1 Московский государственный медико-стоматологический университет
2 Первый Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова
3 Киевское городское клиническое бюро судебно-медицинской экспертизы
Резюме. Изучен механизм формирования огне- стрельного перелома в плоской кости от действия полу- сферической пули. Процесс образования трещин был рассмотрен на примере двух задач – задачи Герца и модели Хилла-Джонсона. Установлено, что в основе формирования перелома лежит сложное напряженное
состояние и деформирование материала, вызывающее развитие гидростатического ядра перед дроблением костной ткани.
Ключевые слова: механизм образования, огне- стрельные переломы плоских костей.
Ведение. Считается, что пулевой канал в кос- тях имеет форму усеченного конуса за счет бόльшего диаметра выходного отверстия. Конусо- видную форму пулевого канала исследователи об- наруживали при выстрелах в стекло, свинец, кар- тон, глиняную пластинку и сосновую доску, считая такую форму канала в плотных средах универсаль- ной. Непрерывное расширение пулевого канала наблюдал Н. Kijewski при простреливании дисков из пластика, поставленных последовательно и плот- но скрепленных между собой скобками.
Дубровин И.А. сделал вывод о том, что кону- совидная форма дырчатого перелома в плоских костях объясняется особенностями локального раз- рушения костной ткани в момент удара пули о кость и заключается в раздроблении ткани в преде- лах конусовидного пространства ограниченного кольцевидной трещиной (1), в результате взаимно- го пересечения осевых (2), подповерхностных (3) и радиальных (4) трещин. Затем внедряющийся сна- ряд выбрасывает раздробленную ткань и формиру- ет дефект конусовидной формы (рис. 1) [1].
Причину образования циркулярных трещин В.Э.Янковский и А.Б.Шадымов [5, 6] видят в изгибе наружу сектора кости, ограниченного ра-
диальными трещинами, подтверждая это остро- угольным и скошенным краем излома на наруж- ной пластинке и прямоугольным краем излома сквозных циркулярных трещин на внутренней компактной пластинке, что возможно при расши- рении полости черепа, вследствие гидродинами- ческого эффекта.
Таким образом, морфология огнестрельного повреждения плоской кости в отечественной ли- тературе сведена к признакам «усеченный конус»
и «песочные часы» (рис. 2, а), а причины форми- рования конусовидного дефекта в плоских костях объяснены схематично, поэтому нуждаются в уточнении с использованием новых научных дан- ных теоретической механики.
Цель исследования. Изучить процессы разрушения костной ткани при огнестрельном ранении, причиненным полусферической пулей, а также изучить на экспертном материале морфологию огнестрельных дырчатых перело- мов, причиненных выстрелами из пистолета ПМ.
Рассмотреть процесс трещинообразования при формировании огнестрельного дырчатого дефекта в плоской кости с использованием модели Хилла–Джонсона.
Рецензент – проф. В.Т. Бачинський Buk. Med. Herald. – 2013. – Vol. 17, № 3 (67), рart 1. – P. 88-89 Надійшла до редакції 05.06.2013 року
© Є.Д. Кузьменко, В.В. Шевченко, О.Є.Кузьменко, Д.Є. Кузьменко, 2013
ров (смертельная и несмертельная травма), приведены результаты лабораторных исследований вещественных до- казательств и потерпевших.
Ключевые слова: судебно-медицинская экспертиза, взрыв, электродетонаторы.
FORENSIC MEDICAL EXAMINATION OF INJURIES IN CASES OF EXPLOSION OF ELECTRODETONATORS
Ye.D. Kuzmenko, V.V. Shevchenko, O.Ye. Kuzmenko, D.Ye. Kuzmenko
Abstract. Four cases from the practice of forensic experts about explosions of electric detonators are considered (fatal and non-fatal injuries), the results of laboratory testing of the material evidence and victims are presented.
Key words: forensic-medical examination, explosion, electric detonators.
Regional Bureau of Forensic Medical Examination (Donetstk)
Рис. 1. Схема локального разрушения костной ткани при формировании огнестрельного перелома: кольцевидная (1), осевая (медианная) (2), подповерхностные (3) и радиальные (4) трещины (по И.А. Дубровину)
а б
Рис. 2. а – схема образования осколков по типу «песочные часы», б – оригинальное изображение огнестрельного по- вреждения плоской кости на поперечном сечении (выстрел из пистолета ПМ, стандартной пулей)
Рис. 3. Точечный контакт тупого индентора с поверхностью кости, где R – радиус тупого индентора, а – радиус контактной площадки, h – глубина внедрения, Р – внешняя сила, σ – напряжения (внутренние силы, возникающие в деформированном объекте)
Рис. 4. Контакт тупого индентора с упругопластическим полупространством: штриховкой отмечена зона трехос- ного равномерного сжатия
Материал и методы. В работе изучено 50 экспертных и 50 экспериментальных повреждений плоских костей, причиненных выстрелами из пистолета ПМ, а также причиненных вдавлением в кость полусфери- ческого индентора. При экспериментальных отстрелах контактная скорость пули измерялась на установке «Скорость». Применялись визуальный, аналитический, сравнительный методы исследования. Для оценки механики разрушения плоской кости нами использованы
данные теоретической механики и механики раз- рушения [3].
Результаты исследования и их обсуждение.
Экспертная практика и наши оригинальные наблю- дения показывают, что морфология огнестрельных повреждений плоских костей черепа, образующихся при выстреле патроном 9х18 мм из пистолета ПМ стандартной оболочечной полусферической пулей, отличаются от общепринятых характеристик: де- фект на поперечном сечении кости имеет параболи- ческую форму (рис. 2, б).
Рис. 5. Гидростатическое сжатие при контакте тупого индентора с плоской костью. Верху вид со стороны наружной пластинки, в середине – поперечный шлиф кости, внизу – со стороны внутренней пластинки (по И.А. Дубровину)
Рис. 6. Кольцевидные трещины на поверхности кости по краю дырчатого перелома (по И.А. Дубровину)
Рис. 7. Контакт тупого индентора с упругопластическим полупространством: черной штриховкой отмечена зона
«гидростатического ядра»; косая штриховка – зона пластической деформации, светло-серая штриховка – упругая зона; серый однотонный цвет – зона формирования трещин, темно-серый – тупой индентор
Рис. 8. Разрушение, происходящее в упруго- пластическом полупространстве при внедрении тупого индентора (схема)
Рис. 9. Костные осколки, образовавшиеся при формировании переломов, причиненные пулями, выстреленными из пистолета ПМ с различным высоким (а) – контактная скорость пули 275 м/с, и низким – контактная скорость пули 110 м/с (б – со стороны ВКП, в – со стороны НКП) уровнем удельной кинетической энергии (по И.А. Дубровину)
Используя данные В.Н.Крюкова [2], такую форму дырчатого огнестрельного перелома можно объяснить особенностью образования кольцевидной трещины, которая отклоняется от центра повреждения по мере ее погружения в костную ткань. Но такое объяснение носит описательный характер и не раскрывает при- чин отклонения циркулярной трещины. При- близиться к понимаю особенностей формирова- ния огнестрельного дырчатого перелома позволя- ет детальное изучение причин разрушения сплошного материала при внедрении тупого ин- дентора в задаче Герца (см. рис. 3-5). Контакт тупого индентора с поверхностью кости изобра- жен на рис. 3.
При контакте тупого индентора с упругим полупространством в окрестности контактной поверхности все главные напряжения сжимаю- щие, и тем самым они приводят к развитию со- стояния в области контакта, близкого к гидроста- тическому сжатию (материал сжимается по всем трем направлениям одинаково). В состоянии гид- ростатического сжатия разрушение материала не возможно (рис. 4) [5].
Рассмотренная задача Герца объясняет нали- чие кольцевидных трещин на поверхности мате- риала при вдавливании тупого индентора (рис.6).
Описанная в задаче зона гидростатического сжа- тия объясняет причину увеличения диаметра ра- невого канала в направлении действия огне- стрельного снаряда. При контакте пули с костной тканью формируется вдавление наружной ком- пактной пластинки. В толще кости, непосредст- венно перед пулей формируется участок, кото- рый вследствие гидродинамического сжатия воз- действует на расположенный впереди и сбоку материал, разрушая его.
Процесс трещинообразования нами изучался с использованием модели Хилла–Джонсона
«внедрение тупого индентора в упругое полупро- странство» (рис. 7).
Напряжения, возникающие в упругом полу- пространстве, обеспечивают развитие кольцевид- ных, конических и медианных трещин (рис. 8).
Рассмотренная модель дает объяснение механизму образования разрушения материала мишени. При низкой скорости огнестрельного снаряда (до 150 м/с) разрушение происходит по квазистатическому механизму, и полностью соответствует рассматриваемой модели Хила- Джонсона. В результате такого вида разрушения образуется своеобразный грибовидный осколок (рис. 9, б, в).
При высокой скорости огнестрельного снаряда (свыше 250 м/с), в зоне гидро- статического сжатия, характерного для
статического нагружения возникают динами- ческие колебания (волны), распространяющиеся в трех направлениях от места контакта. Как следствие, при прохождении преграды (плоской кости) снарядом со скоростью выше 250 м/с, образуются костные осколки (рис. 9, а). Вместе с тем, характер параболических трещин, обра- зующих стенки дефекта, полностью соответ- ствует решению задачи, рассмотренной с модели Хилла-Джонсона.
Обосновать данный вывод можно тем, что динамическое нагружение формируется при дей- ствии индентора со скоростью большей, чем ско- рость звука в нагружаемом материале. Скорость звука в компактном веществе кости составляет порядка 1500-2000 м/с, в спонгиозе – порядка 1400 м/с. То есть, действие снаряда со скоростью 250 м/с можно рассматривать как квазистатиче- ское нагружение (статическое с элементами ди- намического).
Вывод
Таким образом, рассмотренные нами задачи теоретической механики позволили объяснить механизм формирования дырчатого перелома кости от воздействия полусферического огне- стрельного снаряда. В основе формирования перелома лежит сложно-напряженное деформи- рованное состояние материала кости, ведущее к развитию гидростатического ядра в материале кости, под воздействием сферического или полусферического индентора. Предложенный механизм позволяет объяснить механизм образования повреждений под воздействием и сферических огнестрельных снарядов (дроби, сферических пуль типа «Спутник»).
Литература
1. Дубровин И.А. Судебно-медицинская оценка огне- стрельных переломов плоских костей: дис. докт. мед.
наук. – СПб., 2006. – 218 с.
2. Крюков В.Н. Основы механо- и морфогенеза перело- мов / Крюков В.Н. – М., 1995. – 232с.
3. Морозов Е.М. Контактные задачи механики разруше- ния / Е.М. Морозов, М.В. Зернин. – М.: Машинострое- ние, 1999. – 544 с.
4. Попов В.Л. Судебно-медицинская баллистика / В.Л.
Попов, В.Б. Шигеев, Л.Е. Кузнецов – СПб., 2002. – 655 с.
5. Шадымов А.Б. Особенности формирования огне- стрельного входного пулевого повреждения костей свода черепа при выстрелах из некоторых видов на- резного оружия: автореф. дис. на соиск. уч. степ. канд.
мед. наук. – М., 1988. – 22 с.
6. Янковский В.Э. Особенности входного огнестрельно- го повреждения на плоских костях черепа безоболо- чечной пулей при выстреле под углом 90° из малока- либерной винтовки ТОЗ-8 калибра 5,6 мм / В.Э. Ян- ковский, А.Б. Шадымов. – Суд. мед. экспертиза, – 1987. – № 3. – С. 7-10.
МЕХАНІЗМ УТВОРЕННЯ ВОГНЕПАЛЬНОГО ПЕРЕЛОМУ ПЛОСКИХ КІСТОК С.В. Леонов, І.А. Дубровін, О.В. Михайленко
Резюме. Вивчений механізм утворення вогнепального перелому в плоскій кістці, який утворився від дії напів- сферичної кулі. Процес утворення тріщин був розглянутий на прикладі двох задач - задачі Герца та моделі Хілла-
© С.В. Леонов, А.В. Михайленко, 2013
УДК 612.12-001.45:340.624
С.В. Леонов1, А.В. Михайленко2