槍彈種類(lèi)對(duì)平紋織物上彈孔形態(tài)的影響研究

□于遨洋

（中國(guó)刑事警察學(xué)院，遼寧沈陽(yáng) 110035）

作為涉槍案件中最重要的檢驗(yàn)鑒定技術(shù)之一，槍彈痕跡檢驗(yàn)可以利用彈頭、彈殼和目標(biāo)物上的痕跡，確定發(fā)射槍種和槍支，判斷案件性質(zhì)和過(guò)程。若現(xiàn)場(chǎng)中無(wú)法尋找到具備鑒定條件的彈頭和彈殼，目標(biāo)物上的彈著痕跡就成為唯一的槍彈痕跡。目前，利用彈著痕跡確定涉案槍種是槍彈痕跡檢驗(yàn)技術(shù)的難題之一，特別是案件中大量出現(xiàn)在紡織品上的彈著痕跡更是如此。平紋織物的紗線配合規(guī)律性強(qiáng)，經(jīng)緯結(jié)構(gòu)均勻，具有適度的各向異性，是一種理想的實(shí)驗(yàn)用彈著痕跡承痕體。本文選取彈頭形狀和初速差別明顯的5種槍彈在滌綸平紋織物上形成的彈孔為研究對(duì)象，觀測(cè)其出入口形狀、缺損程度和紗線狀態(tài)等指標(biāo)，對(duì)利用彈孔分析涉案槍彈或槍支的種類(lèi)的方法進(jìn)行研究。

一、理論研究

（一）平紋織物的結(jié)構(gòu)性能

平紋織物中經(jīng)、緯紗的空間結(jié)構(gòu)形態(tài)和相互配合關(guān)系稱(chēng)為結(jié)構(gòu)相，當(dāng)經(jīng)紗與緯紗密度不同時(shí)，該結(jié)構(gòu)稱(chēng)為不等支持面結(jié)構(gòu)，紗線密度大的經(jīng)紗或緯紗抗撕裂強(qiáng)度低而抗斷裂強(qiáng)度高，紗線密度小的經(jīng)紗或緯紗抗撕裂強(qiáng)度高而抗斷裂強(qiáng)度低，所以，較疏的紗線先斷裂，較密的紗線先撕裂。［1］由于生活中的等支持面結(jié)構(gòu)較少，因此實(shí)驗(yàn)中使用的織物為不等支持面結(jié)構(gòu)。

（二）槍彈的侵徹性能研究

結(jié)合材料學(xué)與彈道學(xué)的研究成果，我們從彈頭形狀上將槍彈分為四類(lèi)。

1．尖頭步槍彈。此種槍彈以56式步槍彈為代表。彈頭具有高速?gòu)?qiáng)旋轉(zhuǎn)的特點(diǎn)，彈頭與織物接觸時(shí)間短，獲得動(dòng)能的紗線數(shù)量較少，經(jīng)緯紗線僅產(chǎn)生極輕微撕裂后均快速斷裂，加之較長(zhǎng)的彈頭高速旋轉(zhuǎn)，紗線應(yīng)缺損嚴(yán)重，彈孔四角的紗線產(chǎn)生撕裂，紗線末端松散明顯，抽拔出的紗線較少。

2．尖圓頭手槍彈。此類(lèi)槍彈以92式手槍彈為代表。彈頭形成彈孔時(shí)，與織物接觸時(shí)間較短，彈頭越尖，受撞擊區(qū)影響的紗線數(shù)目越少，紗線輕微撕裂后快速斷裂，彈頭的旋轉(zhuǎn)摩擦造成彈孔中心的明顯缺損和紗線的扭曲、末端纖維松散，應(yīng)力分布使彈孔四角產(chǎn)生撕裂，圓鈍的彈頭抽拔出的紗線數(shù)目較多。

3．半球頭手槍彈。此類(lèi)槍彈以59式手槍彈為代表。彈頭形成彈孔時(shí)，彈頭與織物接觸時(shí)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，圓鈍的彈頭抽拔出的紗線數(shù)目較多。

4．平頭手槍彈。此類(lèi)槍彈以9mm警用轉(zhuǎn)輪槍彈為代表。彈頭形成彈孔時(shí)，彈頭與織物接觸時(shí)間相對(duì)增加，彈頭前端與織物接觸面積的增大明顯地增強(qiáng)了摩擦作用，平頭彈的環(huán)形邊緣對(duì)紗線有較強(qiáng)烈的剪切作用，剪切力與摩擦力的合力使織物產(chǎn)生沿彈頭旋轉(zhuǎn)方向的紗線斷裂和撕裂，造成由彈頭邊緣剪切形成的較大缺損，并伴隨較明顯的抽拔紗線現(xiàn)象。

二、實(shí)驗(yàn)過(guò)程

（一）實(shí)驗(yàn)器材

59式手槍、92式手槍、9mm警用轉(zhuǎn)輪槍、81式步槍各1支，參數(shù)見(jiàn)表1。59式手槍彈、92式手槍彈、9mm警用轉(zhuǎn)輪槍彈、56式步槍彈各20發(fā)，參數(shù)見(jiàn)表2。滌綸平紋白布（經(jīng)紗緯紗密度比為2∶1）、FL－G型紅外測(cè)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)用槍支參數(shù)

表2 實(shí)驗(yàn)用槍彈參數(shù)

（二）實(shí)驗(yàn)樣本制作及固定

利用實(shí)驗(yàn)用槍?zhuān)?m處對(duì)滌綸平紋織物進(jìn)行垂直射擊，每種槍支射擊20個(gè)彈孔，將所得到的樣本在立體顯微鏡下以12倍倍率觀察并對(duì)射入口和射出口垂直拍照，從側(cè)向?qū)ι涑隹诘募喚€翻卷情況拍照，用讀數(shù)顯微鏡進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量并統(tǒng)計(jì)。

三、結(jié)果與討論

（一）尖頭彈射擊彈孔

實(shí)驗(yàn)用的81式步槍配用56式7．62mm尖頭步槍彈，槍口初速較高，利用激光測(cè)速儀在2m處測(cè)得的彈著速度為720m/s，高彈速和較尖的彈頭形狀形成了特征明顯的彈孔。

81式步槍發(fā)射的彈頭對(duì)織物沖擊非常明顯，射入口如圖1所示，彈孔中心缺損嚴(yán)重，經(jīng)緯紗線大部分從彈孔邊緣處斷裂，與少數(shù)較長(zhǎng)的紗線交織于方形彈孔的各邊中點(diǎn)附近，方形彈孔的四個(gè)邊角撕扯嚴(yán)重，附近紗線有明顯的扭曲變形反映，彈孔邊緣燒焦變硬，紗線明顯向出口方向翻卷。

81式步槍發(fā)射的高速尖頭彈的彈孔射出口，在透射光下，如圖2所示，彈孔形狀為“四葉草”形，彈孔四角由于撕裂作用呈半徑較小的圓形，四角附近紗線的推擠現(xiàn)象清晰可見(jiàn)，中心紗線較長(zhǎng)且稀疏。從側(cè)向?qū)楊^射出口進(jìn)行觀測(cè)，如圖3所示，紗線整體呈“王冠”狀，翻卷明顯，每根紗線均有較大的彎曲。

圖1 56式步槍彈射入口

圖2 56式步槍彈射出口

圖3 56式步槍彈射出口（側(cè)視）

根據(jù)終點(diǎn)效應(yīng)理論，彈著速度與彈頭的破壞力成正比，紡織物紗線在56式步槍彈的高彈速作用下，彈孔周?chē)喚€在應(yīng)變中明顯的向彈頭沖擊區(qū)移動(dòng)。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，彈頭沖擊區(qū)中的紗線不斷產(chǎn)生斷裂，產(chǎn)生嚴(yán)重的缺損。由于彈頭尖銳，彈孔中心的經(jīng)緯紗線受牽拉明顯，帶動(dòng)彈孔邊緣的紗線向中心位移，使彈孔邊緣凸向彈孔中心，“十”字應(yīng)力分布造成方形彈孔的四角撕裂嚴(yán)重，變成“四葉草”形，而紗線在牽拉作用下的位移使出口側(cè)形成“王冠”狀的嚴(yán)重翻卷。

（二）尖圓頭手槍彈射擊彈孔

92式手槍配用92式9mm尖圓頭手槍彈（外形與9×19mm“巴拉貝魯姆”手槍彈相同），槍口初速350m/s，利用激光測(cè)速儀在2m處測(cè)得的彈著速度為322m/s，尖圓形的彈頭形狀形成了特征明顯的彈孔。

92式手槍發(fā)射的彈頭對(duì)紗線的沖擊形成明顯的斷裂作用，如圖4所示，紗線斷端整齊，反映出明顯的拉斷特點(diǎn)，彈孔邊緣的平行紗線明顯缺損，彈孔四角紗線完全斷裂，彈孔形狀方圓形，邊緣有較濃的煙垢。尖圓的92式手槍彈形成的彈孔，如圖5所示，出口呈“四芒星”狀，內(nèi)部紗線較長(zhǎng)且向中心匯聚，四個(gè)角的紗線少，中心紗線較多，從側(cè)向觀察，如圖6所示，紗線斷端整齊，整體呈“金字塔”形。

圖4 92式手槍彈射入口

圖5 92式手槍彈射出口

圖6 92式手槍彈射出口（側(cè)視）

與56式步槍彈相比，92式手槍彈的速度下降使彈頭沖擊區(qū)中的紗線缺損明顯降低。由于彈頭尖銳度不如56式步槍彈，彈孔中心的經(jīng)緯紗線受到的牽拉下降，減少了紗線向中心的位移，彈孔的四角撕裂變得輕微，出口俯視圖的“四葉草”形也沒(méi)有56式步槍彈的典型，紗線在牽拉作用下的位移減少，造成出口側(cè)形成“金字塔”狀翻卷。

（三）半球頭手槍彈射擊彈孔

59式手槍配用59式9mm半球頭手槍彈，槍口初速315m/s，利用激光測(cè)速儀在2m處測(cè)得的彈著速度為308m/s，平紋織物在半球形的彈頭作用下先后形成“圓形”和“菱形”變形區(qū)，經(jīng)緯紗線從織物中抽拔而出，然后形成斷裂。［2］從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，如圖7所示，斷裂紗線明顯向彈孔中心匯聚，經(jīng)緯紗線大部分從彈孔中心處斷裂，紗線斷端散開(kāi)明顯呈毛絨狀，彈孔形狀方圓，邊緣有較濃的煙垢。如圖8所示，59式手槍彈形成的彈孔出口呈長(zhǎng)方形，半球頭彈抽拔作用較強(qiáng)，與織物接觸面積最大，彈頭的旋轉(zhuǎn)摩擦使紗線彎曲撕扯，彈孔四角有輕微撕裂，彈孔中心紗線缺損較多，紗線斷端整齊，在彈孔邊緣纏繞，紗線數(shù)量未見(jiàn)減少。從側(cè)向觀察，如圖9所示，紗線整體隆起很小。

圖7 59式手槍彈射入口

圖8 59式手槍彈射出口

圖9 59式手槍彈射出口（側(cè)視）

59式手槍彈的速度較低，造成彈頭沖擊區(qū)中的紗線缺損很輕微。由于彈頭圓鈍，彈孔中心的經(jīng)緯紗線受到的牽拉產(chǎn)生的位移很少，彈孔的四角撕裂變得非常不明顯，出口俯視圖只能從彈孔四角發(fā)現(xiàn)很小的撕裂，出口側(cè)的紗線翻卷不明顯。

（四）平頭手槍彈射擊彈孔

9mm警用轉(zhuǎn)輪槍配用9mm平頭轉(zhuǎn)輪槍彈，槍口初速220m/s，利用激光測(cè)速儀在2m處測(cè)得的彈著速度為212m/s，平頭彈的特殊形狀形成了明顯剪切作用，彈孔特征比較特殊。

9mm警用轉(zhuǎn)輪槍發(fā)射的平頭彈彈體的垂直棱邊產(chǎn)生剪切作用，使紗線內(nèi)部應(yīng)力大于紗線斷裂失效閾值，紗線發(fā)生斷裂，若彈孔兩個(gè)對(duì)邊紗線均斷裂，將從織物上分離出形如薄圓盤(pán)的小塊織物，若僅一側(cè)紗線斷裂，彈孔中心將形成編織結(jié)構(gòu)較完整的片狀織物斷離。平頭彈在織物上彈孔的缺損明顯，紗線斷端整齊，邊緣有較淡的煙垢，如圖10－12所示，彈孔出入口呈長(zhǎng)方型，從側(cè)向觀察，紗線斷端整齊，整體呈斜坡?tīng)睢?/p>

圖10 9mm警用轉(zhuǎn)輪槍彈射入口

圖11 9mm警用轉(zhuǎn)輪槍彈射出口

圖12 9mm警用轉(zhuǎn)輪槍彈射出口（側(cè)視）

平頭的9mm轉(zhuǎn)輪槍彈彈頭邊緣的剪切作用使彈孔邊緣紗線首先斷裂，由于彈頭沖擊作用不高，彈孔一側(cè)紗線斷裂釋放能量后，另一側(cè)紗線沒(méi)有達(dá)到斷裂閾值依然相連，當(dāng)織物的經(jīng)緯紗線密度不相等時(shí)，在密度低的方向，兩側(cè)紗線斷裂嚴(yán)重，密度高的方向，紗線只在一側(cè)斷裂。這種情況造成彈孔邊緣紗線斷裂形成一定的缺損，彈孔中心紗線密集。

通過(guò)觀測(cè)發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表現(xiàn)出的彈孔形態(tài)規(guī)律與理論分析的結(jié)果符合程度很高，彈頭形狀和速度對(duì)彈孔形態(tài)具有明顯的影響效果，另外，彈孔邊緣的煙垢伴隨的槍支槍彈種類(lèi)的不同也產(chǎn)生了一些差別，其原因與槍彈發(fā)射藥的不同有關(guān)。對(duì)平紋織物上彈著痕跡與槍彈種類(lèi)相關(guān)性研究，控制了影響因素的數(shù)量，為分析彈孔與彈頭的關(guān)系，提供了較好的條件。

四、結(jié)論

理論分析和實(shí)驗(yàn)觀測(cè)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。

從彈頭形狀看，尖頭彈，紗線斷裂點(diǎn)集中在彈孔中心，且較長(zhǎng)紗線靠近各邊中點(diǎn)且數(shù)量很少。鈍頭彈，彈著瞬間接觸更多的紗線，造成更多的缺損或卷曲。平頭彈，邊緣剪切作用使紗線斷裂點(diǎn)在彈孔邊緣，能夠沖出織物碎片，造成較大缺損。

對(duì)于不同型號(hào)的槍支，射擊彈頭的形狀與速度的搭配關(guān)系有明顯的差別，為利用平紋織物上彈著痕跡區(qū)分槍支和槍彈的種類(lèi)提供了條件。彈孔邊緣煙垢狀態(tài)，與槍彈種類(lèi)也具有相關(guān)性。

［1］劉 勤，等．不同結(jié)構(gòu)相滌綸平紋織物的拉伸與撕裂性能分析［J］．紡織科技進(jìn)展，2009（1）．

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