彈著速度與平紋紡織物上彈孔形態(tài)的相關(guān)性研究

于遨洋

（中國刑警學(xué)院 遼寧 沈陽 110035）

彈著速度與平紋紡織物上彈孔形態(tài)的相關(guān)性研究

于遨洋

（中國刑警學(xué)院 遼寧 沈陽 110035）

涉槍案件中，紡織品上出現(xiàn)彈著痕跡是一種常見的現(xiàn)象,如何根據(jù)彈孔的形態(tài)分析彈著的速度是目前槍彈痕跡檢驗(yàn)急待解決的難題之一。通過剖析平紋紡織物上彈著痕跡的形成原理，比較不同彈著速度下同種槍彈的彈著痕跡形態(tài)，理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明，平紋紡織物上彈孔形態(tài)與彈著速度具有一定的相關(guān)性。

平紋紡織物 彈著速度 彈孔 相關(guān)性

在現(xiàn)場勘查中，紡織品是一類常見的彈著痕跡的承痕客體?？辈烊藛T若能夠利用紡織物上彈著痕跡確定槍彈的種類，再結(jié)合槍彈種類與配用槍支的關(guān)系，將大大縮小偵查的范圍，如果某種槍彈僅能夠在一種槍支中發(fā)射，則可以根據(jù)槍彈種類直接確定發(fā)射槍種。

平紋織物是現(xiàn)代紡織材料中典型的機(jī)織紡織品，屬于各向異性的非均質(zhì)材料，是一種具有代表性的紡織材料。本文采用滌綸平紋織物作為承痕客體，利用不同彈著速度的51式手槍彈作為造痕客體，在2米距離進(jìn)行垂直射擊，通過觀測彈著痕跡，比較其形態(tài)上的差別，分析差別產(chǎn)生的原因，初步建立彈孔形態(tài)與槍彈種類的聯(lián)系，為利用彈著痕跡識別涉案槍支的種類提供一種有效的途徑。

1 理論分析

終點(diǎn)彈道學(xué)認(rèn)為，彈丸貫穿紡織物時的能量損失，主要由紗線彈性能、紗線斷裂能和紗線動能組成。在織物條件相同的條件下，貫穿過程中的彈頭形狀和彈著速度對紗線能量的獲得和釋放具有決定性的作用。彈藥工程學(xué)的研究成果表明，彈體沖擊平紋織物時，由于紗線材料具有各向異性和正交的特點(diǎn)，在織物平面上會形成“菱形”變形區(qū)，織物中的應(yīng)力呈“十字形”分布，受撞擊區(qū)影響的紗線會從織物中抽拔而出。彈頭的沖擊會使抽拔出的紗線斷裂分解，彈頭的軸向旋轉(zhuǎn)也會在抽拔出的紗線上和彈孔邊緣產(chǎn)生強(qiáng)烈的摩擦作用，摩擦作用與旋轉(zhuǎn)速度呈正比。

從數(shù)值模擬的結(jié)果看，對于鈍頭手槍彈，當(dāng)彈著速度較高時，彈頭與織物接觸時間較短，同時圓鈍彈頭影響的紗線數(shù)目較多，高速彈頭的沖擊作用使紗線輕微撕裂后快速斷裂，造成較明顯缺損，彈頭的旋轉(zhuǎn)摩擦造成彈孔中心的明顯缺損和紗線末端纖維的松散。當(dāng)彈著速度較低時，彈頭與織物接觸時間明顯增加，經(jīng)緯紗線由中心到外圍產(chǎn)生漸進(jìn)的撕裂和斷裂，使彈孔中心的缺損變小，紗線末端纖維的松散明顯降低，不等支持面結(jié)構(gòu)的平紋織物經(jīng)緯紗力學(xué)性質(zhì)的差別，使彈孔由于應(yīng)力分布趨近橢圓形。

2 實(shí)驗(yàn)過程

2.1 實(shí)驗(yàn)器材

54式手槍、79式微型沖鋒槍、51式手槍彈（參數(shù)見表1）、滌綸平紋白布（經(jīng)紗緯紗密度比為2∶1）、FL-G型紅外測速儀、帆鷹牌拔彈器、PL-203型電子天平、數(shù)碼相機(jī)、卷尺、立體顯微鏡。

表1 實(shí)驗(yàn)用槍彈參數(shù)

2.2 實(shí)驗(yàn)樣本制作

利用帆鷹牌拔彈器拔出51式手槍彈彈頭，將彈殼內(nèi)發(fā)射藥質(zhì)量由0.60克減少至0.53克，重新裝彈，獲得減少裝藥量的51式手槍彈（下文簡稱51式改裝彈）。使用79式微型沖鋒槍垂直射擊2米外的滌綸平紋織物，制作a組樣本共20個彈孔，并采取同樣的方法使用54式手槍發(fā)射51式手槍彈和51式改裝彈各20發(fā)，分別制作b組樣本和c組樣本各20個彈孔。

2.3 觀察方法

在立體顯微鏡下以12倍倍率觀察彈孔樣本，利用頂光和透射光對射入口和射出口打光并垂直拍照，從側(cè)向30度拍攝射出口的紗線翻卷情況。

3 結(jié)果與討論

實(shí)驗(yàn)用79式微型沖鋒槍、54式手槍均為國產(chǎn)的7.62mm口徑槍支，配用的51式手槍彈為7.62mm鈍頭彈，但這些槍支的槍口初速差別較大，利用激光測速儀對2m處的彈著速度進(jìn)行測量，79式微型沖鋒槍約為500米/秒，54式手槍發(fā)射51式手槍彈時約為405米/秒，發(fā)射51式改裝彈時約為310米/秒，接下來制作彈孔樣本并對其射入口和射出口進(jìn)行觀察。由于彈著速度的不同，三組樣本的彈孔形態(tài)差異比較明顯。

3.1 彈頭射入口形態(tài)特征

79式微型沖鋒槍發(fā)射的51式手槍彈的，較高的彈著速度對織物沖擊明顯，如圖1（a）所示，經(jīng)緯紗線均在彈孔中心處發(fā)生斷裂，斷端纖維散開，彈孔中心出現(xiàn)明顯的缺損，彈孔內(nèi)殘留的紗線長度較短，入口邊緣呈矩形，長寬比約為1∶1，煙垢清晰可見。

54式手槍發(fā)射的51式手槍彈的彈著速度比79式微型沖鋒槍低近95米/秒，彈頭對織物的沖擊作用明顯下降，如圖1（b）所示，射入口形態(tài)與79式微型沖鋒槍相似但缺損減小，射入口一側(cè)的紗線斷端可與另一側(cè)的相互接觸，長寬比約為1.27∶1，彈孔邊緣煙垢減少。

54式手槍發(fā)射的51式改裝彈的彈著速度最低，如圖1（c）所示，較低的彈著速度在彈孔中心產(chǎn)生缺損不明顯，雖然經(jīng)緯紗線產(chǎn)生了斷裂，但是彈頭的抽拉推擠作用使紗線產(chǎn)生切向位移，是形成彈孔的主要作用。射入口內(nèi)的紗線斷端相互纏繞，使彈孔變圓，中心斷開的紗線交織在一起，長寬比約為1.1∶1彈孔邊緣煙垢較清晰。

圖1 平紋紡織物上不同彈著速度的51式手槍彈的彈孔射入口

從射擊彈孔的入口看，彈孔形狀多為方形。在彈頭形狀相同的情況下，彈著速度與彈孔紗線的缺損程度成正比，彈速越高，彈孔周圍紗線在應(yīng)變中越明顯的向彈頭沖擊區(qū)移動，彈頭沖擊區(qū)中的紗線不斷產(chǎn)生斷裂，產(chǎn)生越來越嚴(yán)重的缺損，較強(qiáng)的彈孔的側(cè)向撕裂作用使彈孔變方，且四角撕裂加重，附近紗線扭曲變形。彈速越低，缺損越不明顯，彈頭對紗線的抽拉作用使斷裂的紗線交織纏繞，使彈孔變圓。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以推導(dǎo)出，紗線的斷裂作用與彈速關(guān)系密切，撕裂作用與彈形聯(lián)系緊密，由于紗線的彈性形變，經(jīng)讀數(shù)顯微鏡測量，彈孔直徑在3毫米至5毫米之間，明顯小于彈頭直徑（見表2）。

表2 三組樣本彈孔的入口測量數(shù)據(jù) （單位：mm）

3.2 彈頭射出口形態(tài)特征

實(shí)驗(yàn)中，三組樣本的彈著速度差值較大，因此，彈孔射出口形態(tài)的紗線翻卷情況差別是比較明顯的。

如圖2所示，彈著速度最高的79式微型沖鋒槍，射擊彈頭在彈孔內(nèi)部形成較大面積的矩形缺損，彈孔邊緣有很短的斷裂紗線，紗線外翻明顯，而彈孔中心未見紗線，從側(cè)向30度觀測，外翻的紗線整體呈空心圓柱狀，紗線垂直于織物，單根紗線未見彎曲。

圖2 平紋紡織物上79式微沖的彈孔射出口俯視及側(cè)視圖

如圖3所示，彈著速度略低的發(fā)射51式手槍彈的54式手槍，射擊彈頭僅在彈孔中心形成面積較小的缺損，沖擊作用使紗線中的纖維散開成絨毛狀，在透射光下有較高的透明度。從側(cè)向30度觀測，54式手槍射擊彈孔的紗線外翻程度明顯降低，呈截錐狀。

圖3 平紋紡織物上發(fā)射51式手槍彈的54式手槍的彈孔射出口俯視及側(cè)視圖

如圖4所示，彈著速度最低的發(fā)射51式改裝彈的54式手槍，彈孔出口呈正方形，中心無明顯缺損，紗線斷端整齊，在彈孔中心纏繞，紗線數(shù)量未見減少，從側(cè)向觀察，紗線整體低平隆起。

通過實(shí)驗(yàn)，槍彈射出口的觀測結(jié)果與理論分析的結(jié)果符合度很高，彈著速度對射出口形態(tài)和紗線翻卷程度具有明顯的影響效果，彈著速度越高，彈孔四角紗線的扭曲變形及翻卷程度越明顯，彈著速度越低，彈孔四角紗線的扭曲變形及翻卷程度越輕微。對平紋織物上彈著痕跡與槍彈種類相關(guān)性研究，控制了影響因素的數(shù)量，為分析彈孔與彈著速度的關(guān)系，提供了較好的條件。

圖4 平紋紡織物上發(fā)射51式改裝彈的54式手槍的彈孔射出口俯視及側(cè)視圖

4 結(jié)論

理論分析和實(shí)驗(yàn)觀測的結(jié)果表明，平紋織物的彈著痕跡與槍彈的彈著速度和彈頭形狀具有明顯的相關(guān)性。

從彈著速度的角度看，彈著速度越高，彈孔內(nèi)部缺損越嚴(yán)重，表現(xiàn)為紗線斷裂點(diǎn)增加，斷端紗線解體越明顯，彈孔出口紗線外翻越嚴(yán)重。

可以通過彈孔形態(tài)分析彈丸的彈著速度，對于發(fā)射同種槍彈的不同型號的槍支，由于槍口初速有一定差別，所以平紋織物上彈著痕跡可以用于區(qū)分發(fā)射槍種。

[1]李裕春，等.彈體撞擊作用下平紋織物的動態(tài)響應(yīng)分析[J].兵器材料學(xué)與工程，2010，（1）.

[2]李裕春，等.半球頭彈體撞擊作用下平紋物動態(tài)響應(yīng)的數(shù)值模擬[J].玻璃鋼/復(fù)合材料，2010，（3）.

[3]李德仲，李國安.槍彈痕跡檢驗(yàn)技術(shù)(上冊、下冊)[M].北京：警官教育出版，1995.

[4]于遨洋，呂曉森.59式9mm手槍與92式9mm手槍彈孔痕跡比較研究[A].證據(jù)理論與科學(xué)：第三屆國際研討會論文集[C].北京：中國政法大學(xué)出版社，2012.

（責(zé)任編輯：孟凡騫）

D918.91

A

2013-12-30

于遨洋（1982-），男，山東牟平人，中國刑警學(xué)院痕跡檢驗(yàn)技術(shù)系講師，碩士，主要從事痕跡檢驗(yàn)鑒定研究。