycz-nej powinna by speniona nastpujca zaleno:

y= 0,94 v 21,925 (9)

gdzie: y gboko penetracji w [10-3 m], v prdko pocisku w [m/s] w chwili uderzenia w blok elatyny.

Powoduje to kopotliw sytuacj, w ktrej odrzucenie niestandardowych blokw elatyny jest bardzo drogie, lecz z drugiej strony uywanie ich sprawia, e otrzymane wyniki s niewiarygodne. Sytuacja taka przyczynia si do opra-cowania metod korygowania wynikw pomiarw w niestandardowych blokach elatyny z dokadnoci 3% (np. metoda MacPhersona) [34]. Przy wyborze po-cisku jednym z najwaniejszych parametrw majcych wpyw na obezwadnie-nie jest gboko penetracji. Czynnikiem gwnym jest zawsze miejsce, w ktre strzelamy. Zgodnie z danymi zamieszczonymi w literaturze [15] optymalna g-boko penetracji w wykalibrowanym orodku zastpczym wynosi od 0,318 m do 0,356 m. Wedug norm amerykaskiego biura ledczego (FBI) odnonie do balistyki kocowej, pocisk powinien penetrowa wzorcow elatyn balistyczn na gboko od 0,305 m (12 cali) do 0,457 m (18 cali). Jeeli pocisk penetruje pyciej, to jest to niewystarczajce, a gdy penetruje gbiej, to jest to zadawalaj-


ce, aczkolwiek moe by niebezpieczne. Naturalnie w porwnaniu do gbokoci penetracji w elatynie, w tkankach o rzadszej strukturze penetracja bdzie wik-sza (np. puca) ni w tkankach o gciejszej strukturze (np. minie). Gboko penetracji w elatynie od 0,318 m do 0,356 m moe by niewystarczajca. Pocisk podczas wnikania w ciao systematycznie zmniejsza prdko w wyniku czego kana postrzaowy jest coraz mniejszy. Powoduje to, e ilo zniszczonego orod-ka, w kocowym odcinku (o dugoci od 0,080 m do 0,050 m) toru balistyczne-go, jest coraz mniejsza, a efektywna gboko penetracji wynosi od 0,241 m do 0,305 m. Badania waciwoci ludzkiej skry wykazay, e ze wzgldu na du wytrzymao na rozciganie i sprysto moe ona ograniczy gboko pe-netracji pocisku w miniach: przy wnikaniu o okoo 0,051 m, a przy jego wyj-ciu o okoo 0,102 m. Zmniejsza to dodatkowo efektywn penetracj. Tak wic (zgodnie z danymi FBI przecitna grubo tuowia czowieka wynosi 0,229 m 9 cali), aby pocisk przeszed na wylot przez tuw ludzki, musi penetrowa oro-dek zastpczy gbiej ni 0,356 m. Ustalenia odnonie do gbokoci penetracji maj zapewni, e pocisk trafiajcy w cel pod dowolnym ktem (w najczciej spotykanych sytuacjach ulicznych) dotrze do gwnych organw wewntrznych i pozostawi za sob kana postrzaowy o wystarczajco duych rozmiarach, aby obezwadni przeciwnika. Dua rnorodno rzeczywistych sytuacji, w ktrych naley odda strza powodujcy obezwadnienie agresora, powoduje konieczno opracowania w miar kompletnego, obszernego zestawu bada dotyczcego ba-listyki kocowej pocisku. Wyniki tych bada informuj uytkownika danego typu amunicji, w jakich sytuacjach stosowanie jej jest skuteczne, oraz pozwalaj porwna rne naboje (tego samego lub rnych kalibrw). Jedn z takich prb jest zestaw 8 bada zalecanych przez FBI [18]. Tkank miniow i tuszczow w testach FBI symuluje 10% elatyna (np. Kind &Kno 250-A). W kadym bada-Kind &Kno 250-A). W kadym bada-W kadym bada-niu oddawanych jest 5 strzaw. Po kadym strzale zmieniana jest badana prze-szkoda i blok elatyny. W badaniach uywana jest bro typowa.

3.3. Testy FBI w zakresie balistyki kocowej pociskw

Test nr 1: Blok elatyny bez adnej osony Do bloku elatyny balistycznej oddawany jest strza z odlegoci 3,048 m

(10 stp) od wylotu z lufy. Celem badania jest sprawdzenie zdolnoci pocisku do penetracji organizmu. Pociski, ktre nie speniaj wymogw tego testu, z reguy nie speniaj rwnie wymogw innych bada, bardziej zwizanych z realnymi sytuacjami. W badaniu tym czsto uzyskiwana jest najwiksza ekspansja poci-sku (wzrost wartoci pola przekroju poprzecznego). Badanie to pozwala porw-na wyniki testw FBI z badaniami w innych laboratoriach.


Test nr 2: Blok elatyny przykryty grubym okryciem tekstylnymBlok elatyny przykryty jest czterema warstwami materiaw symulujcy-

mi gruby ubir zimowy. Pierwsza warstwa to bawena typu T-Shirt (48 nici na odcinku 25,410-3 m). Druga warstwa to bawena koszulowa (80 nici na odcinku 25,410-3 m). Trzecia warstwa to powoka z flaneli (232 nici na odcinku 25,410-3 m) o masie 283,510-3 kg. Czwarta warstwa to bawena jeansowa (50 nici na odcinku 25,410-3 m) o masie 370,510-3 kg. Strza do tak przykrytego bloku elatyny od-dawany jest z odlegoci 3,048 m od wylotu z lufy.

Test nr 3: Stalowa pytaDwie pyty ze stali walcowanej na gorco, galwanizowane, kwadratowe

o gruboci 110-3 m i powierzchni 232,2610-4 m2 (6 cali 6 cali) oddalone s od siebie o 0,076 m (3 cale). W odlegoci 0,457 m (18 cali) za tylni pyt stalow znajduje si blok elatyny przykryty warstw letniego okrycia tekstylnego. Strza oddawany jest z odlegoci 3,048 m od pierwszej pyty stalowej. Letnie okrycie tekstylne skada si z jednej warstwy materiau bawenianego typu T-Shirt i jed-nej warstwy materiau z baweny koszulowej. Pyty stalowe wykonano ze stali powszechnie stosowanej do produkcji drzwi samochodowych. W prbie badana jest zdolno przebicia przez pocisk najsabszego miejsca w drzwiach samocho-dowych i obezwadnienia znajdujcego si za nimi przeciwnika.

Test nr 4: Wewntrzna ciana budowlanaDwie standardowe pyty gipsowo-kartonowe o gruboci 12,710-3 m i po-

wierzchni 232,2610-4 m2 oddalone s od siebie o 8910-3 m (3,5 cala). Blok elaty-ny przykryty jest warstw letniego okrycia tekstylnego i znajduje si w odlegoci 0,457 m za tylni pyt gipsow. Strza jest oddawany z odlegoci 3,048 m do pierwszej pyty gipsowej. Badanie to symuluje zdolno pocisku do przebicia ty-powej wewntrznej ciany budowlanej.

Test nr 5: Drewniana pyta warstwowaBlok elatyny przykryty jest warstw letniego okrycia tekstylnego i znajduje

si w odlegoci 0,457 m za tyln powierzchni drewnianej pyty warstwowej kwadratowej o powierzchni 232,26 10-4 m2 i gruboci 0,019 m (0,75 cala). Strza oddawany jest z odlegoci 3,048 m do przedniej powierzchni pyty. Prba ta symuluje przebicie drewnianych drzwi lub desek sosnowych.

Test nr 6: Szyba samochodowaSzyba samochodowa (klejona, a nie hartowana) o gruboci 6,3510-3 m o wy-

miarach 0,381 m 0,457 m (15 cali 18 cali) ustawiona jest pod ktem /4 do poziomu. Linia celowania odchylona jest w paszczynie poziomej o kt /12 od kierunku jazdy samochodem. Blok elatyny ustawiony jest w odlegoci 0,457 m za szyb i przykryty jest warstw letniego okrycia tekstylnego. Strza oddawany jest z odlegoci 3,048 m od wylotu z lufy do rodka tafli szklanej. Prba ta symu-


luje strza oddawany do kierowcy samochodu z jego przedniej lewej strony (nie z naprzeciwka).

Test nr 7: Blok elatyny, przykryty grubym okryciem tekstylnym strza z odle-goci 18,288 m

Prba ta jest powtrzeniem testu nr 2, lecz przy strzale z odlegoci 18,288 m (20 jardw) mierzonej od wylotu z lufy do bloku elatyny. Wynik prby pokazuje wpyw wzrostu odlegoci do celu i konsekwentnie spadku prdkoci pocisku na jego zdolno do penetracji.

Test nr 8: Szyba samochodowa strza z odlegoci 18,288 mBadanie to jest w duym stopniu powtrzeniem testu nr 6, tym razem z od-

legoci 18,288 m, z pozycji naprzeciwko szyby i symuluje strza do kierowcy sa-mochodu bdcego w ruchu.

Oprcz dotychczas opisanych testw, kady nabj jest poddawany badaniu prdkoci oraz celnoci. Z lufy balistycznej i z wybranego typu broni dostpnej w handlu wystrzeliwanych jest po 20 pociskw. Z odlegoci 22,86 m (25 jar-dw) oddawane s dwie serie 10-strzaowe z luf balistycznych i z broni dostp-nej w handlu, nastpnie wyznaczany jest redni punkt trafienia. Porwnanie wynikw bada z luf balistycznych i z danego typu broni pozwala oceni, na ile dobrze wsppracuje nabj z wybranym typem broni. Istniej jeszcze inne testy (uproszczone i tasze) balistyki kocowej pociskw. Przykadem moe by test INS National Firearms Tactical Institute USA, skadajcy si z piciu prb: z blokiem elatyny, z blokiem elatyny przykrytym warstw grubego okrycia tekstylnego, z szyb samochodow, z pyt stalow, z pyt kamienn. W testach tych stosuje si rwnie elatyn balistyczn 10% typu Kind&Kno 250-A. Przed kad prb naley przeprowadzi kalibracj bloku elatyny polegajc na odda-niu strzau pociskiem rutowym kalibru 4,5 mm z broni pneumatycznej. Prd-ko pocisku powinna wynosi 183 m/s 3 m/s, odlego pomidzy wylotem z lufy a przedni powierzchni bloku elatyny 3,05 m. Pocisk rutowy powi-nien wnikn na gboko od 82,510-3 m do 95,210-3 m. Gboko penetracji badanego pocisku w bloku elatyny powinna wynosi od 22910-3 m do 38110-3 m. W kadej prbie oddawanych jest 5 strzaw. Analiza uzyskanych wynikw bada w kadym tecie jest nieco inna i nie ogranicza si tylko do gbokoci penetracji czy wielkoci rany postrzaowej. Wany jest take sposb i miejsce de-formacji pocisku, ilo i wielko odamkw itd. Kryteria oceny wynikw kadej z prb nie s tak surowe jak w testach FBI. Wszystkie te badania maj utwierdzi nas w przekonaniu, e pocisk, ktry planujemy wystrzeli, wykona przewidziane zadanie z chirurgiczn dokadnoci i nie spowoduje przypadkowych, nieprze-widzianych szkd.


3.4. Stabilizacja pocisku

Proces spalania si adunku prochowego w kadym naboju przebiega z nie-wielkimi rnicami. Dlatego te pociski opuszczajce luf maj zrnicowane fazy ruchu, a to wpywa na ich celno. Osiowo-symetryczny ksztat i bdy ksztatu pocisku oraz drobne, niesymetrycznie rozoone wady materiaowe i niesymetryczno montau powoduj, e jego rodek masy nie pokrywa si z punktem przyoenia si oporu aerodynamicznego. Jest to przyczyn rozbie-noci rzeczywistej i teoretycznej trajektorii pocisku. Zastosowanie ciszego me-talu w czci przedniej a lejszego w czci tylnej pocisku spowoduje, e rodek masy pocisku bdzie pooony bliej punktu przyoenia si oporu aerodyna-micznego, co daje bardziej stabilny ruch pocisku. Drgania lufy rwnie mog zwikszy kt odchylenia osi pocisku od toru lotu. Jedn z metod zmniejszenia tych rozbienoci ruchu jest wprawienie pocisku w ruch obrotowy, najczciej poprzez uycie bruzdowanej lufy wok podunej osi symetrii (tzw. stabiliza-cja obrotowa) z odpowiedni prdkoci ktow. Zbyt maa prdko obrotowa spowoduje koziokowanie pocisku i moe on uderzy w cel w taki sposb, e jego penetracja bdzie nieprzewidywalna. Zbyt dua prdko obrotowa jest rwnie niekorzystna, gdy powoduje, e o poduna pocisku zachowuje ten sam kie-runek w przestrzeni (wykonujc ruch precesyjny wzgldem tego kierunku). Na skutek obniania si stycznej do toru (kierunku wektora prdkoci) wykonywa-by ruch w rzeczywistoci z coraz to wikszym ktem nutacji. Doprowadzioby to w efekcie do utraty jego stabilnoci [21]. Stabilizacja obrotowa (yroskopowa) pocisku zaley od jego ksztatu, rozkadu masy, gstoci penetrowanego orod-ka, prdkoci ruchu postpowego i obrotowego. Do oceny stabilizacji pocisku na pocztkowej czci toru mona wykorzysta tzw. wspczynnik stabilizacji wylotowej (yroskopowej) [81]:

apYPY

XXg CvhdI

IS 2222

2 (10)









hx2 (10a)



Ab

librach,






= 150 d/L (11)



vKh

I

MPY

ONX

34

2

10 (12)

22

a

gdzie:

dI



(10)

gdzie: IX moment bezwadnoci pocisku wzgldem osi podunej, IY moment bezwadnoci pocisku wzgldem osi poprzecznej, d rednica pocisku, hP odlego rodka masy pocisku od punktu przyoenia si oporu aerodynamicznego, gsto orodka, w ktrym przemieszcza si pocisk, ON gsto atmosfery standardowej na poziomie morza,

apYPY

XXg CvhdI

IS 2222

2 (10)









hx2 (10a)



Ab

librach,






= 150 d/L (11)



vKh

I

MPY

ONX

34

2

10 (12)

22

a

gdzie:

dI



pochodna wspczynnika aerodynamicznej siy normalnej (siy nonej) wzgl-dem kta,

prdko liniowa pocisku, X prdko obrotowa pocisku wzgldem osi podunej.


Pomidzy prdkoci obrotow a liniow pocisku zachodzi prosty zwizek, ktry mona zapisa w postaci

apYPY

XXg CvhdI

IS 2222

2 (10)









hx2 (10a)



Ab

librach,






= 150 d/L (11)



vKh

I

MPY

ONX

34

2

10 (12)

22

a

gdzie:

dI



(10a)


Przykadowo pocisk do naboju 7,6251 mm NATO wylatujcy z lufy, z bruzdami o skoku 30510-3 m, z prdkoci 838 m/s, wykonuje ruch obrotowy z prdkoci 17 255 rad/s. Pocisk powinien by stabilny, gdy warto wspczyn-nika Sg1. W literaturze spotyka si jednak czsto pogld, e aby ruch rzeczy-wistego pocisku by stabilny, wspczynnik ten powinien przyjmowa

balistyka końcowa pocisków amunicji małokalibrowej przy

Documents