Email this article Establishment of the fact and features of a substance barrier made of multilayer and combined materials transferRED by a firearm
- Authors: Kuzmina V.A.1, Pinchuk P.V.1,2, Leonov S.V.1,3, Suhareva M.A.3
-
Affiliations:
- Chief State Center for Forensic Medicine and Forensic Expertise 111
- The Russian National Research Medical University named after N.I. Pirogov
- Moscow State University of Medicine and Dentistry named after A.I. Evdokimov
- Issue: Vol 8, No 3 (2022)
- Pages: 29-35
- Section: ORIGINAL STUDY ARTICLES
- URL: https://for-medex.ru/jour/article/view/681
- DOI: https://doi.org/10.17816/fm681
- ID: 681
Cite item
Full Text
Abstract
BACKGROUND: Currently, issues of establishing the fact of a person wounded by a firearm through a specific type of obstacle or due to a ricochet, as well as the identification of the obstacle material, have not been practically studied.
AIMS: To establish the fact and features of materials of multilayer and combined barriers (triplex, combined barrier made of keremogranite and foam concrete) transferred by a firearm when fired with 5.45×39 cartridges from a special shortened Kalashnikov assault rifle
MATERIAL AND METHODS: Shots were fired through various types of obstacles using a biological simulator of the human body from a 5-m distance. All experiments were recorded using high-speed video shooting with a Sony RX0 video camera having a frequency of 1000 frames/s. Bullets and their fragments that are extracted from the bullet trap or biological target tissues, after appropriate processing, were examined using a Leica M125 microscope, a Hitachi FlexSem 1000 II scanning electron microscope, and a Bruker Quantax 80 energy dispersive X-ray spectrometer.
RESULTS: Light microscopy of the firearms that overcame the obstacle revealed the presence of a characteristic bullet deformation when it breaks through each type of the studied obstacle. Scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersion analysis (EDX) revealed the presence of overlays of barrier particles in each case on the entire surface of both deformed bullets and fragments of their shells and cores.
CONCLUSION: The conducted experimental study revealed SEM/EDX as a reliable method to establish the fact of a gunshot wound of a person through a barrier of multilayer and combined materials.
Full Text
ОБОСНОВАНИЕ
Поражение человека огнестрельным снарядом, а также его частями после прохождения ими различных преград или при рикошете ― один из актуальных вопросов судебно-медицинской экспертизы огнестрельной травмы. К настоящему времени накоплен значительный объём знаний, посвящённых пробитию преград из разнообразных материалов различными видами боеприпасов, моделированию процесса проникновения огнестрельного снаряда в те или иные материалы и их комбинации (в рамках создания средств коллективной и индивидуальной пулезащиты), диагностике огнестрельных повреждений, причинённых в условиях выстрела через преграду или при рикошете [1–9]. В то же время в отечественной судебно-медицинской экспертной практике отсутствуют научные разработки, позволяющие достоверно устанавливать факт прохождения пули через конкретную преграду. В иностранной литературе нам встретилась лишь одна публикация [10], в которой изложены результаты экспериментального исследования возможности переноса выстреленными из пистолета и револьвера оболочечными и полуоболочечными пулями с низкой скоростью (до 500 м/с) таких материалов, как стекло, металл и гипс.
Цель исследования ― с помощью сканирующей электронной микроскопии (scanning electron microscopy, SEM) и энергодисперсионного рентгеновского анализа (energy dispersion analysis, EDX) установить возможность и особенности переноса огнестрельным снарядом материала многослойных и комбинированных преград при выстрелах патронами 5,45×39 из автомата Калашникова специального укороченного (АКСУ).
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Дизайн исследования
Проведено экспериментальное одноцентровое одномоментное неконтролируемое исследование.
Условия проведения
Выстрелы производили из АКСУ, снаряжённых патронами 5,45×39 (7Н6М), с расстояния 5 м (для исключения влияния сопутствующих факторов выстрела и стабилизации пули) в условиях тира ФГКУ «111 Главный государственный центр судебно-медицинских и криминалистических экспертиз» Министерства обороны России в период с 2020 по 2021 г.
Описание исследования
Объектом исследования являлись материалы изучаемых преград, пули патрона 5,45×39 со стальным сердечником (7Н6М) и их фрагменты, выстреленные из АКСУ, после прохождения через различные материалы преград и биологическую мишень. В качестве преграды применяли автомобильные многослойные лобовые стёкла (триплекс) от автомобилей BMW и Mercedes-Benz различных моделей и комбинированную преграду из композитных материалов (керамогранит и пенобетон). В качестве биологической мишени использовали биологический имитатор тела человека ― части туши свиньи (почерёвок, сложенный в несколько слоёв с целью моделирования передней и задней поверхности тела человека). Расстояние между преградой и мишенью составляло 25 см.
Исследование объектов проводили сначала с помощью микроскопа Leica M125 (Германия) при увеличении до 100 крат, затем посредством сканирующего электронного микроскопа Hitachi FlexSem 1000 II (Hitachi HT, Япония) и энергодисперсионного рентгеновского спектрометра Bruker Quantax 80 (Bruker Physik AG, Германия). Сканирование производили в режиме низкого вакуума (VP-SEM 30 Pa). Применяли увеличение от 45 до 1500 крат. Ускоряющее напряжение составило 15 кВ, величина силы поглощённого тока ― 600–800 пА, рабочая дистанция ― 12 мм. Набор спектра осуществлялся в автоматическом режиме до получения статистически достоверного результата (1 млн импульсов). При исследовании производили визуальную макроскопическую оценку морфологии частиц огнестрельных снарядов и преграды, установление их элементного состава и картирование (получение карт распределения химических элементов). Перед проведением SEM/EDX пуль и их фрагментов, извлечённых из биологической мишени, удаляли крупные наложения мягких тканей, затем проводили двукратное обезжиривание в ацетоне пуль и их фрагментов в течение 5 мин.
В качестве контроля использовали фрагмент резинового листа пулеулавливателя и пулю патрона 5,45×39 после выстрела из АКСУ без прохождения преграды, которые также исследовались методами SEM/EDX.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Во всех экспериментах наблюдалось пробитие огнестрельным снарядом преграды. Пробитие биологической мишени наблюдалось только при выстрелах через комбинированную преграду из керамогранита и пенобетона. Преодоление пулей каждой исследованной преграды придавало характерную деформацию огнестрельному снаряду:
- при пробитии триплекса пуля фрагментировалась с отделением сердечника, который оставался недеформированным (рис. 1, а);
- при пробитии комбинированной преграды из керамогранита с пенобетоном и биологической мишени отмечались деформация головной части пули в виде сплющивания и наличие грибовидной деформации головной части пули (рис. 1, b).
Рис. 1. Вид пуль патрона 5,45×39 после пробития преграды: а ― из триплекса; b ― комбинированной преграды из керамогранита с пенобетоном и биологической мишени.
При преодолении каждой из указанных преград фиксировался характерный выброс частиц преграды в виде двух конусов, обращённых вершинами друг к другу:
- при пробитии триплекса величина углов конусов составляет 25° (наружный) и 50° (внутренний) с отклонением внутреннего конуса вверх под углом 55° к линии прицеливания, а наружного ― вниз на 30° (рис. 2, а);
- при прохождении комбинированной преграды из пенобетона и керамогранита величина угла наружного конуса составляет около 45–50°, внутреннего ― 70° с незначительным отклонением от линии прицеливания внутреннего конуса кверху, наружного ― книзу (рис. 2, b).
Рис. 2. Покадровое воспроизведение прохождения огнестрельного снаряда через преграду и биологическую мишень: а ― триплекс; b ― комбинированная преграда из керамогранита и пенобетона.
EDX пуль после выстрела из АКСУ без пробития преграды показал, что пуля патрона 5,45×39 состоит из железа (Fe), меди (Cu), свинца (Pb), алюминия (Al) и кислорода (О). EDX резинового листа пулеулавливателя показал, что он состоит в большей массе из углерода (С) и кислорода (О), в существенно меньшей ― из цинка (Zn), кремния (Si), серы (S) и кальция (Са). EDX триплекса показал, что он состоит из кремния (Si), кислорода (О), натрия (Na), алюминия (Al), магния (Mg) и кальция (Ca), EDX пенобетона показал, что он состоит из алюминия (Al), кремния (Si), железа (Fe), кальция (Ca), серы (S) и титана (Ti). EDX керамогранита показал, что он состоит из кремния (Si), алюминия (Al), натрия (Na), кислорода (О), кальция (Ca), магния (Mg) и калия (K).
Во всех наблюдениях отмечался стабильный перенос вещества преграды (химических элементов) на огнестрельный снаряд и его фрагменты:
- при пробитии триплекса ― перенос кремния (Si), кальция (Ca), магния (Mg) и натрия (Na), а также прилипших к мягким тканям биологической мишени частиц стекла, сферических частиц железа (Fe); (рис. 3, а);
- при преодолении комбинированной преграды из керамогранита и пенобетона, а также биологической мишени ― магния (Mg), характерного для керамогранита, и титана (Ti), характерного для пенобетона (рис. 3, b).
Рис. 3. Электронограмма наложений на оболочке пули после её прохождения через триплекс (а) и комбинированную преграду из керамогранита с пенобетоном и биологическую мишень (b) с визуализированием распределения химических элементов.
Стабильно выявляемые алюминий (Al) и кислород (O) на поверхности пули после пробития преграды не могут использоваться для идентификации материала преграды, так как являются составным элементом и пули патрона 5,45×39, и материала всех изученных видов преград.
Проведённое исследование подтвердило, что стабильный перенос вещества преграды на огнестрельный снаряд и его фрагменты отмечается как при выстрелах патронами с низкоскоростными пулями без поражения биологического объекта [10], так и высокоскоростными пулями после поражения биологического имитатора тела человека.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Результаты проведённого экспериментального исследования свидетельствуют, что при производстве медико-криминалистической экспертизы огнестрельной травмы макро- и микроскопическим методом, а также с помощью SEM/EDX возможно достоверно установить факт огнестрельного ранения человека через многослойные и комбинированные преграды по совокупности характерных признаков, а именно: характеру деформации огнестрельного снаряда, характеру выброса и распространения частиц преграды, элементному составу обнаруженных на огнестрельном снаряде отложений.
Методы SEM/EDX удобны в работе криминального эксперта, так как не требуют много времени для подготовки объекта исследования, а также его изменения и/или уничтожения.
Извлечённые из тела человека в ходе хирургических оперативных вмешательств или секционного исследования трупа огнестрельные снаряды и их фрагменты категорически нельзя подвергать какой-либо обработке (мыть, вытирать и т.д.) во избежание возможного уничтожения имеющихся на них наложений или привнесения чужеродного материала.
Характер повреждений тела человека вторичными снарядами с учётом полученных данных об их направлении и величине конуса выброса позволяет более точно позиционировать пострадавшего относительно преграды.
ДОПОЛНИТЕЛЬНО
Источник финансирования. Исследование и публикация статьи осуществлены на личные средства авторского коллектива.
Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.
Вклад авторов. Авторы подтверждают соответствие своего авторства международным критериям ICMJE (все авторы внесли существенный вклад в разработку концепции, проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией). Наибольший вклад распределён следующим образом: С.В. Леонов, В.А. Кузьмина, М.А. Сухарева ― сбор данных; В.А. Кузьмина ― написание черновика рукописи; П.В. Пинчук, С.В. Леонов ― научная редакция рукописи; П.В. Пинчук, С.В. Леонов, В.А. Кузьмина, М.А. Сухарева ― рассмотрение и одобрение окончательного варианта рукописи.
ADDITIONAL INFORMATION
Funding source. The study had no sponsorship.
Competing interests. The authors declare that they have no competing interests.
Authors’ contribution. All authors made a substantial contribution to the conception of the work, acquisition, analysis, interpretation of data for the work, drafting and revising the work, final approval of the version to be published and agree to be accountable for all aspects of the work. S.V. Leonov, V.A. Kuzmina, M.A. Sukhareva ― data collection; V.A. Kuzmina ― draftig of the manuscript; P.V. Pinchuk, S.V. Leonov ― critical revition of the manuscript for important intellectual content; P.V. Pinchuk, S.V. Leonov, V.A. Kuzmina, M.A. Suhareva ― review and approve the final manuscript.
About the authors
Vera A. Kuzmina
Chief State Center for Forensic Medicine and Forensic Expertise 111
Email: kuzminava@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-0694-673X
SPIN-code: 1167-4112
Russian Federation, Moscow
Pavel V. Pinchuk
Chief State Center for Forensic Medicine and Forensic Expertise 111; The Russian National Research Medical University named after N.I. Pirogov
Email: pinchuk1967@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-0223-2433
SPIN-code: 7357-3038
MD, Dr. Sci. (Med.), Associate Professor
Russian Federation, Moscow; MoscowSergey V. Leonov
Chief State Center for Forensic Medicine and Forensic Expertise 111; Moscow State University of Medicine and Dentistry named after A.I. Evdokimov
Author for correspondence.
Email: Sleonoff@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0003-4228-8973
SPIN-code: 2326-2920
MD, Dr. Sci. (Med.), Professor
Russian Federation, Moscow; MoscowMarina A. Suhareva
Moscow State University of Medicine and Dentistry named after A.I. Evdokimov
Email: suha@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-3422-6043
SPIN-code: 4692-0197
MD, Cand. Sci. (Med.)
Russian Federation, MoscowReferences
- Kalmykov KN. Forensic medical characteristics of the defeat by ordinary and special bullets of the 1943 model, which previously overcame the obstacle [dissertation]. Leningrad; 1961. 462 р. (In Russ).
- Isakov VD. On the issue of the interaction of a bullet with an obstacle. In: Current issues of the theory and practice of forensic medicine: Materials of the scientific and practical conference dedicated to the 40th anniversary of the lifting of the siege of Leningrad and the complete liberation of the Leningrad region from the German-fascist invaders. Leningrad; 1986. (In Russ).
- Gusentsov AO. Forensic diagnostics of entrance bullet gunshot injuries resulting from ricochet [dissertation abstract]. Minsk; 2013. 23 р. (In Russ).
- Gusentsov AO, Kil’diushov EM, Tumanov ЕV. The current state of forensic medical expertise and the experimental studies of the after-penetration guhshot wound. Forensic Medical Expertise. 2019;62(2):61–66. (In Russ). doi: 10.17116/sudmed20196202161
- Gusentsov AO, Kildyushov EM. A human body simulator as an input parameter of ballistic experiment. Forensic Medical Expertise. 2020;63(5):23–29. (In Russ). doi: 10.17116/sudmed20206305123
- Denisov AV, Tjurin MV, Sohranov MV, et al. Features of hitting live targets in the bullet ricochet zone when shooting at solid obstacles. Bulletin of the Russian military medical academy. 2014;(1):179–183. (In Russ).
- Mattijssen E, Pater K, Stoel R. Ricochet behavior on glass-critical ricochet angles, ricochet angles, and deflection angles. J Forensic Sci. 2016;61(6):1456–1460. doi: 10.1111/1556-4029.13201
- Thornton JI, Cashman PJ. The effect of tempered glass on bullet trajectory. J Forensic Sci. 1986;31(2):743–746.
- Kerkhoff W, Alberink I, Mattijssen EJ. An empirical study on the relation between the critical angle for bullet ricochet and the properties of wood. J Forensic Sci. 2015;60(3):605–610. doi: 10.1111/1556-4029.12738
- Vermeij E, Rijnders M, Pieper P, Hermsen R. Interaction of bullets with intermediate targets: material transfer and damage. Forensic Sci Int. 2012;223(1-3):125–135. doi: 10.1016/j.forsciint.2012.08.016
Supplementary files
