Раневая баллистика и морфофункциональные изменения в тканях при огнестрельных ранениях

Физическое воздействие выстрела на тело стали особенно интенсивно изучать после установления факта несоответствия между малым размером пули и значительным диаметром раневого канала. Конические тупоносые пули, покрытые твердой оболочкой, имея большую скорость и устойчивость, проходя через тело, оставляли 20% кинетической энергии. Для увеличения убойной силы пули покрывали мягкой оболочкой, которая сплющивалась, и обеспечивала, благодаря тормозящему эффекту, отдачу пулей до 80% энергии тканям. Подобного эффекта добивались, надрезая тонкую твердую оболочку пули таким образом, чтобы свинцовый сердечник вылетал при ударе в тело. Такого рода пули и эффект, вызываемый ими, были названы "дум-дум" в честь одноименного британского арсенала близ Калькутты (Индия).

В начале ХХ века в Германии была создана кувыркающаяся пуля с заостренным концом и имеющая скорость до 800 м/сек, которая, попадая в тело, оставляла в нем 75% кинетической энергии.

Перечисленные обстоятельства вынудили врачей заниматься раневой баллистикой. Прежде чем перейти к рассмотрению этого понятия, уместно упомянуть о том, что Коатс и Бир (1962) считали, что война подразумевает три вида деятельности: создание эффективных способов уничтожения противника, защиту от средств уничтожения и уход за жертвами войны. Раневая баллистика, по их мнению, является той нитью, которая связывает и коррелирует эти тенденции. Термин "раневая баллистика" принадлежит Каллендеру и Френчу (I935).

Для объяснения тяжелого течения огнестрельных ран создавались различные теории.

1. Теория отравления ран порохом. Предполагали, что при огнестрельных ранениях вместе с ранящим снарядом в рану заносятся частицы пороха, которые «отравляют» ткани в зоне раневого канала. Учение об огнестрельной ране, изложенное в книге И. Брауншвейга, изданной в I497 году, пронизано убеждением о том, что все огнестрельные раны "отравлены" порохом. Страх перед загрязнением ран порохом заставлял хирургов бороться с этим загрязнением, для чего выжигали раны каленым железом или заливали их кипящим маслом.

Ошибочность этой теории была доказана Амбруазом Паре. В XVI столетии французский хирург Амбруаз Паре сформулировал требование о том, «чтобы хирург незамедлительно расширил рану, если только область ее распространения это позволяет». Он доказал, что особенности огнестрельного ранения зависят не от отравления порохом, а от того, что огнестрельное ранение сопровождается размозжением тканей. Он возражал против применения кипящего масла, стремился осуществить свободный отток гноя из раны.

1. Теория ожога, объясняющая особенности течения огнестрельной раны тем, что пуля при прохождении через ткани в результате превращения механической энергии в тепловую нагревается и вызывает ожог тканей. В последующем многие авторы в эксперименте доказали, что температура пули при прохождении через ткани повышается крайне незначительно и не может вызвать ожога тканей, окружающих раневой канал.

2. В конце прошлого века широкое распространение получила теория гидравлического действия. Родоначальником ее является Буш, но в законченном виде она сформулирована Кохером, Регером и Брунсом. Согласно этой теории при проникновении ранящего снаряда в живые ткани в них возникают условия как в гидравлическом прессе, где движущийся поршень создает в жидкости давление, и это давление передается стенкам цилиндра по закону Паскаля во все стороны с одинаковой силой. Гидравлическим эффектом сторонники этой теории объясняли чрезвычайно обширные разрушения внутренних органов при полостных ранениях. На убедительных опытах Е.В. Павлов, В.А. Тиле показали несостоятельность этой теории и доказали, что разрушение тканей по мере продвижения ранящего снаряда становится все более обширным, в то время как по законам гидравлической теории – должны были распространяться равномерно.

В концеXIX века почти одновременно были сформулированы теория ударного действия (В.А. Тиле) и гидродинамическая теория {Колер и Шьернинг) механизма образования огнестрельной раны. Действие огнестрельного снаряда на живые ткани слагается из силы прямого удара, воздействующего на ткани в том участке, где ранящий снаряд непосредственно с ними соприкасается, и силы бокового удара, возникающего за пределами раневого канала в тканях, расположенных на расстоянии от места прохождения пули или осколка.

Раневая баллистика

Исследования показали, что эффект физического действия снаряда на ткани зависит с одной стороны, от свойств ранящего снаряда, его величины, формы движения, скорости и, с другой стороны, от структуры и свойств тканей, их плотности, количества воды, сжимаемости, коэффициента упругости, архитектоники тканей.

Во время полета пули с гироскопической стабилизацией на нее действуют аэродинамические силы, которые могут изменить угол ее встречи с телом при ударе. Эти силы обусловливают отклонение, кувыркание, прецессию и нутацию.

Отклонение (деривация) пули происходит по продольной оси от траектории полета, создавая так называемый "угол рыскания". Кувыркание – это результат действия опрокидывающего момента вокруг центра тяжести.

Прецессия, вызванная стабилизирующим вращением, представляет собой спиралевидное отклонение вокруг центра тяжести.

Нутация же выглядит как движение вперед малыми кругами в виде розеток.

Действие ранящего снаряда в эксперименте на животных, в воде и на моделях изучалось с применением современной техники – искровой фотографии, высокоскоростной киносъемки с частотой кадров от 2 до 7 тысяч в секунду, импульсной рентгенографии (0,1 микросекунды). Различная степень разрушения тканей, вызванная идентичными снарядами с одинаковой энергией, объясняется преимущественно углом, под которым находилась пуля по отношению к телу в момент удара. Некувыркающаяся пуля, входящая под прямым углом, минимально контактирует с тканями и передает им наименьшее количество своей энергии. Некувыркающаяся пуля, входящая под косым углом, передает тканям большее количество энергии, причиняя им обширные повреждения.

Ведущим моментом, определяющим ранящую способность снаряда, является количество переданной телу энергии. Она зависит от массы снаряда и его скорости и, согласно закону Ньютона, выражается формулой:

E_k =, где

E_k – кинетическая энергия снаряда, передаваемая телу;

m – масса снаряда;

V₁ – скорость снаряда в момент попадания в тело;

V₂ – скорость снаряда в момент выхода из тела;

g – гравитационное ускорение.

Переход энергии снаряда в ткани человеческого тела представляет собой гидродинамический удар (Колер, Шьернинг, В.А. Силе, Е. Павлов). В 1898 году Видруф ввел термин "кавитация" для обозначения феномена образования временной полости в теле при попадании в него снаряда, но только в 1944 г. была сделана фотография этой полости.

Когда снаряд, летящий с высокой скоростью, проникает в плотную среду, элементы этой среды резко отбрасываются гидродинамической волной вперед и радиально через стороны назад. Это происходит в соответствии с теорией ускорения частиц. При этом в кильватере снаряда образуется временная полость, величина которой в 30-40 раз превышает величину снаряда (превышение постоянной полости является лишь 2-3 кратным) и в которой регистрируется давление до I00 атмосфер. Временная полость достигает максимальной величины через 0,002 с и пульсирует с уменьшающейся амплитудой. Пульсация сопровождается чередованием волн положительного и отрицательного давления, обусловливает вторичное инфицирование раневого канала, в который как бы засасываются инфицирующие агенты окружающей среды. Компрессионные и декомпрессионные волны вызывают повреждение тканей на большом протяжении, вплоть до переломов диафизов длинных трубчатых костей, находящихся вне раневого канала. В результате абсорбции больших количеств энергии малым объемом окружающих тканей происходит размозжение последних.

Величина временной полости зависит от многих факторов и в первую очередь от энергии снаряда. Максимум временной полости образуется в точке максимального торможения ранящего снаряда, где происходит максимальное освобождение кинетической энергии. Обычно, т.е. при скоростях до 700-800 м/с входное отверстие меньше выходного. Однако при скорости 1300 м/с входное отверстие раневого канала больше выходного и чем выше скорость, тем ближе к входному отверстию максимальная временная полость.

При скорости снаряда, превышающей скорость звука в воде, происходит следующий качественный скачок. Скорость торможения снаряда резко увеличивается, вокруг снаряда возникает поток частиц – "околозвуковой поток", который характеризуется образованием мощных ударных волн, вызывающих разрушение клеток и коагуляцию белка. На поверхности тела образуется воронка с некротическими тканями по краям. Контур временной полости как бы выходит из входного отверстия, делая его весьма обширным.

Таким образом, в механизме огнестрельного ранения играют ведущую роль следующие элементы:

1. Головная ударная волна (баллистическая), волна сильно уплотненного воздуха, формирующаяся впереди пули.

2. Сам ранящий снаряд.

3. Временная пульсирующая полость (энергия бокового удара)

4. Вторичные ранящие снаряды (отломки костей, летящие со скоростью до 70 м/с).

5. Воздействие вихревого следа

Сила прямого удара определяется характеристиками (скорость, масса, величина, площадь ударного соприкосновения, устойчивость в полете) ранящего снаряда и вторичных снарядов. Сила бокового удара зависит от воздействия головной ударной волны и временной пульсирующей полости.

Таким образом, в огнестрельной ране обязательно сочетаются анатомический дефект, т.е. собственно рана, функциональные расстройства в тканях, окружающих дефект, и, наконец, обильное бактериальное загрязнение.

Техническая революция и огнестрельное оружие

Пистолет (франц. pistolet), индивидуальное стрелковое оружие для поражения живых целей на расстоянии до 70 метров. Первые (фитильные) П. появились в 16 веке. Современные пистолеты самозараядные, а некоторые автоматические, различного калибра (до 1ю43 мм). Существуют также пистолеты сигнальные, гражданские и спортивыне.

ТТ разработан в 1930 году Токаревым в Туле (отсюда название ТТ - Тульский Токарева). Достоинства пистолета - простая и надежная конструкция и мощный высокоскоростной патрон, обеспечивающий сравнительно высокие точность и эффективную дальность стрельбы, а также проникающее действие пули. Недостатки - возможность непроизвольного выстрела при изломе или износе упора предохранительного взвода при падении пистолета на твердую поверхность, а также недостаточная эргономика ркуоятки.

ПМ находится на вооружении с 1951 г. в некоторых странах бывшего Варшавского Договора, Китае и др. Предназначен для ведения огня в ближнем бою и является личным оружием офицерского состава вооруженных сил и сотрудников силовых структур государства. В конструкции пистолета использована популярная схема немецкого 7,65-мм "Вальтера" РР образца 1927 г. К достоинствам ПМ можно отнести его надежность, простоту сборки-разборки, дешевизну, к недостаткам - не слишком удобную рукоять и недостаточную по современным меркам емкость магазина (8 патронов).

По статистике во время боевых действий на одного убитого солдата приходилось по 3000 выпущенных пуль. Автоматическое оружие способно выпускать по 500-600 пуль в минуту, не считая времени на перезарядку, но большинство из них идет на то, что бы противник не поднял головы, а не на то, чтобы это голову снести.

Автомат Калашникова, разработан М.Т.Калашниковым. Основное производство в России - ИжМаш - Ижевский Машиностроительный Завод. Принят на вооружение в 1947 году. Поставлялся в десятки стран мира, во многих бывших соц-странах производился и производится по лицензии. АК/АКМ разработан под существовавшую на тот момент военную доктрину - максимально дешевым, надежным и простым. В 1974 году на смену АКМ и РПК официально принимается на вооружение система оружия под новый, малокалиберный патрон калибра 5.45мм - АК-74, АКС-74 и РПК-74. Тем не менее, в силу некоторой неудовлетворенности характеристиками более новых патронов калибра 5.45мм, в настоящее время АКМ достаточно широко используются в различных локальных конфликтах, включая Чечню. Кроме того, АКМ до сих пор состоят на вооружении некоторых частей ПВО и других родов войск.

АР-15 была одной из первых современных винтовок 5,56-мм калибра, принятых на вооружение армии США. Сконструированная в конце 1950-х гг. Юджином Стоунером из компании «Армалит», она изготавливалась из штампованного металла и пластмассы. Внешне похожая на игрушку, АР-15 была тем не менее весьма серьезным оружием. Выпущенная в середине 1960-х гг. для ВВС США, эта штурмовая винтовка получила название М16. Ее послужной список продолжил в годы вьетнамской войны вариант М16 А1 - штатное оружие армии США. Однако в числе тех, кто первым испытал его в боях, были британцы, использовавшие винтовку на острове Борнео. После ряда незначительных проблем в самом начале своей карьеры М16 доказала свою высокую эффективность

Необходимость создания точек, способных вести по противнику пусть не очень прицельный, но постоянный и интенсивный огонь привело к созданию пулеметов – тяжелого стрелкового оружия, не дающего противнику возможности поднять головы.

РПК - ручной пулемет с удлиненным и утяжеленным стволом и сошками, по конструкции напоминающий АКМ. Его недостаток заключается в изогнутом магазине, не позволяющем пользоваться пулеметом из-за укрытия

MG 131 - Этим оружием впервые снабдили самолеты только в 1938 году. Вскоре ими были оснащены многочисленные транспортные самолеты, бомбардировщики и истребители, оружие устанавливалось как подвижно, так и фиксировано.

Снайперы изменяют ситуацию по статистике выпущенных пуль до поговорки “один выстрел – один труп”.

В 1963 году СВД (Снайперская винтовка Драгунова) была принята на вооружение СА. Специально для СВД был создан "снайперский" патрон с пулей со стальным сердечником, однако винтовка может использовать всю номенклатуру отечественных патронов 7.62х54мм. Отличительные особености СВД - приклад "скелетной" конструкции, "унаследованные" от АК штампованная ствольная коробка и расположение предохранителя. По сути СВД не является "традиционной" снайперской винтовкой - ее основное назначение - увеличить дальность эффективного огня мотострелкового отделения до 600м, обеспечить необходимую стрелковую поддержку (подавить огневую точку и т.п.) В отличие от абсолютного большинства снайперских винтовок мира, СВД комплектуется штык-ножом. По сравнению с обычной магазинной снайперской винтовкой, практическая скорострельность которой около 5 в/м, винтовка Драгунова, по утверждению экспертов, достигает 30 прицельных выстрелов в минуту.

В 1977 году в НАТО начались испытания новых образцов стрелкового оружия. Инициатива в новаторстве и стандартизации принадлежит ФРГ. По мнению западногерманских специалистов, солдат-пехотинец сегодняшнего дня, окруженный электроникой, вооружен по сути дела дедовским оружием позиционных войн. За 20 млн. марок швабская фирма «Heckler und Koch» разработала новый вид стрелкового оружия, который ознаменовал собой скорее революционный, чем эволюционный шаг. В городе Обендорфе создано оружие калибром 4,З мм, которое со своими предшественниками имеет столько же общего, сколько ружье с пулеметом. Оно представляет собой узкую магазинную коробку длиной 75 см, и лишь пистолетная рукоятка позволяет судить о том, что это оружие. Прорезь и мушка заменены оптическим коллиматорным прицелом. При начальной скорости полета пули в 1100 м/с траектория практически выпрямлена и при отсутствии отдачи, предусмотренной конструкцией, обеспечивается необычайная точность ведения огня. Считается, что ведение огня длинными очередями бессмысленно. Патрон – безгильзовый. Пуля весит 2 г, на расстоянии 300 м обладает энергией 500 Дж, что позволяет пробить каску.

Предполагается, что дальнейший прогресс стрелкового оружия пойдет по пути создания многопулевого патрона (5-9 пуль), что дает скорострельность до 15 тысяч выстрелов в минуту, применение реактивных пуль, безгильзового патрона. Создаются винтовки на жидком топливе.

Кроме модернизации стрелкового оружия произошли значительные изменения и в других вооружениях, призванных выводить из строя живую силу противника. Тут уместно упомянуть о шариковых элементах авиационных бомб (бомба "Ананас", "Лимон", пластмассовая шариковая бомба и др.), бомбах с целесообразными осколками (бомба "Паук", "Апельсин"), а также стреловидных элементах, используемых в артиллерийских снарядах и авиационных бомбах. Шариковые элементы характеризуются малыми размерами от 0,1 до 0,6 мм, большой кинетической энергией ранящего снаряда, летящего с начальной скоростью 800-1200 м/с, огромным количеством ранящих снарядов. Стреловидные элементы различны по весу, диаметру и длине. Начальная скорость до 250 м/с. Огромное количество элементов в одном заряде, большая плотность и площадь разлета, позволяет отнести оружие, содержащее стреловидные и шариковые элементы к категории оружия массового поражения.

Необходимо подчеркнуть некоторые особенности поражения шариковыми элементами:

- множественность ранений;

- неравномерность ран по глубине поражения и тяжести воздействия на организм;

- преобладание числа слепых ранений над сквозными;

- неправильный, зигзагообразный ход раневого канала;

- трудности диагностики.

Имеют определенные своеобразные особенности и поражения стреловидными элементами:

- множественность поражения;

- частота поражения сосудов (30-50% раненых);

- множественные легкие ранения ввиду их совокупности приводят к тяжелому состоянию раненых.

Дата добавления: 2014-01-20