CC BY
33
ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ МИННО-ВЗРЫВНЫХ ПОРАЖЕНИЙ НА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ЖИВОТНОЕ, ОБЛАЧЕННОЕ ВО ВЗРЫВОЗАЩИТНЫЙ КОСТЮМ
Титов Р.В., Анисин А.В. УДК: 616-001.4
Военно-медицинская академия им. С.М. Кирова, г. Санкт-Петербург
Резюме
В статье приведены результаты экспериментальной проверки способности комплекта защитных структур «Волан» повышенной осколочной стойкости для взрывозащитного костюма «Доспехи-КП» обеспечить защиту от поражающих факторов, возникающих при взрыве заряда взрывчатого вещества, размещенного в металлической оболочке. В качестве подопытного животного выбраны свиньи массой 60 кг. В целях изучения защитных свойств взрывозащитного костюма фиксировали: избыточное давление в подкостюмном и подшлемном пространствах, факт пробития, характер воздействия осколков на костюм, воздействие ударной волны на него. Исследованы также характер и объем повреждений биообъекта, определена степень тяжести травмы.
Ключевые слова: сапер, средства индивидуальной бронезащиты, взрывное повреждение, осколочное ранение.
INFLUENCE OF THE DIFFERENT FACTORS OF MINE-BLASTING AFFECTION ON THE EXPERIMENTAL ANIMAL COVERING I N BLAST-PROOF SUIT
Titov R.V., Anisin A.V.
The article describes thee investigation of characteristics of the blast-proof suit «Dospehi-KP» containing complex protective components «Volan» with splinter protection during a detonation of exposure in the metal shell. As experimental animals the researches took pigs with body mass of 60 kg. During the study of protective characteristics of the blast-proof suit the following factors were determined: blast overpressure in the under suit and basin hat, traces of destruction, type of suit damages, effect of the blast wave on the suit. They investigated the nature and amount of injuries of the bioobjects as well as severity of injury.
Keywords: mine pickers, individual blast-proof protective means, blasting injury, fragmentation wound.
Актуальность темы разработки и совершенствования средств индивидуальной бронезащиты (СИБ) для саперов определяется широким распространением минно-взрывного оружия. Наметившаяся в 70-80 гг. прошлого столетия тенденция к снижению угрозы применения ракетно-ядерного оружия дала новый импульс к развитию боеприпасов «обычного действия», обладающих высокой разрушительной и поражающей способностью и позволяющих с минимальными потерями в собственной живой силе решать тактические военные задачи. Оборотная сторона этой медали - «наследство», которое оставляет каждый военный конфликт, - минные поля и единичные неразорвавшиеся боеприпасы. Движение за запрет таких, например, видов минно-взрывных боеприпасов, как противопехотные мины, не имеет серьезных шансов на успех, пока его игнорируют наиболее серьезные игроки на рынке вооружений: США, Россия, Китай [2, 8, 14].
В последние годы в мире резко возросло количество преступлений, совершаемых с применением взрывных устройств. Взрывы в жилых домах, офисах, автомобилях, в местах скопления людей (рынки, метро, самолетах, поездах) стали частым явлением. Помимо высокой эффективности и относительной дешевизны, привлекательность использования взрывных устройств для террористов обусловлена плохой раскрываемостью такого вида преступлений [11, 13]. Как следствие, в обозримом будущем профессия сапера останется востребованной, а проблемы разработки и совершенствования средств
индивидуальной защиты сапера не утратят своей важности.
Целью проведенных экспериментов явилась проверка способности комплекта защитных структур «Во-лан»повышенной осколочной стойкости для взрывозащитного костюма «Доспехи-КП» обеспечить защиту от поражающих факторов, возникающих при взрыве заряда взрывчатого вещества (ВВ), размещенного в металлической оболочке.
Материалы и методы
Объект испытания - опытный образец комплекта защитных структур «Волан» повышенной осколочной стойкости для взрывозащитного костюма «Доспехи-КП», изготовленный в рамках опытно-конструкторской работы. В комплект входят: комплект бронепанелей для защиты туловища, паховой области, плеч, предплечий, бедер и голени, а также противоосколочный экран.
В качестве подопытного животного выбраны свиньи массой 60 кг. Основанием выбора подопытного животного явилась сопоставимость свиньи по массе и ряду других параметров (строению внутренних органов, морфофункциональным особенностям и др.) с взрослым человеком. Проведение экспериментов осуществлялось в соответствии с законодательными и нормативными документами РФ, рекомендациями ВОЗ и директивами ЕС.
Перед экспериментом животное погружалось в наркоз путем внутримышечного введения золитила
(3-5 мл). Контролем уровня наркоза служило торможение глазодвигательных и зрачковых рефлексов, снижение мышечного тонуса скелетных мышц.
В комплект материально-технического обеспечения экспериментов вошли: пластическое взрывчатое вещество (ПВВ); экспериментальный дистанционный пульт; подрывная машинка ПМ-4; проводная линия длиной не менее 50 м; прибор для измерения давления в подкостюм-ном и подшлемном пространствах.
Всего было выполнено две серии экспериментов, в каждой из которых задействовано по два животных (табл. 1).
Порядок проведения экспериментов был следующим. Для фиксации избыточного давления в подкостюм-ном и подшлемном пространствах на биообъект устанавливались сферические пьезоэлектрические датчики давления. ВВ, размещенное в металлической оболочке толщиной до 4 мм, закреплялось на высоте 1 м от поверхности земли. Экспериментальное животное располагали в вертикальном положении, лицевой стороной к заряду. Дистанционно из укрытия с помощью дистанционного пульта производили подрыв заряда.
В целях изучения защитных свойств взрывозащитного костюма фиксировали: избыточное давление в подкостюмном и подшлемном пространствах, факт пробития, характер воздействия осколков на костюм, воздействие ударной волны на него. Исследовали характер и объем повреждений биообъекта, определяли степень тяжести травмы. Срок наблюдения составил 1 сутки.
После экспериментального подрыва проводился осмотр животных, в ходе которого оценивались окраска кожного покрова, реакция на боль, зрачковый рефлексы. Оценивались также поведенческие реакции: двигательная активность, отношение к пище и др.
С целью контроля жизненно важных функций организма и последующей оценки тяжести состояния в течение суток проводился мониторинг основных физиологических показателей. Частота сердечных сокращений (ЧСС), частота дыхательных движений (ЧДД) и уровень насыщения гемоглобина кислородом (Sat 02) измерялись при помощи кардиомонитора SIEMENS SC 6002 XL.
Данные секционного исследования включали: анализ наружных повреждений кожи, подкожной клетчатки, ребер и мышц, состояние органов грудной и брюшной полостей, содержимое полостей, обширность и выраженность повреждений груди и живота.
Табл. 1. Распределение экспериментальных животных по опытам в зависимости от массы взрывчатого вещества и расстояния до центра взрыва
№ серии экспериментов Число подрывов в эксперименте Масса взрывчатого вещества, кг Расстояние от центра взрыва до подопытного животного, м Кол-во животных
1 2 1,5 3,0 2
2 2 2,0 1,5 2
При оценке тяжести полученных экспериментальными животными минно-взрывных повреждений мы ориентировались на классификацию М.В.Тюрина [9] степени тяжести контузионной травмы внутренних органов подопытных животных, возникающей под воздействием воздушной ударной волны:
- при легкой контузионной травме в легких определяются единичные мелкоточечные субплевральные кровоизлияния;
- при средней контузионной травме в легких определяются мелкопятнистые субплевральные кровоизлияния до 2 см в диаметре;
- при тяжелой контузионной травме - крупнопятнистые сливные кровоизлияния в легких; субсерозные кровоизлияния в кишечник; подкапсульные кровоизлияния в селезенку, почки, печень;
- при крайне тяжелой контузионной травме - очаги пропитывания кровью легочной ткани, разрывы плев -ры, легочной ткани; ушибы сердца; переломы ребер; разрывы стенки кишечника.
Результаты
В результате всех подрывов зафиксированы повреждения взрывозащитного костюма, в том числе сквозные пробития (табл. 2). В одном случае произошло сквозное пробитие забрала шлема.
Экспериментальные животные в СИБ, размещенные на расстоянии 3 м от подрыва заряда ВВ массой 1,5 кг в тротиловом эквиваленте, выжили после подрыва. При внешней оценке состояния у одного из них зафиксировано слепое оскольчатое ранение нижней челюсти. Глубина раневого канала при ранении нижней челюсти - около 1 см. В остальном состояние кожных покровов обоих животных - без изменений.
Осмотр экспериментальных животных демонстрировал отсутствие внешних проявлений реакции организма на экспериментальный подрыв. Окраска их кожного покрова оставалась без изменений, зрачковые рефлексы
- живыми, зрачки - одинаковыми, дыхательные движения
- ритмичными, дыхание - везикулярным, перистальтика
- активной, реакция на боль - выраженной. После подрыва животные активизировались в течение первого часа после выхода из наркоза: они начинали отгонять насекомых подергиванием хвоста и ушей, пытались вставать; по возвращении в виварий не отказывались от воды и пищи.
Экспериментальные животные, размещенные на расстоянии 1,5 м от места подрыва заряда ВВ массой 2,0 кг в тротиловом эквиваленте, также выжили после подрыва, но долго, в течение 4-5 часов, не приходили в сознание. Придя в сознание, были пассивными, не ранее 3-4 часов после выхода из наркоза начинали вставать, демонстрировали признаки дискоординированности движений, отказывались от пищи.
У одного из животных второй серии обнаружены касательные ранения без проникания в мышцы правого
Табл. 2. Результаты исследования состояния СИБ после подрыва
Результаты визуального осмотра костюма после подрыва Результаты измерения давления
во фронте ударной волны |в подшлемном пространстве
1 серия экспериментов (масса взрывчатого вещества - 1,5 кг, расстояние - 3 м)
1 опыт сквозное пробитие забрала шлема; 5 попаданий осколками в костюм, 2 из них сквозные, которые остановлены бедренными бронепанелями 98 кПа при длительности импульса 0,6 мс 30 кПа при длительности импульса 3 мс
2 опыт 7 попаданий осколками в костюм, 1 из них сквозное; бронепанель на правой голени расслоена, величина остаточной ударной деформации до 12 см 102 кПа при длительности импульса 0,6 мс 20 кПа при длительности импульса 3 мс
2 серия экспериментов (масса взрывчатого вещества - 2,0 кг, расстояние - 1,5 м)
1 опыт 26 осколочных попаданий в нижнюю часть защитного экрана, из них сквозных - 6; в верхнюю часть экрана -14, сквозных - нет; в шорты - 7 сквозных 199 кПа при длительности импульса 0,6 мс 65 кПа при длительности импульса 3 мс
2 опыт 19 осколочных попаданий в нижнюю часть защитного экрана, из них сквозных - 8; в верхнюю часть экрана - 24, из них сквозных - 9; в шорты - 7 несквозных осколочных попаданий; левый рукав - касательное попадание крупного осколка с полным расщеплением структуры бронепанели и сквозное пробитие; избыточным давлением выдавлен герметик по периметру крепления забрала 197 кПа при длительности импульса 0,6 мс 63 кПа при длительности импульса 3 мс
бедра, слева - слепое проникающее осколочное ранение с длиной раневого канала до 10 см, удален осколок массой
0,5 г.
В таблице 3 приведены данные динамического наблюдения за основными физиологическими показателями. Как видим, выраженные изменения основных физиологических показателей у животных первой серии экспериментов отсутствуют. У животных, вошедших во вторую серию экспериментов, отмечались некоторое увеличение частоты сердечных сокращений, понижение артериального давления и нарушения дыхания в виде учащения дыхательных движений.
При проведении секционного исследования через 1 сутки после подрыва у животных из первой серии экспериментов выявлены незначительные субплевральные (поверхностные) кровоизлияния в легких, остальные органы - без патологических изменений.
Вскрытие животных второй серии экспериментов показало следующее. У одного из животных обнаружена подкапсульная поверхностная гематома на передней поверхности печени на участке 10х15 см. У обоих животных
- ушибы (гематомы) легких, у одного - с поверхностным разрывом ткани легкого длиной 1,5 см и глубиной 2 мм; диагностированы также кровоизлияния в стенку толстой кишки округлой формы размерами до 2,5 см в диаметре.
Выводы
Таким образом, экспериментальное исследование взрывозащитного костюма «Доспехи-КП», усиленного комплектом бронепанелей «Волан» повышенной осколочной стойкости, в целом показало его высокие защитные свойства. Однако при этом разработчикам следовало бы уделить внимание повышению защитных характеристик забрала бронешлема и защитных панелей голени.
Экстраполируя полученные в ходе экспериментов данные на человеческий организм, можно сказать следующее. Саперу, облаченному во взрывозащитный костюм «Доспехи-КП» с комплектом защитных структур
Табл. 3. Изменения показателей гемодинамики, газообмена и ректальной температуры экспериментальных животных
Показатели Сроки выполнения исследований
1 серия 2 серия
до опыта 1 сутки до опыта 1 сутки
ЧСС в 1 минуту 69±1 73±1 71±2 93±5
АД сист., мм рт.ст. 125±2 120±3 116±1 91±6
АД диаст., мм рт.ст. 80±2 78±1 75±2 64±2
ЧДД в 1 мин. 26±1 28±1 25±1 32±1
сГ СО (Л 99±1 99±1 98±1 96±2
р со т С 38,4±0,1 38,3±0,1 38,6±0,1 37,2±0,2
«Волан», при подрыве помещенного в металлический стакан и размещенного на расстоянии 3 м ВВ массой 1,5 кг в тротиловом эквиваленте, может угрожать взрывное поражение легкой степени тяжести с потерей трудоспособности максимум до 5 суток. При увеличении массы заряда до 2,0 кг и уменьшении расстояния до 1,5 м возможно взрывное поражение от легкой до средней степени тяжести с потерей трудоспособности на срок до 15 суток.
Литература
1. Бородулин Ю.И., Маркеленко А.В. Противотанковые и противопехотные мины. - Пенза: Б.и., 1999. - 94 с.
2. Валецкий О.В. Минное оружие: Вопросы минирования и разминирования.
- М.: Крафт+, 2009. - 576 с.
3. Грей Б. Мины: Глобальная угроза здоровью: Всемирный мониторинг здоровья: Пер. с англ. - М.: Типография № 9, 1998. - 84 с.
4. Жуков С. Опыт разминирования местности в условиях локальных вооруженных конфликтов // Зарубеж. воен. обозрение. - 1998. - № 6. - С. 14-19.
5. Литвин В.П. Очистка местности от неразорвавшихся боеприпасов // Науковий воик. - 2008. - Т. 17, № 1. - С. 167-171.
6. Нечаев Э.А., Грицанов А.И., Миннулин И.П. Взрывные поражения / - СПб.: Фолиант, 2002. - 656 с.
7. Петренко Е.С. Некоторые особенности поиска взрывчатых веществ и взрывоопасных предметов с помощью собак, газоаналитических приборов и химических экспресс-тестов // Спец. техника. - 2002. - № 4. - С. 20-24.
8. Сердцев Н.И., Аверченко А.М., Пахомов В.П. Гуманитарное разминирование: состояние, задачи и пути их решения // Стратег. стабильность. - 2002. - № 4. - С. 24-29.
9. Тюрин М.В. Повреждения воздушной ударной волной и разработка специальных средств защиты и безопасности: Дис. ... д-ра мед. наук. - СПб., 2000.
- 340 л.
10. Указания по военно-полевой хирургии. - М.: ГВМУ МО РФ, 2000. - 414 с.
11. Шаповалов В.М., Грицианов А.И., Большаков О.В. Взрывные травмы мирного времени при катастрофах и террористических актах // Современные медицинские технологии и перспективы развития военной травматологии и ортопедии. - СПб., 2000. - С. 8-9.
12. Bhatanagar A. Lightweight ballistic composites. Military and law-enforcement application / - Cambridge; London: Woodhead Publishing Ltd., 2006. - 429 p.
13. Frykberg E.R. Medical management of disasters and mass casualties from terrorist bombings: How can we cope? // J. Trauma. - 2002. - Vol. 53. - P. 201-212.
14. Kluger Y. Bomb explosions in acts of terrorism-detonation, wound ballistics, triage, and medical concerns // Isr. Med. Assoc. J. - 2003. - N 5. - P. 235-240.
15. Langworthy M.J., Sabra. J., Gould М. Terrorism and blast phenomena: Lessons learned from the attack on the USS Cole (DDG67) // Clin. Orthop. - 2004. - Vol. 422.
- P. 82-87.
Контактная информация
Титов Р.В
Санкт-Петербург, Суворовский просп., 6З тел.: +7 (812) 577-11-З5
