蒲利森,李绪强,徐　鹏,树　楠

(1.中国白城兵器试验中心,吉林 白城 137001;2.中国人民解放军521医院,吉林 白城 137001)



10 mm布袋弹致伤威力评估

蒲利森1,李绪强1,徐鹏1,树楠2

(1.中国白城兵器试验中心,吉林 白城 137001;2.中国人民解放军521医院,吉林 白城 137001)

摘要:10 mm布袋弹是具有柔性变形特点的新型防暴弹药,传统的侵彻杀伤弹药威力试验方法及标准不适用于考核评价10 mm布袋弹的致伤威力。为探索此类弹药致伤威力方法,建立了生物致伤模型,进行了生物试验,对试后生物进行了活体解剖和伤情分类,分析了不同条件下的此类弹药对人体的致伤威力特性。试验结果表明:为防止致死情况发生,10 mm布袋弹在0.1~1 m范围内严禁对人员进行射击,在3 m距离外,使用过程中应避开胸腹部等要害部位。

关键词:布袋弹;致伤威力;生物试验;防暴弹药

柔性变形动能防暴弹属于非致命防暴弹药,在使用过程中应尽可能避免对人员造成死亡和肌肉全层出血以上的伤情[1-2]。10 mm布袋弹是一种用途较为广泛的柔性变形防暴弹药,弹丸结构为防灼格子稠布袋包裹铅砂而成,与传统侵彻杀伤弹相比,具有延展性好、撞击目标时发生柔性变形等特点;主要用于在15 m距离内驱散骚乱人群和在5 m距离内打击并制服违法犯罪分子。

目前,对于10 mm布袋弹还未建立相关的致伤威力评估标准,国内外大多按照传统杀伤弹标准或传统动能防暴弹标准对其致伤威力进行考核,不能真实地反映其生物致伤威力,而且在防暴弹实际使用中仍有致死案例发生,为此,建立科学合理的10 mm布袋弹致伤威力考核方案迫在眉睫。

为探索柔性变形动能防暴弹的致伤威力考核的基本方法,以10 mm布袋弹的致伤威力考核为例,建立了生物试验模型,进行了2种生物模型的致伤效应试验,得出了试后动物致伤结果,提出了弹药使用建议,较为科学全面地考核了10 mm布袋弹的致伤威力,为柔性变形动能防暴弹的致伤威力考核提供了新思路。

1目前的10 mm布袋弹的致伤威力考核概述

根据产品说明书,10 mm布袋弹致伤威力合格评估标准为:对0.1 m处25 mm厚松木板穿透率为0,且对15 m处0.1 mm厚牛皮纸穿透率为100%。对于该标准可从两方面进行分析:①依据GJB349.3-87《常规兵器定型试验方法 延期爆炸杀伤手榴弹》,穿透25 mm厚松木板是杀伤人员致死的判据,而防暴武器要求对人员不能产生肌肉全层出血以上的伤情,因此以穿透25 mm松木板为标准对产品威力进行评定缺乏理论依据。②15 m处穿透0.1 mm厚牛皮纸作为有效致伤的判据没有相关的理论研究支持。

目前,防暴弹药考核主要参照GJBZ20262-95《防暴动能弹威力标准》和GJB3287-98《防暴弹药定型试验规程》,但是柔性变形动能防暴弹具有柔性变形特点,在相同动能条件下,其比动能会显著降低,其致伤原理与普通动能防暴弹具有明显差异,因此现有的动能防暴弹标准不适用于10 mm布袋弹的威力考核。

鉴于当前国内尚未建立柔性防暴动能弹威力标准,难以对柔性防暴动能弹致伤性能进行准确评估,因此考虑采用生物试验方案,建立生物致伤效应模型,全面评估10 mm布袋弹的致伤威力性能。

2生物致伤试验设计

2.1生物模型选取

依据创伤弹道学关于生物模型的选取原则,为尽可能模拟弹药对人员的致伤威力,拟选用山羊和瘦肉型猪2种生物模型进行试验[4-5]。

2.2生物试验方法

将被试动物按照不同射击距离d分为A~E 5组,每组被试猪、羊各6只,每组每种动物每个部位有效命中弹数不小于6发,具体分组见表1。将被试动物采取俯卧姿势固定于射击靶架上进行射击,射击后立即观察记录动物的临床症状和局部组织伤情;活杀被试动物,解剖检视组织损伤范围及损伤程度,检查内脏损伤情况;采用光学显微镜及电子显微镜对脏器和损伤组织进行病理检查。

表1　试验设计表

3试验结果

实弹射击后,2种生物模型中弹部位均出现了不同范围与深度的“布袋弹伤”,但均未发生现场死亡的现象。

3.1全身临床表现

2种生物模型中弹后均出现了挣扎和嘶叫,精神状态紧张,继之平静,0.1 m和1 m射距组挣扎和嘶叫症状明显,3 m和5 m射距组挣扎明显减轻,10 m射距组挣扎轻微;中弹部位对症状影响差异不明显,中弹后呼吸率、脉搏均明显高于伤前,不同距离d下呼吸率fR和脉搏fP的详细数据见表2。

表2　生物致伤前后脉搏和呼吸率变化

3.2局部组织的改变

1 m以内被击中的猪皮肤中弹部位主要表现为血液循环障碍伴表皮剥脱,部分弹丸击中后会形成“盲管伤”(见图1);3 m以上主要表现为血液循环障碍伴表皮剥脱(见图2)。1 m以内被击中的山羊中弹部位均发生“盲管伤”,3 m距离的羊主要表现为洞穿伤和血液循环障碍伴表皮剥脱,5 m以上主要表现为单纯血液循环障碍和血液循环障碍伴表皮剥脱,但所有距离上的羊均有被洞穿的现象发生。2种动物10 mm布袋弹损伤后局部创面的测量以猪的损伤最为典型,其不同射击距离d上的充血区面积S1、出血区面积S2、缺血区面积S3、剥脱损伤区面积S4详见表3。

图1　盲管伤

图2　表皮剥脱伤

d/mS1/cm2S2/cm2S3/cm2S4/cm20.159.43±7.7834.52±5.355.46±2.471.05±0.24149.75±7.0728.38±4.724.59±0.421.10±0.85353.64±6.9527.87±6.956.93±1.520.72±0.45545.5±8.0826.93±5.824.94±0.980.89±0.421036.2±8.8817.72±2.632.65±0.421.21±0.91

试验结果表明:

①表皮剥脱面积及缺血区、出血区、充血区随射击距离增加而减少,各部位间差异不明显。这主要是由于在1 m射距内包裹护片还未能及时散开,弹丸成一圆柱体击中生物,由于弹丸直径小,比动能大于皮肤破损临界值,从而可以轻松穿入生物体形成“盲管伤”。

②所有动物活杀后进行检查,发现命中部位均出现了皮下组织出血,猪由轻到重依次为皮下浅层脂肪至肌肉全层,羊主要为皮下肌肉浅层和肌肉全层。究其原因,是由于猪的皮层较厚且皮下供血丰富,而羊皮下脂肪极稀少所致。

3.3内脏器官改变

猪的布袋弹伤以皮下肌肉浅层损伤居多,0.1 m距离击中胸部后可穿入肌体并侵入右肺约4 cm(见图3),1 m距离击中臀部后穿入肌肉组织伤道达8 cm,其余状态均未出现明显胸腹腔内脏损伤。

图3　侵彻猪右肺约4 cm图

羊的布袋弹伤较猪有明显加重趋势,15 m距离击中腹部可造成胃壁轻微挫伤。10 m距离,羊胸腹交界处中弹后导致肋骨骨折,弹丸存留于肝脏,腹腔大出血。在5 m,3 m,1 m情况下,均有不同程度胸腹腔内脏伤,即肝脾破裂,腹腔内血肿形成,肺挫裂伤和血气胸等;0.1 m距离,羊后肢中弹造成股骨粉碎性骨折,伤道长6.5 cm,胸腹联合部中弹致肝右叶碎裂,弹丸存留肝左叶,胸部中弹后肋骨骨折,肺穿透伤并形成高压气胸(见图4)。

图4　羊肋骨骨折且肺穿透伤图

3.4病理组织学改变

猪的病理组织学改变以局部组织学改变为主,主要表现为肌肉组织,肌间筋膜出血,肌纤维变性伴局灶坏死(见图5);肺组织广泛出血伴含铁血黄素沉积,较多中性粒细胞渗出、浸润。

图5　猪肌肉病理光学显微照片(HE×40)

羊的病理组织学改变除局部病理组织学改变同猪无大体差别外,主要有相应内脏组织器官组织病理学改变。局部改变主要是皮肤、皮下肌肉组织、肌组织变性,皮肤的真皮层间质内见较多淋巴细胞及中性粒细胞渗出、浸润,肌纤维变性伴局灶坏死,肌间筋膜内散布有点状出血点,部分脂肪坏死;内脏器官改变主要是肝组织充血、弥漫性出血、变性和坏死,较多中性粒细胞浸润,部分肝细胞浊肿,含铁血黄素沉积;肺组织广泛出血伴含铁血黄素沉积,肺泡结构破坏,消失,较多中性粒细胞渗出、浸润(见图6)。

图6　羊肺病理光学显微照片(HE×40)

3.5血液生化改变

天门冬氨酸氨基转移酶(AST)、乳酸脱氢酶(LDH)及同功酶、肌酸激酶(CK)等与心肌损伤相关的酶合称为心肌酶谱,心肌损伤或者坏死后这些酶有不同程度的增高,其中CK、LDH特异性最高。通过观测被试生物血液中相关酶的变化,可以推断生物的致伤情况。

10 mm布袋弹对猪致伤后血清中CK、LDH含量较正常值明显升高,AST与正常对照有一定升高(详见表4),说明10 mm布袋弹可以对猪造成较为严重的肌肉损伤(如心肌损伤)。

表4　AST、CK、LDH的变化　U/L

注:U/L表示每升中含有的单位数。

4对人致伤威力评估

对试验用生物活杀后,测试其胸壁厚度δx、腹壁厚度δf及皮下脂肪组织厚度δp,猪和羊各测试30只,测试结果如表5所示。

表5　生物组织厚度

参照GJBZ20262-95《防暴动能弹威力标准》,将不同距离上被试动物伤情的致伤等级进行分类(包括极重度、重度、中度、轻度、轻微5类);根据我国标准体重成人的胸壁厚度、腹壁厚度、皮下脂肪厚度和组织器官结构特点[4-5],可知猪与人接近,山羊胸腹壁厚度明显低于人,因此对人的致伤程度应与猪相似且低于羊的致伤程度,结合2种动物实验结果分析,进一步推测到人可以得出如下结论,如表6所示。

表6　生物及人致伤伤情分类

5结束语

根据生物致伤试验结果分析,在大于3 m距离时,猪的布袋弹伤未出现胸腹腔大的实质性脏器破裂出血,故没有致死的可能;但是在0.1~1 m距离内可产生“盲管伤”,造成局部洞穿、肺贯入伤等伤情,致死概率显著增加。尤其是在10 m距离上仍可

洞穿生物羊,造成肝脏、肺组织等器官挫裂伤,推论到人体质瘦小,夏季胸腹部伤有造成内脏器官破裂、血气胸、腔内大出血的可能,存在致死危险。

结合产品结构特点分析可知,10 mm布袋弹在近距离上由于护片包裹未散开,打击目标时可将其视为一刚体,无变形延展性,因此致伤威力显著增加。根据组织厚度相近程度将生物伤情推论到人,10 mm布袋弹可在3 m距离外对人员进行驱散射击,但应避开胸腹部等要害部位;在0.1~1 m范围内应严禁使用。同时,由于致伤后可致生物血清酶学改变,对受伤人员要积极进行医疗干预,彩超、X线检查十分必要,尤其是盲管伤要及时按照火器伤的处置原则进行手术。

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Wound Efficiency Evaluation of 10 mm Wrapped Non-lethal Ammunition

PU Li-sen1,LI Xu-qiang1,XU Peng1,SHU Nan2

(1.Baicheng Ordnance Test Center of China,Baicheng 137001,China;2.No.521 Hospital of The PLA,Baicheng 137001,China)

Abstract:The 10 mm wrapped non-lethal ammunition is a new type of anti-riot ammunition.The conventional power test methods and standards used for the normal bullets are not suitable for the wound efficiency evaluation of the 10 mm wrapped non-lethal ammunition due to the flexible transformable characteristic.To explore the wound-efficiency evaluation of the 10 mm wrapped non-lethal ammunition,an animal wound-efficiency model was built,and the animal wound efficiency tests were carried out.The wound degree of the wounded animal were classified according to the vivisection diagnose results.The human wound-efficiency character of the 10 mm wrapped non-lethal ammunition under different conditions was given.To avoid death,the 10 mm wrapped non-lethal ammunition must not be used to directly shoot at human body within the range of 0.1~1 m.The ammunition should not directly shoot at the head,bosom and abdomen out of the range of 3 m.

Key words:wrapped non-lethal ammunition;wound efficiency;animal wound-efficiency test;anti-riot ammunition

中图分类号:R826.6

文献标识码:A

文章编号:1004-499X(2015)04-0073-04

作者简介:蒲利森(1977- ),男,高级工程师,硕士,研究方向为步兵榴弹及特种弹药鉴定试验。E-mail:sunny.laopu@163.com。

收稿日期:2015-04-26