Основные характеристики некоторых взрывчатых веществ

При взрыве ВВ в нем возникает волна детонации, представляющая собой экзотермический химический процесс превращения ВВ, как правило, из твердого и жидкого агрегатного состояния в гаообразный продукт. Скорость детонации может достигать 9 тыс. м/с. Газы мгновенно расширяются и образуют ударную волну окружающей среды, которая распространяется с исходной сверхзвуковой скоростью, имея давление во фронте до 200-300 тыс. атм. Продолжительность детонации может составлять 0,0001-0,0002 с. Поначалу ударная волна вызывает сжатие окружающего воздуха. Устремляясь во вне возникающая масса расширяющегося газа разрушает практически любые находящиеся на ее траектории предметы. Это - фаза положительного избыточного давления. В результате вытеснения воздуха из центра взрыва возникает вакуум, который следует за волной положительного давления. Возникший феномен вакуума называют отрицательным давлением или давлением всасывания. Таким образом, биологическое или физическое тело в центре взрыва подвергается как непосредственному положи-

тельному, так и отрицательному давлению. Кроме того, скачкообразный

перепад давлений оказывает дополнительное поражающее действие.

По мере удаления от центра взрыва поверхность фронта ударной волны прогрессивно увеличивается, скорость ее падает, а давление снижается.

Значительная скорость детонации приводит к тому, что твердая масса ВВ не успевает полностью прореагировать. В результате от общего объема ВВ могут отрываться отдельные частицы, которые вместе с оболочкой, осколками взрывателя и иными элементами взрывного устройства разлетаются в радиальных направлениях с начальной скоростью до 1000 м/с.

Ударная волна, разрушая различные преграды, образует вторичные снаряды, которые способны оказать самостоятельное поражающее действие.

Некоторые боевые взрывные устройства могут быть снаряжены специальными поражающими элементами и веществами, способными вызвать механическое, термическое и химическое поражение.

Таким образом, при взрыве повреждающим действием обладают продукты детонации ВВ, ударная волна окружающей среды, осколки и части взрывного устройства, специальные поражающие элементы и вещества, вторичные воздействия. Их совокупность обозначают повреждающими факторами взрыва (схема 1).

Травмирующее действие повреждающих факторов действия неоднозначно (схема 2).

К продуктам детонации ВВ относят взрывные газы (газообразно преобразованное вещество ВВ), частицы ВВ и копоть взрыва, состоящую преимущественно из углерода с примесью химических элементов, входящих в состав оболочки и заряда взрывного устройства.

Взрывные газы действуют механически, термически и химически.

Характер механического действия взрывных газов зависит от величины заряда и расстояния от центра взрыва. Разрушающее действие взрывных газов приводит к полной деструкции и фрагментированию поражаемых биологический и небиологических тканей. Оно проявляется на расстоянии, в 10 раз превышающем радиус заряда ВВ. Оно выражается в более или менее обширных дефектах тканей и их размозжении. Разрывное действие возможно на том же расстоянии. Его последствия заключаются в разрывах и отслойки кожи, расслоении биологических тканей. Ушибающее действие взрывных газов наблюдается на расстоянии до 20 радиусов заряда ВВ и проявляется в виде ссадин и внутрикожных кровоизлияний, в ряде случаев повторяющих форму складок одежды.

Схема 1. Классификация повреждающих факторов взрыва.

Схема 2. Травмирующие свойства повреждающих факторов взрыва

Импульсное превращение ВВ из твердого или жидкого в газообразное приводит к скачкообразному повышению, а затем понижению давления, что вызывает повреждения, характерные для баротравмы (разрывы барабанных перепонок, повреждения легочной ткани, кровоизлияния в придаточные полости лица и др.). Это явление продуцирует резкий и сильный звук, который приводит к временному или стойкому акустическому поражению.

Термическое действие взрывных газов выражается в опалении волос и поверхностных ожогах кожи, а химическое - в образовании карбоксигемоглобина и карбоксимиоглобина в области ран и разрушенных мягких мканях.

Оторвавшиеся от заряда частицы ВВ способны оказать местное механическое (небольшие ссадины, кровоподтеки, поверхностные раны), термическое и химическое действие (термические и химические ожоги).

Копоть взрыва обычно импрегнирует поверхностные слои эпидермиса и внедряется в поверхностные слои внешнего слоя одежды и между ее складками.

Действие ударной волны окружающей среды нередко сравнивают с действием тупого предмета с широкой травмирующей поверхностью. Между тем необходимо еще раз подчеркнуть, что ударная волна - это динамический процесс, во фронте которого возникает резкий перепад барометрического давления, который по своему существу и обусловливает характер возникающих повреждений. Давление во фронте ударной волны 0,2-0,3 кг/см2 приводит к разрывам барабанных перепонок, 0,7-1,0 кг/см2 способно вызвать поражения легочной ткани и часто приводит к смерти. При больших давлениях возникают отрывы конечностей, а тело пострадавшего оказывается отброшенным на много метров. При этом возникают повреждения, характерные для падения с высоты, включая признаки общего сотрясения тела. Поражения легочной ткани отличаются выраженным полиморфизмом: а) мелкие кровоизлияния на поверхности легких, отображающие рисунок ребер; б) очаговые кровоизлияния в паренхиму легких; в) обширные лобарные кровоизлияния с гепотизацией легочных долей; г) различные по величине разрушения легочной ткани, сочетающиеся с разрывами крупных, иногда магистральных кровеносных сосудов, мелких, средних и крупных бронхов.

Действие ударной волны окружающей среды в ряде случаев приводит к поражению внутренних органов грудной и брюшной полостей, головного мозга. Эти повреждения также отличаются морфологическим разнообразием: кровоизлияния, гематомы, разрывы, размозжения, отрывы органов. В подкожной жировой клетчатке образуются массивные гематомы, встречаются переломы костей.

Переходя из окружающих воздушных условий в жидкие среды организма ударная волна из-за возрастающей плотности и несжимаемости этих сред увеличивает скорость своего распространения, и приводит к значительны разрушениям внутренних органов и тканей. Это явление носит название "взрыва, направленного внутрь". По тем же причинам взрывы в водной и иной жидкостной среде приводят (при прочих равных условиях) к более обширным поражениям биологических тканей.

В тех случаях, когда заряд ВВ заключен в плотную, чаще всего металлическую, оболочку, то последняя дробится на осколки, разлетающиеся в радиальных направлениях. По данным Г.И.Покровского стальные осколки способны преодолеть расстояние, в 8000 раз превышающее их габариты, а алюминиевые - в 2500 раз. Чем ближе к центру взрыва находится тело, тем большим числом осколков оно поражается. Данные покровского до некоторой степени условны, так как протяженность траектории движения осколков в определенной степени связана с мощностью взрыва.

Осколочные ранения весьма вариабельны: от небольших ссадин и кровоподтеков до ран с дефектами кожи и глубоких ранений, проникающих в полости с разрывами внутренних органов и переломами костей. Столь же разнообразны и повреждения от действия вторичных снарядов: окружающих предметов, обломков разрушенных преград, фрагментов обуви, одежды и головного убора, разрушенных частей тела.

Экспериментально установлена зависимость значений энергетических параметров поражающих осколков и морфологии повреждений защищенного и незащищенного одеждой человека. В таблице 2 приводятся сведения по одному из частных вариантов осколочных поражений, причиненных биоманекену (труп человека).

Как видно из таблицы удельный импульс, который является мерой механического движения, более точно, чем другие использованные показатели, отражают процесс взаимодействия осколка с биологическими тканями и характер возникающих повреждений в зависимости от энергии осколка. В то же время, при высоких значениях и более тяжелых повреждениях, удельная кинетическая энергия также отражает соотношение между энергией поражающего осколка и характером возникающих повреждений.

В результате взрыва происходит возгорание либо одежды пострадавшего, либо окружающих предметов и покрытий, либо - то и другое, т.е. происходит вторичное термическое поражение человека. При возгорании синтетических материалов и покрытий образуются высоко токсичные вещества (цианиды, акрилнитрил и т.п.),способные вызвать смертельные отравления.

Таблица 2

Значения энергетических параметров (ЭП)

поражающих осколков и виды повреждений передней

поверхности незащищенного одеждой человека

Примечание: КЭ - кинетическая энергия,

УКЭ - удельная кинетическая энергия,

УИ - удельный импульс.

Специальные механические элементы могут приводить к возникновению множественных (реже единичных) однотипных, как правило, слепых ранений с односторонним расположением входных отверстий, радиальной или почти параллельной ориентацией раневых каналов и наличием в конце их однотипных снарядов: стрелок, игл, шариков, стержней и т.п. Для оказания термического действия во взрывное устройство помещают специальные возгорающиеся термические составы (напалм, фосфор), которые при контакте с биологическими тканями вызывают ограниченные по площади глубокие ожоги 4 степени, распространяющиеся до костей, вплоть до обугливания последних. Специальные химические поражающие компоненты после срабатывания взрывных устройств выделяются в жидком или газообразном виде и оказывают на организм либо общее токсическое, либо местное химическое действие, либо - то и другое.

Повреждения

Структурные и функциональные нарушения, возникающие от действия повреждающих факторов взрыва, называют взрывной травмой.

В одной из современных монографий (Э.А.Нечаев, А.И.Грицанов,

Н.Ф.Фомин, И.П.Миннуллин, 1994) взрывная травма рассматривается как разновидность огнестрельной. Это очевидное недоразумение становится понятным, если вспомнить о том, какие повреждающие факторы являются причиной возникновения повреждения в сравниваемых случаях. Первые детерминированы выстрелом (огнестрельные повреждения), вторые - взрывом (взрывная травма). Нет сомнений, что повреждающие факторы выстрела и взрыва являются двумя самостоятельными, ни в чем, ни в целом, ни в частностях, не совпадающими комплексами травмирующих процессов и явлений. Отсюда становится понятным, что принципиально отличающиеся поражающие факторы не могут вызывать совпадающие и даже похожие повреждения. Исключение могут лишь составлять ранения специальными механическими шариковыми снарядами, похожими на картечные ранения. Но это исключение скорее всего подтверждает уже изложенное правило о том, что огнестрельные и взрывные повреждения отличаются ровно в такой степени, в какой отличаются выстрел и взрыв, а также поражающие факторы выстрела и взрыва.

Распространившийся после афганской войны термин "минно-взрывная" травма - узкое понятие, которое охватывает лишь часть взрывных травм, которые касаются повреждений, образующихся при взрывах мин разной конструкции.

В клинической практике принято различать взрывные ранения, взрывную травму и взрывные повреждения. Это - три условных понятия, позволяющих определить лечебную тактику ведения разных категорий пострадавших. При проведении судебно-медицинской экспертизы такой необходимости нет, поэтому указанные термины употребляются как синонимы, обозначающие нарушения структуры и функции организма в результате воздействия повреждающих факторов взрыва.

Повреждения от взрыва отличаются крайним разнообразием: от единичных осколочных ранений до полного разрушения тела взрослого человека. Морфологическое вариирование связано с конструкцией и мощностью взрывного устройства, техническими характеристиками ВВ, удалением пострадавшего от центра взрыва, наличием или отсутствием преград и др. В то же время при большом многообразии имеется ряд особенностей, которые можно рассматривать как комплекс поражений органов и тканей, характерных для взрывной травмы (рис. ):

- комбинированный характер повреждений, среди которых наряду с механическими, возникают термические и химические поражения;

- множественность повреждений (единичные, чаще всего осколочные ранения при взрыве в судебно-медицинской практике можно рассматривать как казуистические);

- сочетанный характер, когда повреждения располагаются на разных частях тела;

- полифокальная локализация, когда повреждения находят на разных анатомических образованиях, даже в пределах одной анатомической области;

- преимущественно одностороннее расположение повреждений (повреждения на смежных и противоположных поверхностях тела возникают от вторичной травматизации при отбрасывании, падении и ударе телом о грунт или окружающие неподвижные предметы, при ударах обломками и фрагментами разрушающихся преград и конструкций, при термическом воздействии от вторичного воспламенения);

- возникновение повреждений от непосредственного контактного воздействия (общее, например, отравляющее химическое воздействие на организм встречается лишь при применении взрывных устройств, снаряженных специальными химическими средствами);

- разнообразие тяжести повреждений в отдельном случае - от поверхностных ран, ссадин и кровоподтеков до открытых проникающих в полости ранений, разрушений периферических частей тела, грубых повреждений внутренних органов и т.д.;

- наличие дистантных повреждений, когда наряду с ранениями от непосредственного воздействия факторами взрыва возникают повреждения вдали от места приложения силы;

- однотипный характер множественных осколочных или механических снарядных ранений (сходные по локализации, иногда по форме и размерам входные осколочные раны, совпадающие или незначительно расходящиеся

направления раневых каналов, наличие в конце слепых раневых каналов

однотипных поражающих элементов и др.);

- преимущественно слепой характер осколочных ранений (при множественности осколочных поражений сквозные и касательные ранения в количественном отношении всегда уступают слепым);

- сочетание открытых и закрытых повреждений, когда наряду с ранами и открытыми переломами выявляют закрытые отрывы и разрывы внутренних органов;

- наличие повреждений, связанных со специфическим воздействием резкого перепада барометрического давления (поражение легких, среднего уха, придаточных полостей) и акустическим воздействием.

Многообразие морфологии повреждений, возникающих при взрывах диктует необходимость их систематизации. Схема 3 показывает один из возможных вариантов классификации взрывных травм.

Вполне очевидно, что полная характеристика взрывной травмы определяет потребность охарактеризовать ее со всех перечисленных в классификации позиций. Это предопределяет составление и полноценного диагноза. Последнее обстоятельство подчеркивает прикладное практическое значение классификации.

В зависимости от вида, массы и состояния заряда ВВ различают взрывные устройства разной мощности.

Примерами боевых взрывных устройств большой мощности являются авиационные бомбы, противотанковые мины, артиллерийские снаряды калибра 50 мм и более; средней мощности - гранаты, противопехотные мины, артиллерийские снаряды калибра менее 50 мм и др.; малой мощности - взрыватели различные типы детонаторов. Взрывы разной мощности могут произойти не только при использовании зарядных , но и беззарядных устройств: паровых котлов, цистерн и баллонов со сжиженным и сжатым воздухом, пневматических шин и др. О мощности взрыва в таких случаях судят по последствиям, то есть по объему возникающих разрушений.

Разрушающее действие взрывных газов служит основным критерием, отражающим мощность происшедшего взрыва. О взрывах большой мощности свидетельствует полное или почти полное разрушение тела с крупным и мелким фрагментированием и разбрасыванием частей тела и тканей, иногда на значительны расстояния. При взрывах средней мощности наблюдаются разрушения конечностей, органов и тканей, находящихся в непосредственной близости от взрывного устройства. Взрывы малой мощности ограничивабются полными или частичными разрушениями пальцев, небольшими по

по поражающему фактору: от действия взрывных газов, ударной волны, осколков, специальных поражающих элементов, вторичных снарядов и др.

по морфологическому варианту: разрушения, отрывы, разрывы, переломы, раны и др.

по дистанции взрыва: на близкой, относительно близкой, неблизкой дистанции

по локализации: головы, грудной клетки, живота, позвоночника, конечностей и др.

по поврежденным органам и тканям

контактная, дистантная

комбинированная, некомбинированная

единичная, множественная

произвольная, созданная

закрытая, открытая

проникающая, непроникающая в полости

поверхностная, глубокая

осложненная, неосложненная

тяжкая, средней тяжести, легкая

завершившаяся выздоровлением, инвалидностью, смертью

другие характеристики

Схема 3. Классификация взрывных повреждений

объему поверхностными локальными разрушениями биологических тканей,

соприкасающихся со взрывным устройством в момент его срабатывания. О мощности взрывного устройства можно судить по габаритно-массовым характеристикам осколков, которые находят в раневых каналах или на месте происшествия.

О мощности взрыва также может свидетельствовать объем разрушений в центре взрыва (грунта, строений и др.) и на удалении от него (нарушения целости стекол, деформация тонких металлических конструкций), а также - расстояния разлета осколков от центра взрыва.

Поскольку взрывные устройства отличаются конструктивным и мощностным разнообразием в судебной медицине принято рассматривать расстояние от центра взрыва, опираясь на несколько условных качественных дистанций: а) непосредственное соприкосновение (близкая, "контактная", "нулевая" дистанция), когда пострадавший или его тело находится в зоне комбинированного действия взрывных газов; б) относительно близкая дистанция (в пределах зоны действия ударной волны, но за пределами зоны действия взрывных газов); в)неблизкая дистанция, когда действуют только осколки оболочки или составные элементы взрывного устройства. В.И.Молчанов выделяет дополнительную дистанцию - "близкую, но при наличии разрушающих преград". Он приводит сравнительную характеристику взрывных повреждений на всех дистанциях (таблица 3). Надо заметить, что осколки и элементы взрывного устройства, а также фрагменты разрушающих преград могут оказать поражающее действие на любой из перечисленных дистанций.

Таблица 3

Характер повреждений в зависимости от дистанции взрыва

(по В.И.Молчанову, 1962; с коррективасми)

В пределах близкой дистанции можно выделить дополнительно несколько самостоятельных, качественно отличающихся друг от друга зон: разрушающего, разрывного и ушибающего действия взрывных газов.

В зоне разрушающего действия взрывных газов находят дефекты кожи и прилежащих биологических тканей с разрывами и расслоением тканей в непосредственной близости от "дефектного" участка; окопчение пораженных тканей, включая стенки расслоенных тканей; термическое поражение волос (как правило, их концевых участков) и поверхностные ожоги кожи; многооскольчатые ("раздробленные") переломы костей, иногда с дефектами костной ткани; образование карбоксигемоглобина и карбоксимиоглобина в результате химического действия взрывных газов; множественные оскольчатые ранения от осколков оболочки; специальных поражающих снарядов и веществ, а также - фрагментов взрывного устройства, слепые неглубокие повреждения от действия непрореагировавших частиц ВВ, повреждения от разрушившихся преград и взаимного воспламеннения.

В зоне разрывного действия взрывных газов дефекта тканей никогда не образуется. В этой зоне выявляют разрывы и расслоение тканей; копоть взрыва; последствия термического и химического действия взрывных газов; множественные осколочные и снарядные ранения; раны от действия вторичных снарядов, в том числе от фрагментов разрушившихся частей тела, осколков костей и плотных биологических тканей, последствия поражения специальными средствами термического поражения, общего и местного действия специальных химических компонентов взрывного устройства.

Без труда можно заметить, что формально поражение во второй зоне повторяет изложенное, применительно к зоне разрушающего действия взрывных газов. Однако принципиальная разница заключается в качественных характеристиках, которые во второй зоне существенно ниже. Обращает на себя внимание распространение повреждений в пределах вскрытых взрывными газами мышечных футляров конечностей в виде межмышечных расслаивающих кровоизлияний и множественных поперечных разрывов мышечных волокон.

В третьей зоне интенсивность механического компонента комбинированного воздействия сводится на -нет. В большинстве случаев кроме осколочных и снарядных воздействий здесь наблюдаются лишь последствия механической травмы в виде ссадин кровоподтеков и внутрикожных кровоизлияний, повторяющих отпечатки рисунка складок одежды, а также проявления общего и местного химического и термического воздействий. В глубоких отделах отмечаются кровоизлияния по ходу сосудисто-нервных пучков, отрывы мелких кровеносных сосудов, прежде всего - vasa vasorum.

На дистанции неблизкого выстрела, когда действуют только осколки взрывного устройства, специальные элементы механического воздействия и иногда обломки разрушенных преград, расстояние до центра взрыва устанавливается путем сопоставления объема ранения и энергии ранящего снаряда, рассчитанной с учетом объема ранения и габаритно-массовых характеристик осколка или снаряда. Эти показатели сводятся в специальные таблицы, одна из которых приведена выше (таблица 2).