Ponad 80% tego co zostało dotychczas napisane na temat powstawania ran postrzałowych budzi wiele zastrzeżeń, jeżeli nie jest nieprawdziwe. Fałszywe opinie i poglądy na ten temat panują zarówno wśród konstruktorów amunicji, jak i chirurgów, bowiem jedni znają dobrze problematykę techniczną, a drudzy - problematykę medyczną.

18 maja 1988 r. w siedzibie redakcji specjalistycznego miesięcznika International Defence Review w Genewie odbyło się jednodniowe bardzo ciekawe sympozjum dotyczące wszechstronnego wyjaśniania niektórych kwestii związanych z powstawaniem ran postrzałowych. Głównym referentem zagadnień był pułkownik Martin L. Fackler, dyrektor Laboratorium Balistyki Ranienia Instytutu Badawczego Sił Lądowych Stanów Zjednoczonych. W spotkaniu uczestniczyli m.in. chirurg szwajcarski (reprezentujący międzynarodową organizację Czerwonego Krzyża), oficer - pracownik naukowy medycyny sądowej szwajcarskiej policji państwowej oraz przedstawiciele zakładów produkujących broń lub amunicję takich firm, jak Beretta (Włochy), Dynamit Nobel (Niemcy), Fabrique Nationale (Belgia) i SIG (Szwajcaria). Spotkanie prowadził redaktor - szef działu tematycznego IDR "Broń strzelecka"; omawiano na nim szereg zagadnień, z których najważniejsze to: miażdżenie i odkształcanie tkanki, ciśnienie fali i dźwięku, prędkość i przekazywanie energii kinetycznej oraz zachowanie się pocisku karabinowego w ciele człowieka.

Miażdżenie i odkształcanie tkanki

Uczestnicy spotkania byli zgodni co do tego, że zagadnienia związane z powstawaniem ran postrzałowych należy traktować jako elementy dyscyplin naukowych. Uzasadniano to m.in. tym, iż ta stosunkowo młoda dziedzina nauki zajmuje się badaniami wyjaśniającymi wzajemne oddziaływanie pocisku i żywej tkanki podczas penetracji tkanki przez pocisk. Konstruktorzy zajmujący się problematyką balistyki dążą do opracowania takich pocisków, które możliwie maksymalnie rozrywałyby tkankę, podczas gdy chirurdzy będą czynić wszystko, aby ograniczyć skutki zniszczeń spowodowanych przez pociski w ciele człowieka.

Pułkownik Fackler uważa, że specjaliści obu tych dyscyplin muszą przynajmniej w podstawowym zakresie znać zagadnienia dotyczące specjalności drugiego.

Głównym celem prowadzonej przez Facklera pracy badawczej było wykazanie, że rany powstają wyłącznie na skutek miażdżenia, które jest rezultatem uderzenia pocisku w tkankę, oraz promienistego przemieszczania się tkanki biorącego swój początek w miejscu styku tkanki z pociskiem, chociaż jej przemieszczanie się ma charakter przejściowy. Zniszczona pociskiem tkanka tworzy ranę, zwaną trwałą jamą rany. Odkształcanie się tkanki powodowane uderzeniem pocisku przebiega podobnie, jak zachowuje się woda podczas skoku do niej człowieka. W rezultacie odsuwania się tkanki powstaje chwilowa jama rany. Według stwierdzeń sprecyzowanych przez Facklera, powstaje ona w następstwie działania pierwotnych mechanizmów tworzenia rany, tzn. że chwilowa jama rany jest następstwem rozciągania się tkanki. Badania wykazały, że tkanki płuc, naczyń krwionośnych, jelit i mięśni są na tyle elastyczne, iż mogą podlegać dość znacznemu rozciągnięciu bez wystąpienia poważniejszych zniszczeń, natomiast tkanki nieelastyczne, jak np. wątroby, nie wytrzymują tego rodzaju odkształceń.

Rys.1. Ślad pocisku w tkance żywego organizmu (wg Facklera). Jama postrzałowa powstała wskutek miażdżenia tkanki przez pocisk jest nazywana trwałą jamą rany. Jama chwilowa powstaje na skutek promieniście rozchodzących się naprężeń występujących w miejscu styku tkanki z pociskiem. Ciśnieniowa fala dźwięku, która wyprzedza w tkance pocisk, nie wywołuje uszkodzeń, ani jej nie przemieszcza.

Ciśnienie fali dźwięku

Fackler ustosunkował się do niektórych opinii stwierdzających, że ciśnienie fali dźwięku - powstałe wskutek stosunkowo dużej prędkości pocisku - może, w wyniku efektu wstrząsowego, spowodować śmierć, której bezpośrednią przyczyną będzie zniszczenie dużej liczby nerwów. Jego zdaniem, nie ma na to jednoznacznych, wiarygodnych danych potwierdzających.

Ciśnienie fali dźwięku rozchodzi się w tkance z prędkością czterokrotnie większą od prędkości dźwięku w powietrzu, dzięki czemu fala dźwiękowa w tkance wyprzedza pocisk. Ciśnienie fali w tkance osiąga wartość około 100 atmosfer, ale trwa zaledwie dwie mikrosekundy, przy czym nie powoduje ono ani przemieszczeń, ani nie uszkadza tkanki. Zdaniem Facklera, niektórzy specjaliści niesłusznie utożsamiają falę dźwiękową z efektem powstawania chwilowej jamy rany, która - jego zdaniem - jest rezultatem przemieszczania się tkanki powodującego jej uszkodzenie. Badania Facklera wykazały, że w chwilowej jamie rany ciśnienie szczytowe impulsu wynosi ok. 4 atmosfery, przy czym czas trwania impulsu wynosi milisekundy, czyli jest dłuższy od czasu trwania impulsu fali dźwiękowej co najmniej 5000 razy.

Rys. 2. Rana spowodowana pociskiem M193 wystrzelonym z karabinu M16A1. Fackler uważa, że pocisk ten zaczyna koziołkować po przebyciu około 12 centymetrów w ciele ludzkim i łamie się na kawałki. Odłamki pocisku wraz z chwilową jamą rany powodują znaczne uszkodzenia tkanki.

Rezultaty prac w omawianej dziedzinie znalazły już zastosowanie w leczeniu kamicy nerkowej. W terapii tej stosowane są aparaty do kruszenia kamieni falą dźwiękową wywołaną ciśnieniem (tzw. lithotripter - litowyzwalacz). W aparacie takim jest wytwarzana fala ciśnienia o amplitudzie trzykrotnie większej od amplitudy ciśnienia fali dźwiękowej wywołanej uderzeniem pocisku broni strzeleckiej w ciało człowieka. W trakcie jednej operacji kruszenia kamieni aparat emituje około 2000 impulsów ciśnienia nie wywołujących uszkodzeń tkanki.

Kontrowersje

W badanej problematyce balistyki pocisku w ciele człowieka najczęściej spotyka się dwa nieporozumienia związane z powstawaniem chwilowej jamy rany, w następstwie uderzenia w ciało pocisku karabinowego ingerującego z dużą prędkością. Pierwsze polega na założeniu, że tkanka po zetknięciu się z pociskiem musi usuwać się na boki z prędkością równą prędkości pocisku, a nawet większą. Do obalenia tej tezy posłużono się zdjęciami rentgenowskimi dokumentującymi powstawanie chwilowej jamy postrzałowej w bloku żelatyny; użyta do badań żelatyna stawiała pociskowi opór zbliżony do tego, jaki daje tkanka żywa. Porównanie drogi przebywanej przez pocisk z drogą ścianki chwilowej jamy postrzałowej pozwoliło ustalić, że tkanka przemieszczała się z prędkością dziesięciokrotnie mniejszą od prędkości pocisku.

Drugie nieporozumienie wynika z mylnej tezy, że pocisk o dużej prędkości powoduje tak wielką chwilową jamę rany, iż jej średnica jest aż 30 razy większa od średnicy pocisku. Fackler, przedstawiając wyniki pomiaru chwilowej jamy rany zwierzęcia zranionego kulistym pociskiem o prędkości 914 m/s, udowodnił, że średnica chwilowej jamy rany była tylko siedmiokrotnie większa od średnicy pocisku. Dokonał on także laboratoryjnych strzelań stalowymi kulkami o średnicy 6 mm, identycznymi z tymi, jakie stosowano w wielu próbach prowadzonych w Szwecji. Kulki miały prędkość 1000 m/s i powodowały chwilową jamę rany o średnicy równej jedenastu średnicom kulki. W warunkach laboratoryjnych średnicę chwilowej jamy rany równą trzydziestu średnicom kulki uzyskano dopiero przy prędkości kulki 2000 m/s, a więc przy prędkości bardzo trudnej do uzyskania nawet w najdoskonalszych karabinach.

Materiały badawcze

Na podstawie wieloletnich prac badawczych z wykorzystaniem różnych zwierząt, które umięśnieniem najbardziej odpowiadały umięśnieniu dorosłego człowieka, Fackler uznał, że najlepszym do tego materiałem badawczym są świnie o wadze 90 kg. Wykorzystanie w badaniach takich właśnie zwierząt pozwoliło uzyskać wyniki znacznie bardziej zbliżone do prawdy od tych, jakie otrzymywali Szwedzi, którzy do podobnych prób wykorzystywali małe świnki.

Fackler nie stosował w badaniach bloków mydła twierdząc, że jama postrzałowa w mydle nie wykazuje takiej sprężystości, jaką obserwuje się w żywej tkance zwierzęcej.

W laboratorium Facklera stosowano natomiast 10% żelatynę o temperaturze 4 stopni Celsjusza. Materiał ten został dobrany w rezultacie porównań głębokości wnikania pocisku i wielkości zniszczeń w ranach postrzałowych świń i w bloku żelatynowym. Większość specjalistów amerykańskich stosuje do badań żelatynę 20%, której własności nie zostały jednak dokładnie porównane z własnościami tkanki mięśniowej zwierząt. Ponieważ 20% żelatyna jest stosowana także w innych państwach NATO, stąd też producenci broni tych państw nie mogą sobie pozwolić na odejście od przyjętej normy.

Duża prędkość

Międzynarodowy Czerwony Krzyż jest zainteresowany tym, aby została określona granica prędkości, która pozwoliłaby podzielić wszystkie pociski do broni strzeleckiej na pociski o małej lub dużej prędkości. Jednak określenie takiej granicy utrudnia zróżnicowanie poglądów specjalistów na ten temat. Specjaliści z europejskich państw Zachodu uważają, że duża prędkość pocisku, to prędkość, jaką otrzymuje się w przypadku karabinów kalibru 5,56 mm, tzn. około 900 m/s, zaś Amerykanie opowiadają się za traktowaniem prędkości 700-800 m/s jako dużej. Istnieją i tacy specjaliści, którzy za dużą prędkość uważają 300 m/s.

Ogólnie dostępna na rynku broń myśliwska, uważana za broń sportową, dającą prędkość wylotową pocisku 1000 m/s, została oceniona na sympozjum jako "broń absolutnie wojskowa". Zwykły karabin z XIV wieku pozwalał wystrzeliwać pociski z prędkością 400 m/s; prędkość taką - w świetle współczesnych wymagań - należałoby zaliczyć do małych. Mimo to, karabiny z tego okresu powodowały duże jamy postrzałowe i to zarówno chwilowe, jak i trwałe. Stosowano bowiem do nich pociski dużego kalibru, ciężkie, wykonane z ołowiu, które po uderzeniu w cel odkształcały się i rozrywały tkanki na dużej powierzchni. Ponadto duża masa pocisków zapewniała ich głębokie wnikanie w cel.

Karabiny następnej generacji, mimo iż dawały prędkości początkowe pocisków o 50% wyższe, to jednak ich zdolności rażenia były mniejsze. Stosowane wówczas pociski były już zaopatrzone w płaszcze, dzięki którym można było wprawdzie uzyskać większe prędkości, ale nie odkształcały się one w ciele ludzkim, przez co nie powodowały wielkich ran, chyba że trafiły w kość lub inny zwarty organ.

W dążeniu do uzyskania maksymalnych efektów zranienia opracowano pociski Dum-Dum. W pociskach tych u wierzchołka usunięto część płaszcza; został przez to odsłonięty ołowiany rdzeń, który odkształcał się po uderzeniu pocisku w cel.

Konwencja Haska z 1899 roku nie dopuszcza stosowania w wojnach amunicji powodującej zwiększenie ran. Tym samym, w myśl prawa międzynarodowego, pociski typu Dum-Dum nie mogą być stosowane w broni wojskowej.

Okazuje się, że wielkość zranienia zależy wprawdzie od prędkości pocisku, ale należy rozpatrywać ją w powiązaniu z innymi uwarunkowaniami. W rzeczywistości zranienie zależy od masy, prędkości pocisku i jego kształtu oraz od tego, w jaki sposób oddziałują na siebie pocisk i rodzaj tkanki organu ciała. Można nawet zaryzykować stwierdzenie, że nie zawsze wielkość rany zależy od prędkości pocisku. Często niektórzy chirurdzy błędnie oceniają wielkość i rodzaj zranienia, w tym wielkość pocisku. Ocena taka może być przyczyną zastosowania niewłaściwej terapii. Innymi słowy, jeżeli chirurg zajmujący się raną będzie przekonany, że jest to rana postrzałowa z karabinu M16 dającego dużą prędkość pocisku, co prawdopodobnie będzie mu sugerować wielkość i charakter rany, to może on usunąć z niej więcej tkanki niż wymaga tego samo zranienie, czyniąc tym nieświadomie wiele szkody. Stąd też ważne jest, aby chirurdzy nie "naprawiali" czegoś, co nie zostało "zniszczone" i leczyli ranę nie sugerując się bronią, która ją spowodowała.

Przekazywanie energii kinetycznej

Poglądy Facklera na temat wpływu prędkości pocisku na charakter rany znalazły uznanie uczestników sympozjum, ale uzasadniana przez niego zasada przekazywania energii kinetycznej przez pocisk w ciele ludzkim okazała się kontrowersyjna. Fackler uważa, że przekazywanie energii nie stanowi mechanizmu powstawania rany, w której występuje niszczenie i rozciąganie tkanki, oraz że wielkość energii kinetycznej, jaką on ma, nie daje jeszcze podstaw do sądzenia o wielkości zranienia.

Dyskusja na sympozjum wykazała, że konstruktorzy potrzebują wypracowanej zasady przekazywania energii pocisku; chodzi o to, że energię można mierzyć i dopiero na tej podstawie można dokonywać obliczeń. Wskazywano przy tym, że istotnym parametrem pocisku jest wskaźnik przekazywania energii. Opowiadano się za metodą proponowaną przez szwedzkiego badacza, który za średnią, badawczą długość rany w ciele człowieka przyjmował długość 15 centymetrów. Za taką długością opowiadał się zwłaszcza przedstawiciel Międzynarodowego Czerwonego Krzyża, który twierdził ponadto, iż to, co powstaje za pociskiem, jest niemniej ważne od tego, co dzieje się na drodze, którą przebywa pocisk w ciele człowieka. Dlatego też ostatecznie uznano, że wskaźnik przekazywania energii przez pocisk jest ważnym parametrem badawczym.

Według Facklera, określenie takiego wskaźnika będzie dla chirurgów bezwartościowe, gdyż chodzi im przede wszystkim o to, czy skutkiem działania amunicji "powstała rana stanowi duży czy mały otwór". "Dla nich - twierdzi Fackler - nie jest ważna ilość przekazanej energii, nie interesuje ich również wskaźnik jej przekazywania. Dla chirurgów najważniejsze jest, w którym miejscu ciała nastąpiło zranienie". Świadczy o tym np. przypadek zadania sztyletem ciosu w brzuch; może on spowodować śmierć, chociaż do jego zadania potrzeba mniej energii niż do wymierzenia ciosu pięścią, gdyż ostrze sztyletu bardzo skutecznie tnie tkankę.

Producenci broni i amunicji pistoletowej nie zgadzali się z Facklerem, że towarzysząca powstawaniu zranienia chwilowa jama rany postrzałowej od pocisku pistoletowego nie ma istotnego wpływu na ostateczną formę uszkodzenia ciała. Fackler twierdził jednak, że jeżeli 30 do 40% energii 9mm lub 0,45-calowego pocisku pistoletowego przejmuje ciało ofiary, to fakt ten nie może nie mieć związku z charakterem rany. Prawdopodobieństwo trafienia pocisku w duże naczynie krwionośne jest niewielkie, ale większość z ugodzonych nawet w rękę upuści broń, przez co zostanie ona wyłączona z walki. Fackler omówił przy tym zdarzenie, jakie miało miejsce w Miami w 1986 roku, kiedy trafiony pociskiem bandyta nie został pozbawiony inicjatywy i zdołał jeszcze zabić dwóch policjantów.

Wśród specjalistów dominuje pogląd, że lekkie, mające dużą prędkość pociski po trafieniu w cel tracą szybko energię, przez co ryzyko przestrzelenia celu i zabicia tym przypadkowej osoby jest niewielkie. Stąd też uważa się, że tego rodzaju amunicja jest szczególnie przydatna dla policji.

Zachowanie się pocisku karabinowego

Pocisk M193 wystrzelony z karabinu M16A1 do momentu odchylenia się w ciele ofiary przebywa drogę około 12 centymetrów. Może wiec on spowodować stosunkowo niewielką ranę, zwłaszcza w przypadku gdy trafi w kończynę. Odchylanie się, a następnie koziołkowanie pocisku M193 prowadzi do jego łamania się w miejscu, gdzie jest rowek służący do obciśnięcia łuski; tylna część pocisku rozpada się, a powstałe odłamki stają się wtórnymi pociskami, które perforują tkankę w pewnej odległości od śladu pozostawionego przez pocisk zasadniczy. Perforowana odłamkami tkanka znajduje się w stanie występowania chwilowej jamy postrzałowej, a więc jest naprężona, stąd perforacje powodują obszerne zranienie. Fackler utrzymuje, że synergizm fragmentacji pocisku i chwilowej jamy postrzałowej prowadzi do rozległego zranienia; zostało to udowodnione po wprowadzeniu na uzbrojenie wojsk walczących w Wietnamie karabinów M16. Ponadto twierdzi on, że pocisk M855, który zastąpił w amerykańskich siłach zbrojnych pocisk M193 (zbudowany na bazie NATO-wskiego pocisku SS109), również rozpada się na kawałki po trafieniu w cel, oraz że pociski kalibru 5,56mm rozpadają się wewnątrz celu, jeżeli trafiają go wystrzelone z odległości 3 m. W przypadku ostatniego stwierdzenia, Fackler ma sporo oponentów, którzy poddają w wątpliwość precyzję badań twierdząc, iż na tej odległości do celu pocisk taki nie jest jeszcze dostatecznie ustabilizowany.