Сharacteristics of the projectile trajectory after breaking through obstacles (biological material and triplex) fired from the «Horhe» non-lethal pistol and «Saiga» rifle

Cover Page


Cite item

Abstract

BACKGROUND: When conducting forensic and medico-criminalistic examinations in cases of gunshot injury, when establishing the possible relative position of the shooter and the victim, the direction of the release of fragments of the obstacle, its particles and the projectile is of great expert importance. The effect of projectile trajectory normalization by forensic experts has not been previously described - in the literature available to us there are only indications of changes in the projectile trajectory when breaking through an obstacle. Little knowledge of the topic, the lack of scientific developments on this study for more than 50 years prompted us to conduct an experimental study.

AIMS: Study of the deviation of the emission of particles of obstacles, represented by biological material (pig skin) and laminated glass (triplex).

MATERIAL AND METHODS: A series of experimental shots were carried out with projectiles fired from a traumatic pistol “Jorge” and a carbine “Saiga” (a semi-shell bimetallic bullet with a lead core of a 5.45×39 mm cartridge), it was noted that when breaking through both biological material and triplex glass located under angles of 40–60º with respect to the line of sight, with a pre-obstruction distance of 100–200–1000 cm. Shots were fired from a distance of 1–2 m into a biological barrier, from 10 m ― into a triplex. The resulting damage was studied using visual, measuring, macroscopic, photographic analysis.

RESULTS: The study showed that there is a discrepancy (change) in the trajectory of movement from the aiming line of secondary projectiles, which arose after the destruction of the barrier and the firearm, and its parts, formed as a result of the penetration of the barrier by a bullet. The deviation was fixed at a different value depending on the angle of inclination of the barrier.

CONCLUSION: The results obtained can be taken into account when setting up various ballistic experiments, as well as in reconstructing the circumstances of the incident during forensic, medical-forensic and forensic ballistic examinations.

Full Text

ОБОСНОВАНИЕ

Изучая вопросы, касающиеся динамики удара, исследователи в ряде экспериментов отмечают возможность существенного изменения траектории снаряда при пробитии преграды.

Д.А. Зукас и соавт. [1] проводили экспериментальные выстрелы цилиндрическими стержнями из инструментальной стали (S7) по блокам катаной гомогенизированной броневой стали (RHA). Мишени располагались под углом 60° к направлению стрельбы. Изменяя скорость снарядов, авторы установили величину баллистического предела, которая для заданных условий составляла 1202 м/с. Под термином «баллистический предел», или «баллистическая скорость», понимают минимальную скорость снаряда, которая необходима для пробития преграды навылет. В ходе экспериментов были получены данные, которые стабильно указывали на факт отклонения траектории снаряда в сторону нормали к тыльной стороне преграды. По мнению авторов, этот эффект исчезает при увеличении скорости снаряда в 1,5 раза [1].

Отечественные исследователи [2–5] при пробивании силикатного стекла под углом 60° выстрелами из различных образцов оружия (при различных скоростях снаряда в пределах 200–250 м/с) отмечали отклонение пуль к патронам 5,6×39 и 7,62×39 мм на угол до 15° в сторону нормали. Экспериментом подтверждено, что пуля патрона пистолета Макарова при поражении триплекса может отклоняться на угол до 30° в сторону нормали. Предельная баллистическая скорость для триплекса в случае его поражения пулей к патрону 7,62×39 мм составила 350 м/с [2, 3].

Изменение траектории при пробитии преграды описано отечественными судебными медиками в 1959 г. [4]. М.В. Романовский, освещая практический случай, указал, что пуля при пробитии деревянного столба отклонилась от траектории выстрела на 4°54’, что привело к смертельному ранению человека, находящегося на значительном удалении от столба, в который был произведён выстрел [4].

Пробитие любой преграды снарядом ― сложный физический процесс, течение которого зависит от ряда факторов, в частности характеристик снаряда (прочность самого снаряда, форма, скорость, угол его встречи с преградой) и преграды/мишени (вид материала, его плотность, вязкость, толщина в месте соприкосновения со снарядом). При этом указанные особенности в совокупности со скоростью соударения влияют на процесс действия изгибающих и растягивающих напряжений, что в свою очередь приводит либо к разрушению снаряда, либо к его рикошету. Под рикошетом следует понимать не только отражение снаряда от поверхности мишени/преграды, но также пробивание мишени/преграды с изменением траектории [1].

Величина отклонения снаряда, связанная с предельной баллистической скоростью, для каждого снаряда разнится в зависимости от прочности преграды: если для пробития триплекса или металла требуются высокие скорости и масса снаряда, то для пробития мягких тканей человека столь высокоэнергичных воздействий не требуется. Очевидно, что пули к патронам для огнестрельного оружия ограниченного поражения имеют значительно меньший баллистический предел при поражении кожного покрова человека.

Несмотря на широкий перечень экспериментальных работ, посвящённых поражению тканей человека из огнестрельного оружия ограниченного поражения и опубликованных в последние два десятилетия, данных об изменении траектории снаряда в тканях человека или иных биологических объектах нет.

При проведении судебно-медицинских и медико-криминалистических экспертиз в случаях огнестрельной травмы для установления возможного взаиморасположения стрелявшего и пострадавшего важное экспертное значение имеет направление выброса осколков преграды, её частиц и снаряда. Описанный эффект нормализации траектории движения снаряда судебно-медицинскими экспертами ранее не описан: в доступной нам литературе есть только указания на изменения траектории снаряда при пробитии преграды.

Малая изученность темы, отсутствие научных разработок по данному исследованию на протяжении более 50 лет побудили нас провести экспериментальное исследование.

Цель исследования ― изучение траектории полёта снаряда после пробития преграды при выстрелах их охотничьего нарезного и травматического оружия.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

В первой серии экспериментов было произведено 40 выстрелов в биологические объекты. В качестве биологической преграды использовали подчерёвок свиньи. Лоскут крепили на специальной деревянной подставке, конструкция которой позволяет изменять угол наклона. Угол наклона составлял 40–60°. Выстрелы производили из огнестрельного оружия ограниченного поражения ― пистолета «Хорхе» под патрон 9 мм РА.

Во второй серии экспериментов в качестве преграды использовали лобовые стёкла от автомобилей Mercedes-Benz, BMW и Audi. Проведена серия из 55 выстрелов. Выстрелы производили из самозарядного карабина «Сайга-МК» под патрон 5,45×39 мм. При экспериментальных выстрелах применяли спортивно-охотничьи патроны 5,45×39 мм БПЗ (Барнаульский патронный завод) с оболочечной биметаллической пулей (заявленная производителем начальная скорость 940 м/с). Измерение скорости полёта пули проводили с помощью регистратора скорости Chrony (Shooting Chrony Inc, Канада).

При производстве экспериментов выстрелы осуществляли с расстояния 1–2 м в биологическую преграду и с 10 м в триплекс. В качестве мишеней использовали белую хлопчатобумажную ткань (бязь) размером 50×50см, натянутую на пластиковую или деревянную рамку или баллистический гель. Расстояние между мишенью и преградой было 20–100 см.

Все быстропротекающие процессы фиксировали с помощью скоростных видеокамер Sony RX0, 1000 fps (Япония) и Phantom VEO 710S,12000 fps (США), объектив Zeiss Milvus 1.4/35 (Япония).

Условия проведения

Баллистические эксперименты проводились в условиях открытого тира спортивно-охотничьего комплекса «Бисерово-спортинг» Московской области и закрытого тира 111 Главного государственного центра судебно-медицинских и криминалистических экспертиз Минобороны России.

Продолжительность исследования

Баллистические эксперименты и их результаты, представленные в данной статье, выполнены в период с января по сентябрь 2021 г. и относятся к общему исследованию, связанному с изучением характеристик изменения траектории движения снарядов после пробития преград (биологический материал и триплекс), которое проводится по настоящее время.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

В первой серии экспериментов пробитие преграды нами наблюдалось в половине случаев. Данный критерий соответствует значению предельной баллистической скорости снаряда (когда пенетрация мишени происходит с вероятностью 0,5) [1]. Скорость снарядов во всех наблюдениях была достаточно стабильной ― 300±20 м/с. Таким образом, в ходе первой серии экспериментов нами установлена предельная баллистическая скорость для травматических снарядов, выпущенных из огнестрельного оружия ограниченного поражения ― пистолета «Хорхе» под патрон 9 мм РА (пуля массой 0,7 г), при пробитии кожи и подкожно-жировой клетчатки с области подчерёвка свиньи. Плотность, толщина кожного покрова и выбранной толщины подкожной жировой клетчатки имеет сходство с тканями человека в области груди и живота.

При изучении мишеней, поражённых снарядами, пробившими биологическую преграду, нами установлено резкое отклонение снаряда от точки прицеливания. С вероятностью 0,8 тканевые мишени, выставленные на линии прицеливания и предполагаемой траектории полёта снаряда, не поражались вообще. При пробитии биологических имитаторов, расположенных под углом 40° к линии прицеливания, наблюдалось отклонение траектории огнестрельных снарядов на угол 30–45° в сторону нормали, проведённой к сквозному повреждению биологической преграды. При меньших углах наклона преграды отклонение снаряда пропорционально уменьшалось. Травматический снаряд после пробития биологического имитатора ударялся об основание экспериментальной установки, позволяющей растягивать биологический объект и устанавливать его под требуемым углом (рис. 1).

 

Рис. 1. Нормализация траектории полёта сферической травматической пули (стрелкой красного цвета отмечена линия прицеливания, синего цвета ― траектория полёта снаряда).

Fig. 1. Normalization of the flight trajectory of a spherical non-lethal bullet. The red arrow marks the aiming line; the blue arrow marks the projectile flight trajectory.

 

На величину отклонения траектории полёта снарядов влияли морфологические характеристики биологического объекта. Нами отмечено, что максимальное отклонение регистрировалось при наибольшей толщине подкожной клетчатки 0,9 мм. При толщине тканей 0,3–0,5 мм и скорости 297–300 м/с отклонение траектории снаряда составляло 15–20°. При увеличении толщины преграды до 0,8 мм и той же скорости наблюдалось отклонение до 30–35°.

Во всех наблюдениях первой серии экспериментов отмечен эффект нормализации выброса материала преграды: частицы мягких тканей в виде двух конусов выбрасывались в сторону выстрела и в виде двух секторов ― в направлении выстрела. Биссектрисы этих секторов проходили через огнестрельное повреждение в преграде и были практически перпендикулярны её поверхности.

Во второй серии экспериментальных наблюдений, при пробитии триплекса, отклонение траектории полёта огнестрельного снаряда регистрировалось только при фрагментации пули. Неизменённая пуля от первоначальной траектории не отклонялась (рис. 2, а). При фрагментации снаряда (что подтверждалось специфическими повреждениями на мишени) мы регистрировали отклонение частиц снаряда на величину от 5 до 45° (рис. 2, б). Во всех группах наблюдений отмечен эффект нормализации выброса материала преграды: частицы повреждённой преграды в виде двух конусов, биссектрисы которых проходили через огнестрельное повреждение в преграде и были практически перпендикулярны её поверхности.

 

Рис. 2. Траектория полёта пули при пробитии триплекса: а ― наложение трёх кадров, фиксирующих траекторию полёта пули; b ― поражение баллистического геля фрагментированной при пробитии триплекса пулей (стрелкой красного цвета отмечена линия прицеливания, синего цвета ― траектория полёта снаряда).

Fig. 2. The bullet trajectory upon triplex penetration: a ― overlay of three images fixing the bullet flight trajectory; b ― striking of ballistic gel by a bullet, fragmented upon penetration into triplex (the red arrow marks the aiming line; the blue arrow marks the projectile flight trajectory).

 

Ограничения исследования

Все серии баллистических экспериментов имеют строгие параметры проведения: установки крепления оружия, виды огнестрельного оружия, виды снарядов, скорость и масса снарядов, виды преград, значения линии прицеливания, мишени, значения допреградного и запреградного расстояния, углы наклона мишеней, характеристики материалов мишеней. В настоящее время, учитывая объём и время исследований, полученные данные могут применяться только к указанным в экспериментах параметрам. В связи с этим для решения поставленных вопросов в судебно-медицинских экспертизах, связанных с определением обстоятельств причинения огнестрельных повреждений, целесообразно дальнейшее проведение баллистических экспериментов с расширением вариантов параметров.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате анализа серии проведённых экспериментальных исследований выявлено отклонение траектории полёта травматического (297–300 м/с) и охотничьего (940 м/с) снарядов в сторону нормали. Направление выброса вторичных снарядов (осколков преграды) и частиц биологического происхождения происходило по нормали. При проведении судебно-медицинских, медико-криминалистических и криминалистических баллистических экспертиз необходимо учитывать эффект нормализации выброса осколков преграды и величину угла отклонения выброса осколков.

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. С.В. Леонов, Н.А. Михеева, Ю.П. Шакирьянова, М.А. Сухарева ― сбор данных, рассмотрение и одобрение окончательного варианта рукописи; Н.А. Михеева, М.А. Сухарева ― написание черновика рукописи; С.В. Леонов ― научная редакция рукописи. 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).

ADDITIONAL INFORMATION

Funding source. The study had no sponsorship.

Competing interests. The authors declare that they have no competing interests.

Authors’ contribution. S.V. Leonov, N.A. Mikheeva, M.A. Suhareva, J.P. Shakiryanova ― data collection, review and approve the final manuscript; N.A. Mikheeva, M.A. Suhareva ― draftig of the manuscript; S.V. Leonov ― critical revition of the manuscript for important intellectual content. 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.

×

About the authors

Sergey V. Leonov

Chief State Center for Forensic Medicine and Forensic Expertise 111; Moscow State University of Medicine and Dentistry named after A.I. Evdokimov

Email: Sleonoff@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0003-4228-8973
SPIN-code: 2326-2920

MD, Dr. Sci. (Med.), Professor

Russian Federation, 3, Hospital square, Moscow, 105094; Moscow

Natalya A. Mikheeva

Moscow State University of Medicine and Dentistry named after A.I. Evdokimov

Email: rjnz77@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7979-1631
SPIN-code: 9126-7753

MD, Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, 3, Hospital square, Moscow, 105094

Marina 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, 3, Hospital square, Moscow, 105094

Juliya P. Shakiryanova

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: tristeza_ul@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1099-5561

MD, Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, 3, Hospital square, Moscow, 105094; Moscow

References

  1. Zukas JA., Nicholas T, Swift HF, et al. Impact dynamics. Moscow: Mir; 1985. 296 р. (In Russ).
  2. Fedorenko VA, Pereverzev MM. Features of establishing the place of the shotwhen the projectile penetrates some transparent materials. Expert-Criminalist. 2007;(3):10–14. (In Russ).
  3. Fedorenko VA. Actual problems of modern ballictics. Moscow: Jurlit-inform; 2011. 221 р. (In Russ).
  4. Romanovskiy MV. Determination of the bullet flight line along the bullet channel in the barrier. In: Questions of theory and practice of forensic medicine. Chita; 1959. Р. 78–81. (In Russ).
  5. Veldanov VA, Isaev AL. The use of technologies based on shock-penetrating interaction. Dvoinye tekhnologii. 1998;(2):10–24. (In Russ).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. Fig. 1. Normalization of the flight trajectory of a spherical non-lethal bullet. The red arrow marks the aiming line; the blue arrow marks the projectile flight trajectory.

Download (93KB)
2. Fig. 2. The bullet trajectory upon triplex penetration: a ― overlay of three images fixing the bullet flight trajectory; b ― striking of ballistic gel by a bullet, fragmented upon penetration into triplex (the red arrow marks the aiming line; the blue arrow marks the projectile flight trajectory).

Download (262KB)

Copyright (c) 2022 Leonov S.V., Mikheeva N. ., Suhareva M. ., Shakiryanova J.P.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies