Специфика механизма формирования кровоподтеков при травме эластическими снарядами патронов травматического оружия

По мнению ряда авторов [1, 2], действие огнестрельного снаряда на биологические ткани человека зависит от его энергии и скорости. Выделяют пробивное, клиновидное и ушибающее действия пули. Первые два действия реализуются в повреждениях, с которыми наиболее часто сталкиваются в своей работе судебно-медицинские эксперты. Ушибающее действие огнестрельного снаряда чаще всего наблюдается при его рикошете либо в случаях, когда пуля на своей траектории движения преодолевает преграду. Данные наблюдения касаются «стандартных» или металлических огнестрельных снарядов, выпущенных из боевого либо охотничьего оружия. Эластические снаряды, применяемые в патронах к травматическому оружию, имеют иные прочностные характеристики (в первую очередь за счет снижения модуля упругости) и поэтому при скорости 200-300 м/с обычно производят ушибающее действие.

На проявление ушибающего действия влияют контактная скорость и прочностные характеристики огнестрельного снаряда и биологического объекта (модуль восстановления, твердость, пределы прочности на сжатие и растяжение, модуль упругости, коэффициент Пуассона), а также контактное время - время, потраченное на соударение снаряда (эластичной пули) и биологического объекта.

При выстреле из травматического оружия повреждения на теле человека образуются от ушибающего действия. В этом состоит главная задача «несмертельного» оружия. Ушибающее действие на кожном покрове проявляется в виде ссадин, кровоподтеков, поверхностных ран.

В экспериментальных работах, посвященных травматическому оружию, наибольшее внимание уделено изучению морфологии ран и ссадин. Внимание к этим видам повреждения понятно: исследования проводили по аналогии с классическими работами по огнестрельной травме. Механизму образования кровоподтеков, с нашей точки зрения, уделено недостаточное внимание [3]. Как показывают практические наблюдения, у потерпевших, которым были причинены ранения из травматического оружия, выявляли как изолированные кровоподтеки, так и комбинацию их с другими повреждениями. Нередко центральная часть таких кровоподтеков имела участок просветления или была практически не изменена по сравнению с окружающей неповрежденной кожей.

Исследуя морфологию повреждений от воздействия эластических снарядов при выстрелах из травматического оружия практически во всех наблюдениях (45 случаев) отметили однотипность повреждений. Регистрировали преимущественно округлые или продолговатые ссадины и поверхностные раны размером от 1,2×1,2 до 1,2×1,7 см с кратерообразным углублением дна. В 7 случаях отметили формирование рваных ран до глубоких слоев дермы или до подкожной жировой основы.

В зоне контактного взаимодействия снаряда с поверхностью кожного покрова отмечали наличие светлого участка шириной 1,0-1,5 см с относительно ровными и четкими краями. По периферии светлого участка регистрировали образование кольцевидного кровоподтека синюшного или синюшно-фиолетового цвета шириной 0,3-1,5 см. Внутренняя граница кровоподтека была четкой, ровной, а наружная - нечеткая, волнистая или зубчатая. В 23 случаях наблюдали своеобразную «лучистость» внешнего края кровоподтека. Кольцевидный кровоподтек имел неравномерную интенсивность: внутренняя часть его была более яркой, багрового или багрово-красного цвета с переходом к багрово-синюшному или бледно-синюшному оттенку по внешнему краю (см. рис. 1, на цв. вклейке).

Рисунок 1. Рис. 1. Кольцевидный кровоподтек от действия эластического огнестрельного снаряда патрона «Терен 3ФП» при выстреле из пистолета ПМР.

В доступной судебно-медицинской литературе описания и объяснения механизма формирования контурных кровоподтеков мы не встретили. В данной работе сделана попытка объяснить этот процесс. Для разработки, визуализации и моделирования процессов разрушения тканей использовали эластический огнестрельный снаряд сферической формы под патрон калибра 9 мм. Провели моделирование процесса повреждения тканей, в котором рассматривался контакт сферической пули с поверхностью кожного покрова как воздействие тупого индентора на упругопластическое полупространство.

Кожа с подлежащей ей жировой основой и контактирующий с ними тупой индентор (эластический снаряд) представляют собой одну физическую систему взаимодействий. Мы провели анализ напряжений и деформаций, которые возникают в ней. Как известно, чем меньше выражена подкожная основа, тем меньше площадь и объем кровоизлияния и, наоборот, чем больше толщина подкожной основы, тем больше площадь и объем кровоизлияния. Очевидно, все подкожные слои подвергнутся деформации, но этот процесс будет неодинаковым в различных участках.

Объем подкожного кровоизлияния будет зависеть не только от силы воздействия снаряда, но и от состояния подкожной основы (толщина, рыхлость, кровоснабжение). Математическое обоснование повреждений собственно кожи и жировой ткани в результате воздействия сферического эластического снаряда (тупой предмет) можно представить двумя задачами: задачей Герца (контакт тупого индентора с упругим полупространством) и модели Хилла-Джонсона (внедрение тупого индентора в упругое полупространство).

При контакте тупого индентора с упругим полупространством в зоне контактной поверхности все главные напряжения сжимающие. Это приводит к развитию в области контакта состояния, близкого к гидростатическому сжатию: материал сжимается по всем трем направлениям одинаково (рис. 2)

Рисунок 2. Рис. 2. Контакт тупого индентора с упругопластическим полупространством. φ — угол индентора, r — радиус кривизны индентора; x и y — система координат. Темно-серым цветом отмечена зона «гидростатического ядра», светло-серая штриховка — зона пластической деформации.

. При таком состоянии разрушение материала невозможно [4].

По мере углубления тупого индентора в упругое полупространство, перед ним формируется зона в виде полусферы, на границе которой зарождаются растягивающие напряжения. Проникая дальше, по направлению действия внешней силы, возникает зона пластической деформации (напряжения формируют чистый сдвиг), а вслед за ней - зона хрупкого разрушения (двуосное растяжение). Таким образом, при внедрении тупого предмета в упругое полупространство разрушение осуществляет формируемая зона гидростатического сжатия, размер которой равняется 2-3 радиусам индентора [5].

Внедрение тупого индентора в упругое полупространство (модель Хилла-Джонсона) и его разрушение представлены на рис. 3.

Рисунок 3. Рис. 3. Процесс разрушения в упругопластическом полупространстве при внедрении тупого индентора. Светло-серая штриховка — зона пластической деформации.

Таким образом, все повреждения кожи, сосудов, подкожной основы происходят под влиянием формирующихся в них напряжений и деформаций.

В наших наблюдениях внутренний радиус кольца кровоподтека 1,1-1,85 см, а радиус эластического снаряда 0,475±0,1 см, что в соотношении примерно 3:1 и полностью соответствует теоретическим положениям.

Результаты проведенного исследования могут быть использованы в судебно-медицинской экспертной практике для обоснования механизма формирования кольцевидных кровоподтеков при повреждениях эластическими снарядами патронов травматического оружия.