Experimental Researches on Specifics of Terminal and External Ballistics of Damaging Elements of Cylindrical Shape with Diameter of 5.0 Mm

Igor Lurin; Oleksiy Larin; Eduard Khoroshun; Volodymyr Nehoduyko; Oleksandr Kolomiitsev; Serhii Larkov; Oleh Kokorin; Dmytro Klymchuk; Vitalii Tyshchenko; Vitalii Shcherbak; Viktor Sapielkin

doi:10.32353/khrife.4.2025.06

Автор(и)

Igor Lurin https://orcid.org/0000-0001-6280-1725
Oleksiy Larin https://orcid.org/0000-0002-5721-4400
Eduard Khoroshun https://orcid.org/0000-0003-1258-1319
Volodymyr Nehoduyko https://orcid.org/0000-0003-4540-5207
Oleksandr Kolomiitsev https://orcid.org/0000-0003-1932-1034
Serhii Larkov https://orcid.org/0000-0003-1180-252X
Oleh Kokorin https://orcid.org/0000-0001-6899-5794
Dmytro Klymchuk https://orcid.org/0009-0007-6878-2968
Vitalii Tyshchenko https://orcid.org/0009-0005-9725-5783
Vitalii Shcherbak https://orcid.org/0000-0003-2527-9055
Viktor Sapielkin https://orcid.org/0000-0002-9795-8463

DOI:

https://doi.org/10.32353/khrife.4.2025.06

Ключові слова:

балістичний пластилін; бойовий припас; коефіцієнт сили опору середовища; контактна швидкість; осколкова загороджувальна міна ОЗМ-72; осколкове пошкодження; патрон; саморобний вибуховий пристрій; термінальна балістика; уражаючий елемент циліндричної форми.

Анотація

Мета статті — дослідити особливості механізму формування у в’язко-пружному середовищі пошкоджень, які виникли в результаті високошвидкісної ударно-контактної взаємодії з готовими уражаючими елементами циліндричної форми. Для досягнення мети застосовано загальнонаукові та спеціальні методи. Основну увагу приділено дослідженню уражаючих елементів діаметром 5,0 мм, оскільки ними споряджено значну кількість осколкових бойових припасів (зокрема, протипіхотні міни, боєприпаси для скидання з дронів, а також саморобні вибухові пристрої). Експериментальні дослідження проводили в умовах балістичної траси із застосуванням оптоелектронних вимірювальних комплексів, імітатора біологічних тканин (балістичного пластиліну) і спеціальних патронів. Уведення у вільний політ готових уражаючих елементів здійснювали за допомогою нейробалістичного ручного метального пристрою, а також нарізної вогнепальної зброї калібру 5,6 мм і 5,45 мм. Це дало змогу провести натурні експерименти в доволі широкому діапазоні контактних швидкостей від 70 м/с до 1082 м/с під час дослідження уражаючих властивостей і в діапазоні від 547 м/с до 1096 м/с під час дослідження аеробалістичних характеристик. Як експериментальні снаряди використано готові уражаючі елементи циліндричної форми діаметром 5,0 мм із подовженням 0,96—1,1, якими споряджають осколкові загороджувальні міни ОЗМ-72. Під час досліджень визначено, що після влучання зазначені готові уражаючі елементи в товщі імітатора біологічних тканин поводяться стабільно й утворюють порожнини конічної форми. Найбільшої шкоди вони завдають на ділянці першої чверті (третини) каналу пошкодження. Це обумовлено практично повною передачею уражаючими елементами своєї кінетичної енергії шарам середовища, що примикають у цій зоні до центрального каналу пошкодження. Розміри зони пошкоджень на цій ділянці каналу максимальні. На основі здобутих результатів визначено особливості впливу на параметри каналу пошкодження контактної швидкості й положення уражаючого елемента в момент улучання. Визначено емпіричні залежності коефіцієнта сили опору в’язко-пружного середовища, об’єму та довжини каналу пошкоджень від контактної швидкості. Результати проведених досліджень дають змогу прогнозувати ступінь тяжкості завданих людині осколкових поранень і розв’язати низку ситуаційних завдань, пов’язаних із розслідуванням кримінальних злочинів та терористичних актів, під час скоєння яких застосовано осколкові бойові припаси або саморобні вибухові пристрої. Окремий етап — дослідження аеробалістичних характеристик зразків кінетичних снарядів, що дає змогу визначити їх уражаючі властивості залежно від відстані до центра вибуху.

Посилання

Coupland, R. M., Rothschild, M. A., Thali, M. J. (2014). Wound ballistics: basics and applications / B. P. Kneubuehl (Ed.). Berlin. DOI: 10.1007/978-3-642-20356-5.
Gilson, L., Rabet, L., Imad, A., Coghe, F. (2020). Experimental and numerical characterisation of rheological properties of a drop test response of a ballistic plastilina. Forensic Science International. Vol. 310. Art. 110238. DOI: 10.1016/j.forsciint.2020.110238.
Gilson, L., Rabet, L., Imad, A., Kakogiannis, D., Coghe, F. (2016). Development of a numerical model for the ballistic penetration of Fackler gelatine by small calibre projectiles. The European Physical Journal Special Topics. Vol. 225 (2). DOI: 10.1140/epjst/e2016-02640-9.
Gumeniuk, K., Lurin, I., Tsema, Ie., Susak, Ya., Mykhaylenko, O., Nehoduiko, V. et al. (2021). Woundary ballistics of biological tissue’s plastic deformation on the model of ballistic plastiline using hollow point and shape-stable bullets. Journal of Education, Health and Sport. Vol. 11. No. 11. DOI: 10.12775/JEHS.2021.11.11.003.
Hamov, D. Yu. (2006). Vstanovlennia nalezhnosti ob’iekta do boiovykh prypasiv vohnepalnoi striletskoi zbroi ta yoho prydatnosti do strilby [Determining whether an object is classified as ammunition for firearms and whether it is suitable for firing] : metodyka. Kyiv [in Ukrainian].
Kolisnyk, K., Sokol, Y., Shchapov, P., Nehoduiko, V. (2023). Mathematical Modelling of the Multifactorial Influence of Striking Fragments on the Dynamics of the Rehabilitation Processes of the Wounded. 6th International Conference on Nanotechnologies and Biomedical Engineering : Conference proceedings (Chisinau, Moldova, 20—23 Sept 2023). Chisinau. Vol. 2 : Biomedical Engineering and New Technologies for Diagnosis, Treatment, and Rehabilitation. DOI: 10.1007/978-3-031-42782-4_18.
Kolomiitsev, A. V., Sapelkin, V. V. (2017). Opredelenie ballisticheskikh kharakteristik і porazhaiushchikh svoistv patronov samodelnogo snariazheniia kalibra 7,62×39 [Determination of the Ballistic Characteristics and the Damaging Properties of SelfMade Loading Cartridges of 7.62×39 Caliber]. Teoriia ta praktyka sudovoi ekspertyzy i kryminalistyky. Vyp. 17. URL: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Tpsek_2017_17_33 [in Russian].
Kolomiitsev, O. V. (2024). Patrony dlia eksperymentalnoi strilby hotovymy urazhaiuchymy elementamy ta oskolkamy [Cartridges for experimental firing with ready-made striking elements and fragments]. Aktualni problemy zabezpechennia derzhavnoi bezpeky : mat-ly II Vseukr. nauk.-prakt. konf. (Kyiv, 25.10.2024). Kyiv. URL: https://elar-kingu.kyiv.ua/handle/123456789/329 [in Ukrainian].
Kolomiitsev, O. V. (2024). Patrony dlia eksperymentalnoi strilby vysokoshvydkisnymy hotovymy urazhaiuchymy elementamy ta oskolkamy [Cartridges for experimental firing of high-velocity ready-made striking elements and fragments]. Aktualni problemy diialnosti skladovykh sektoru bezpeky i oborony Ukrainy (do 10-i richnytsi stvorennia Natsionalnoi hvardii Ukrainy) : tezy Vseukr. nauk.-prakt. konf. (Kharkiv, 24.10.2024). Kharkiv. URL: http://repositsc.nuczu.edu.ua/bitstream/123456789/24214/1/Zbirnsk_tez_konfer._24.10.2024%20%281%29.pdf [in Ukrainian].
Kolomiitsev, O., Giverts, P., Nikitiuk, V., Herman, O. (2024). Zastosuvannia komp’iuternykh tekhnolohii dlia rozv’iazannia zavdan terminalnoi balistyky [Application of Computer Technologies for Resolving Terminal Ballistics Issues]. Didzhytalizatsiia sudovo-ekspertnoi nauky v umovakh voiennoho stanu : mat-ly Mizhnar. nauk.-prakt. konf. (Kharkiv, 08.11.2024). Kharkiv. URL: https://drive.google.com/file/d/1cDRJ14KDOGIXe5Y6HdNVBzqAS7gbR-ML/view [in Ukrainian].
Kolomiitsev, O., Sapielkin, V., Giverts, P., & Herman, O. (2022). Peculiarities of Determining Affecting Properties of Small-bore Bullets After Ricochet. Theory and Practice of Forensic Science and Criminalistics. Vol. 27. No. 2. DOI: 10.32353/khrife.2.2022.05.
Larin, O., Grabovskiy, A., Kolomiitsev, O., Larkov, S., Nehoduiko,V. (2025). Numerical and Experimental Investigation of Cylindrical Shrapnel Penetration into Non-biological Soft Tissue Simulant (Ballistic Plasticine). 7th International Conference on Nanotechnologies and Biomedical Engineering : Conference proceedings (Chisinau, Moldova, 7—10 Oct 2025). Chisinau. Vol. 2 : Biomedical Engineering and New Technologies for Diagnosis, Treatment, and Rehabilitation. 2025. DOI: 10.1007/978-3-032-06497-4_53.
Larin, O., Tomashevskyi, R., Lurin, I., Gumeniuk,K., Nehoduiko,V. (2023). Computational Modeling and Analysis of Wound Formation in Gunshot Injuries. 6th International Conference on Nanotechnologies and Biomedical Engineering : Conference proceedings (Chisinau, Moldova, 20—23 Sept 2023). Chisinau. Vol. 2 : Biomedical Engineering and New Technologies for Diagnosis, Treatment, and Rehabilitation. DOI: 10.1007/978-3-031-42782-4_24.
Lurin, I. А., Tsema, Ie. V., Gumenuik, K. V., Susak, Ya. V., Dubenko, D. Ye., Tsema, Ye. Ie. (2021). Experimental modeling of a residual wound cavity on a balistic plasticine using conventional and hollow point bullets. Medical Science of Ukraine. Vol. 17. No. 4. DOI: 10.32345/2664-4738.4.2021.02.
Modeliuvannia vohnepalnykh poranen [Gunshot wound simulation] (2022) : monohrafiia / uporiadnyky: I. A. Lurin, V. V. Nehoduiko, R.M.Mykhailusov, K.V.Humeniuk ; pid zah. red. V. I. Tsymbaliuka. Kharkiv. URL: https://repo.knmu.edu.ua/handle/123456789/32575 [in Ukrainian].
Polenytsia, P., Naumenko, I., Litsman, A., Nesterov, D. (2024). Metodyka otsiniuvannia efektyvnosti dii oskolkovo-fuhasnoho snariada po nazemnykh tsiliakh [Methodology for assessing the effectiveness of high-explosive fragmentation shells against ground targets]. Kyiv. Rieiestr. kod VP 7-07(01).010.1.12 [in Ukrainian].
Prokhorov-Lukin, H. V., Pashchenko, V. I., Bykov, V. I. ta in. (2011). Metodyka kompleksnoho doslidzhennia vybukhovykh prystroiv, vybukhovykh rechovyn i slidiv vybukhu [Methodology for a comprehensive study of explosive devices, explosives and traces of an explosion]. № DR 0103U002003. Kyiv. URL: https://arm.navs.edu.ua/arm/arm_bmb_exp/idb/metod_wte.html [in Ukrainian].
Rozen, N., Dudkiewicz, I. (2011). Wound ballistics and tissue damage / Armed Conflict Injuries to the Extremities. Berlin. DOI: 10.1007/978-3-642-16155-1_2.
Susu, L., Cheng, X., Yaoke, W., Xiaoyun, Zh. (2016). A new motion model of rifle bullet penetration into ballistic gelatin. International Journal of Impact Engineering. Vol. 93. DOI: 10.1016/j.ijimpeng.2016.02.003.
Terefe, T. O., Chawla, A., Datla, N. V. (2025). Damage mechanisms from low-velocity penetrating shrapnel in ballistic gelatin. Defence Technology. 18 July. DOI: 10.1016/j. dt.2025.07.008.
Tsymbaliuk, V., Lurin, I., Gumeniuk, K., Herasymenko, O., Furkalo, S., Oklei, D., Negoduyko, V., Gorobeiko, M., Dinets, A. (2023). Modeling of wound ballistics in biological tissues simulators. Medicni perspektivi. Vol. 28. No. 1. DOI: 10.26641/2307- 0404.2023.1.275866.
Wang, Y., Shi, X., Chen, A., Xu, Ch. (2014). The experimental and numerical investigation of pistol bullet penetrating soft tissue simulant. Forensic Science International. Vol. 249. DOI: 10.1016/j.forsciint.2015.02.013.