Для поражения человека считается достаточной энергия 78,5-80 Дж для пуль калибром 6,5-9 мм. Удельная энергия, необходимая для смертельного поражения человека, оценивается как 1,5-1,72 Дж на квадратный миллиметр поперечного сечения пули. Однако одной лишь энергией в момент столкновения не гарантируется выведение цели из строя. Важно, какую долю своей кинетической энергии пуля отдаст цели в кратчайший промежуток времени, насколько глубоко проникнет она в цель и насколько серьезные повреждения нанесет жизненно важным органам.
Образование огнестрельного повреждения – сложный и неоднозначный процесс, в основе которого лежат многообразные физические и химические явления. Их называют повреждающими факторами выстрела. В настоящее время можно составить в целом вполне определенное представление о взаимодействии огнестрельного снаряда с биологическим объектом. Поршневое действие огнестрельного снаряда образует впереди него ударную волну, вызывающую дополнительные разрушения и смешение тканей. Уже через 0,0005 с после первичного контакта проникающий в тело снаряд начинает оказывать взрывоподобное действие, отслаивая кожу и формируя временную пульсирующую полость, которая достигает наибольших размеров через 0,005 с, а затем постепенно, пульсируя со снижающейся амплитудой, к 0,08 с уменьшается. Полость начинает формироваться в процессе прохождения пули через ткани. Зарегистрированная динамика изменения-пульсирующей полости и колебаний давления в процессе образования огнестрельного ранения показывает, что они представляют собой волнообразный процесс, выражающийся в резком и высоком первичном подъеме, а затем в столь же резком снижении давления с последующими более пологими и постепенно затухающими волнами. Первичный высокий подъем давления называют ударной волной. С ней связано поступательное повреждающее действие непосредственно самого огнестрельного снаряда. Последующие изменения принято обозначать как волны давления или сжатия. Их действием объясняют разрушения в тканях, окружающих раневой канал. Однако такое представление не вполне точно отражает происходящие процессы. На самом деле временная пульсация полости и волнообразные изменения давления свидетельствуют о попеременном действии на поражаемые ткани положительного и отрицательного давления.
Биологические ткани более устойчивы к положительному давлению и в меньшей степени способны противостоять отрицательной полуволне. Гидродинамический удар прямо зависит от процентного содержания воды в тканях. Отрицательное давление в водонасыщенной среде вызывает кавитацию: образование вакуумных полостей. Формируясь из ядра, полость вначале расширяется, а затем схлопывается. Весь процесс занимает несколько миллисекунд. При схлопывании каверн возникают ударные волны значительной силы, приводящие к перепадам давления в несколько тысяч килопаскалей. Именно с этим явлением связано образование очагов разрушения биологических тканей. Таким образом, кавитационное воздействие обладает взрывоподобным эффектом. В так называемых полых органах это приводит к резким (также взрывоподобным) деформациям и смещениям.
Свойствами пули, влияющими на характер ранения, являются ее масса, калибр, форма, конструктивные особенности. Эти характеристики пули взаимосвязаны. Поэтому и принято рассматривать поражающие свойства пули применительно к ее отдельным конструктивным типам. Наибольшей устойчивостью в полете и при поражении биологической цели обладают пули с большей массой, длиной и калибром. Тупоконечные пули быстро передают энергию поражаемым тканям и приводят к так называемому останавливающему эффекту. Остроконечные удлиненные оболочечные пули нередко отдают поражаемым тканям лишь 1/10 часть своей кинетической энергии.
Наиболее существенные повреждения возникают при формировании сверхзвукового потока в тканях при передаче энергии. Остроконечные пули образуют такой поток при скорости взаимодействия с мишенью около 1300 м/с, пули с закругленной головной частью – при 800 м/с.
Мягкие безоболочечные пули обладают высокой пластичностью и при контакте с мягкими биологическими тканями тратят часть энергии на собственную деформацию, тем самым увеличивают время воздействия и мощность удара. Это обстоятельство послужило одной из причин того, что Гаагская декларация (1899 г.) запретила использование для поражения человека пуль, сплющивающихся в теле.
Смещение центра тяжести пули к хвостовой части значительно снижает устойчивость ее движения в воздушной среде уже на начальном участке траектории и по ходу раневого канала. В сходных условиях контакт остроконечной пули с поверхностью повреждаемой части тела приводит к возникновению сверхзвукового ударного потока в тканях при угле встречи 90 градусов на скорости около 1300 м/с, а при угле 45 градусов – около 600 м/с. При этом нередки разрушения пули и ее внутренние рикошеты. Следует заметить, что пули нормального калибра теряют устойчивость только на расстоянии 1800-2000 м. Высокоскоростные пули в имитаторах биологических тканей существенно теряют устойчивость, разворачиваясь продольной осью на 90 градусов и более по отношению к направлению баллистической траектории. При этом возникают временные полости, размеры которых в десятки раз превышают калибр ранящего снаряда. Энергия малокалиберных и высокоскоростных пуль, как правило, ниже энергии -пуль калибра 7,62 мм на всех дистанциях выстрела. Однако объем переданной энергии выше. Малокалиберная пуля обладает большим поражающим действием, так как способна отдавать поражаемому объекту большую долю кинетической энергии по сравнению с пулей среднего калибра. Однако меньшая устойчивость снижает и пробивное действие пули.
В армиях и полиции многих стран мира широко используются средства индивидуальной бронезащиты (СИБЗ) от пуль и осколков – прежде всего в виде бронежилетов разных классов и размеров. При определенных условиях они оказываются не способными удержать пулю, которая проникает сквозь преграду и поражает человека. При этом пуля теряет значительную часть энергии, полностью изменяются ее баллистические характеристики. Иногда она разрушается, вызывая повреждения, в образовании которых участвует не только сама пуля и ее элементы, но и фрагменты поврежденной защиты.
При поражении человека в СИБЗ могут наблюдаться кровоизлияния в ткань и под оболочки полых органов в проекции входных ран на коже. В ряде случаев могут образоваться проникающие ранения. Сквозные ранения, как правило, не возникают. При полном или частичном сохранении целости мягкого жилета в месте удара его ткань конусообразно выпячивается, образуя ушибленную рану с широким кольцевидным осаднением.
Кратковременная передача большой кинетической энергии приводит к появлению в зоне удара временной пульсирующей полости, способной вызвать не только местные изменения в виде разрывов кожи, но и переломы костей и разрывы внутренних органов. В этом случае тяжесть повреждения уже мало зависит от конструкции пули, главное влияние оказывает ее кинетическая энергия. Поэтому армейские малокалиберные высокоскоростные пули наносят большие повреждения, чем пистолетные экспансивные.
При полном или частичном сохранении целости твердого жилета (с металлическими или
