破片命中位置影响人体躯干损伤程度

当保持破片动能(78 J)、质量(3 g)、密度(17.56 g/cm3)、速度(228 m/s)、形状(球形)和尺寸(直径0.69 cm)不变时,研究破片命中部位对人体躯干的损伤,即破片击中骨骼、破片不击中骨骼,并获得破片未击中骨骼时造成人体躯干致命损伤的临界动能,数值模拟结果如图7.14、图7.15和表7.8所示。

表7.8　破片命中部位对人体躯干损伤的影响

图7.14显示了不同破片命中部位下,破片正向运动速度衰减为0后停留在人体躯干中的位置或击穿心脏后的位置。如果破片击中人体躯干前侧的骨骼,则破片可以击入心脏但不会击穿,击入心脏的深度为0.63 cm,破片最终于1 594μs时停留在肌肉和心脏接触面处;如果破片只击中软组织而未击中骨骼,则破片于966μs时击穿心脏。因此,破片的命中部位(是否击中骨骼)也将显著影响破片击入人体躯干的深度以及对人体躯干造成的损伤程度。从图7.14(c)中可以看出,当破片未击中骨骼时,动能为20 J的破片刚好不击入心脏,因此,如果以破片击入心脏为人体致命损伤的条件,则质量为3 g、直径为0.69 cm的球形破片对人体躯干造成致命杀伤的临界动能为20 J。

图7.14　命中部位不同的破片在人体躯干中的运动状态

(a)S-78-228-3-0.69(有骨骼);(b)S-78-228-3-0.69(无骨骼);(c)S-20-115-3-0.69(无骨骼)

图7.15显示了不同破片命中部位下,破片在人体躯干中的运动规律。击中骨骼的破片可以击入心脏但不会击穿,其速度和能量衰减较快,击入心脏后的剩余速度和剩余动能均为0,空腔长度于为9.27 cm。然而,未击中骨骼的破片可以击穿心脏,其速度和能量衰减较慢,击穿心脏后的剩余速度为129.12 m/s,剩余动能为25.31 J。由此可以得出,未击中骨骼的破片更容易击穿心脏,其击穿心脏后的剩余动能、剩余速度和空腔长度较大。(www.xing528.com)

图7.15　破片命中部位对破片运动规律的影响

(a)破片动能变化曲线;(b)破片速度变化曲线

图7.15　破片命中部位对破片运动规律的影响(续)

(c)破片位移变化曲线

数值模拟结果表明:当破片动能、质量、速度、形状和尺寸一定时,破片命中部位会显著影响其杀伤效果,其中,骨骼是最主要的影响因素。破片未击中骨骼时造成的空腔长度更大,对人体躯干的杀伤作用更强。质量为3 g、直径为0.69 cm的球形破片未击中骨骼时对人体躯干造成致命杀伤的临界动能为20 J。因此,在破片杀伤判据的制定中,不能只考虑破片特征参数对其杀伤效果的影响,还应考虑破片命中部位的影响。