Террористические акты, захлестнувшие многие страны мира, перестали быть редкостью в странах СНГ, в том числе в России. Чаще они совершаются путем закладывания взрывных устройств (ВУ) в бытовые пакеты, хозяйственные сумки, мусорные урны, подъезды домов, общественный транспорт, в специально «начиненные» взрывчаткой автомобили и т.д. Нередко ВУ приводятся в действие средствами дистанционного управления взрывом, что многократно повышает опасность наиболее тяжелых поражений. Расследование таких крайних форм политического и иного экстремизма в значительном числе случаев сопряжено с большими трудностями. Не менее сложна и судебно-медицинская оценка повреждений, возникающих при взрывной травме.
Взрыв представляет собой химическое или физико-химическое превращение взрывчатого вещества (ВВ), характеризующееся выделением значительного количества энергии в течение очень короткого времени и в ограниченном пространстве. По форме и скорости превращения ВВ разделяют на три основные группы:
1) инициирующие;
2) метательные, или пороха;
3) бризантные, или дробящие.
Инициирующие ВВ отличаются особой чувствительностью к внешнему воздействию (удар, нагревание) и применяются для создания начального импульса, возбуждающего взрыв других ВВ в капсюлях (гремучая ртуть, азид свинца и пр.).
Метательные ВВ — пороха — в отличие от бризантных обычно не детонируют, а горят. Скорость горения их при определенных условиях, например в патроне, высока, но все же значительно меньше скорости детонации. В связи с этим пороховые газы во время выстрела не вызывают дробления ствола и гильзы.
Бризантные ВВ являются основным типом ВВ; они применяются для снаряжения артиллерийских снарядов, мин, авиабомб и пр. Наиболее распространенными ВВ этого типа являются тротил (тринитротолуол), аммонал, гексоген в сплаве с тротилом и пр. Все эти вещества для возбуждения (инициирования) взрыва требуют внешнего воздействия в виде высокой температуры или удара, который обычно осуществляется взрывом капсюля — детонатора и вспомогательного заряда. Распространение взрыва в массе бризантного ВВ протекает чрезвычайно быстро. Этот процесс называется детонацией. Скорость детонационной волны достигает 2000—8000 м/с.
Практически можно считать, что ВВ мгновенно превращается во взрывные газы с очень высокими давлением и температурой. Этим объясняется дробящее действие бризантного ВВ на стенки корпуса снаряда с образованием многочисленных осколков различных формы и массы.
Осколки разлетаются во все стороны вместе с газами, имеющими температуру до нескольких тысяч градусов. Если заряд не имеет металлической оболочки, то вместе с газами разлетаются куски из поверхностных слоев заряда, которые продолжают догорать в полете, образуя мощное и яркое пламя. Вследствие этого при взрыве снаряда в непосредственной близости от человека или контактном подрыве на противопехотной мине основной разрушительный удар по телу производит мощная волна газообразных продуктов детонации ВВ, плотный поток осколков корпуса боеприпаса; кроме того, благодаря высокой температуре газов наблюдаются опаление одежды и ожоги на теле человека.
При взрывах в прочных, плохо вентилируемых помещениях взрывные газы (СО2, СО, NO, НСN и др.) не улетучиваются и могут вызывать отравление у лиц, находящихся в этих помещениях. В некоторых случаях ожоги и токсическое действие вдыхаемых газов могут быть крайне тяжелыми.
Разрыв самого ВУ сопровождается образованием таких повреждающих факторов, как осколки и частицы взрывателя, осколки оболочки ВУ.
При взрыве повреждения могут быть от специальных и самодельных поражающих элементов: предметов механического воздействия (шарики, стержни, стрелки), веществ химического и термического действия (фосфор, напалм). В качестве повреждающего фактора взрыва выступают и различные вторичные снаряды: обломки разрушенных преград, предметов, части одежды, оторванные части тела и др. Характер и объем повреждений определяются конструктивными особенностями взорвавшегося снаряда, расстоянием от места взрыва и другими факторами.
Совокупность приводящих к взрывной травме материальных тел, веществ, процессов и явлений носит название «повреждающие факторы взрыва». Их систематизированное многообразие представлено на схеме.
Вдали от эпицентра потерявшая силу ударная волна причиняет закрытые повреждения внутренних органов.
Различают следующие дистанции взрыва:
— дистанция непосредственного соприкосновения снаряда с телом человека (в пределах действия взрывных газов);
— относительно близкая дистанция (в пределах действия ударной волны);
— неблизкая дистанция (действие осколков оболочки и специальных поражающих элементов).
Повреждения, возникающие при взрывах, характеризуются множественностью, комбинированным и сочетанным характером, преимущественно односторонней локализацией на одежде и теле потерпевшего, разнообразным характером (от ссадин, кровоподтеков до разрушения частей или всего тела), часто слепым характером ранений, наличием повреждений, связанных с резким перепадом барометрического давления (баротравма).
По сравнению с действием других повреждающих факторов взрыва осколочные ранения характеризуются наибольшей дальностью поражения. Чем ближе потерпевший находится к взорвавшемуся снаряду, тем больше вероятность повреждений, причиняемых осколками различной величины: крупными, мелкими и мельчайшими вплоть до металлической пыли.
Входные отверстия осколочных ран имеют неправильно округлую, овальную, звездчатую или неопределенную форму, края их могут быть загрязнены. Иногда небольшие раны, имеющие хорошо выраженный поясок осаднения, похожи на пулевые. Осколки имеют неодинаковые форму, массу и начальную скорость движения, поэтому их баллистические качества непостоянны: одни осколки причиняют сквозные ранения, другие, особенно если они движутся хаотично, «кувыркаясь», быстро теряют свою энергию, и повреждения от них оказываются, как правило, слепыми.
Помимо ран, причиняемых осколками оболочки самого снаряда (ВУ), нередки повреждения так называемыми вторичными снарядами — отломками встречающихся на пути взрыва предметов (куски грунта, кирпича, бетона, дерева, стекол и т.п.). Внешне такие повреждения могут быть схожи с повреждениями от осколков снаряда. Вторичные повреждения возможны от тупой травмы вследствие удара и придавливания тела обрушившейся при взрыве кровлей, стеной, забором, другими крупногабаритными предметами.
При взрыве устройства, не имеющего оболочки, металлические осколки отсутствуют, иногда могут быть обнаружены лишь мелкие фрагменты детонатора.
Воздушный взрыв. Быстро расширяющиеся при взрыве газы вытесняют окружающий воздух в стороны, сжимая его. Плотный слой сжатого воздуха распространяется от источника взрыва в форме шара или полусферы, образуя воздушную ударную волну (ВУВ). Передняя граница зоны сжатия называется фронтом ВУВ и характеризуется чрезвычайно высокими значениями избыточного давления. Любая поверхность, обращенная в сторону взрыва, подвергается не только воздействию избыточного статического давления, но и давления, оказываемого массой воздуха, распространяющегося с высокой скоростью сразу за фронтом ВУВ («ветровой» напор). Это давление называется динамическим. Рядом с местом взрыва динамическое давление может быть таким же высоким, как и статическое давление фронта ВУВ, но при удалении от места взрыва данный эффект быстро ослабевает.
Такое движение огромной массы воздуха способно вызвать травмы различной тяжести. В непосредственной близости от места взрыва возможно полное разрушение тела, несколько дальше — разрыв тканей, отрыв конечностей и повреждение внутренних органов, а также отбрасывание тела (метательный эффект). Все нарушения, возникающие в результате действия ВУВ, принято разделять на первичные, вторичные и третичные. Первичные поражения возникают в результате непосредственного воздействия ВУВ на организм, вторичные — в вследствие действия на организм осколков оболочки боеприпасов и предметов, приведенных в действие ВУВ (камни, осколки стекла и пр.); а третичные — в результате ударов тела пораженного, приведенного в движение действием ВУВ, о расположенные рядом предметы, преграды, землю и пр.
Смешанные эффекты являются результатом совместного воздействия ВУВ, осколков, пламени и механических травм.
Основной травмирующий эффект ВУВ зависит от скорости нарастания максимума давления (ΔР), т.е. от импульса ударной волны. В литературе это принципиальное положение иллюстрируется достаточно образно: УВ действует на поражаемую цель не как гигантский пресс, а как внезапный удар «дубины» или «исполинской ладони».
Основными параметрами, характеризующими УВ любой природы, являются избыточное давление в зоне фронта УВ (ΔРф), длительность положительной (τ+) и отрицательной (τ-) фазы, время нарастания давления во фронте УВ (Δτ), импульс давления (i) и др. (см. рисунок).
Импульс давления определяют по формуле:
Различные системы параметрических критериев поражающего действия ВУВ ориентированы на оценку первичного действия УВ.
Параметрами, определяющими травматический эффект при прямых или первичных поражениях ВУВ с мгновенным нарастанием импульса избыточного давления, являются величина ΔР и продолжительность τ+. Для бризантных ВВ характерна продолжительность τ+ –2…10 мс. Избыточное давление во фронте УВ может достигать нескольких тысяч килопаскалей (кПа). Отрицательное давление, как правило, не превышает 100 кПа и не оказывает существенного травматического воздействия на организм. Действие УВ на различные участки тела оказывается неодинаковым. Оно зависит как от расположения человека по отношению к взрывной волне, так и от характера повреждаемых тканей. Органы с большей поверхностью и малой массой поглощают наибольшее количество энергии, следовательно, подвергаются наибольшему разрушению.
При нахождении людей на открытой местности в положении стоя, т.е. когда площадь тела человека, на которую действует ударная волна, будет максимальной (0,45—0,5 м2), возникают тяжелые повреждения. Менее опасные повреждения следует ожидать в положении лежа: в этом случае площадь воздействия УВ на человека будет составлять примерно 0,2—0,25 м2.
Поражающее действие УВ значительно снижается в случае более медленного нарастания УВ волны через входные люки защитных сооружений, амбразуры и другие отверстия, а также если на пути УВ стоит отражающая преграда.
Термическое воздействие взрывных боеприпасов проявляется ограниченными по площади ожогами, локализующимися, как правило, в зоне взрыва. Большое клиническое значение имеют ожоги лица и верхних дыхательных путей.
Воздействие токсичных продуктов взрыва реализуется в закрытых помещениях, технике и других замкнутых пространствах. Клиническими проявлениями его являются отравления оксидом углерода, реже — оксидом азота и другими газами.
Механогенез взрывных ранений. Взрывные ранения являются результатом воздействия на человеческий организм боеприпаса взрывного действия в зоне поражения ВУВ, сопровождаются взрывным разрушением тканей либо отрывом сегментов конечностей и, как правило, множественными осколочными ранениями.
Ранения, возникшие в результате воздействия взрывчатых боеприпасов в зоне поражения осколками, относятся к категории осколочных ранений.
Поражения ВУВ включают картину ударной баротравмы органа слуха и коммоционно-контузионной травмы легких в виде кровоизлияний различных локализаций, формы и площади, а также кровоизлияний в стенки полых и паренхиматозных органов, сотрясений и контузионных повреждений головного мозга.
Эксперименты и случаи из практики медицины катастроф не дают оснований для решительного утверждения о непременном и тяжелом поражении головного мозга при воздействии проходящей воздушной волны. «Контузии» в традиционном понимании этого термина, очевидно, следует отнести к последствиям отбрасывания, опрокидывания тела, соударения головы с твердыми предметами.
Наиболее уязвимыми к действию ВУВ являются барабанная перепонка и легкие. Механизм повреждения (ушиб) легких в настоящее время трактуется как результат ударного сдавления легких между ригидным позвоночником, движущейся внутрь грудной стенкой и поднимающейся вверх диафрагмой за счет таранного действия органов брюшной полости, сдавливаемых через брюшную стенку компрессионной волной. Наиболее частая картина ушиба легочной ткани — чередование продольных темно-красных полос с беловато-розовыми, что соответствует ребрам и межреберным промежуткам.
Применительно к потере боеспособности поражения уха являются менее значимыми, чем поражения легких, которые рассматриваются в качестве «органа-мишени» при действии ВУВ на организм.
При ΔР 103,4 кПа с вероятностью 50% наблюдается разрыв барабанных перепонок, в то время как порог повреждения барабанной перепонки составляет 34,5 кПа, ΔР порядка 170—200 кПа является порогом повреждения легких, ΔР 345—400 кПа определяется как начало тяжелых легочных повреждений. Вероятность летальных исходов 1% наблюдается при ΔР 250—500 кПа, 50% — при ΔР 400—700 кПа и 99% — при ΔР 500—1000 кПа. При снижении избыточного давления до 20 кПа воздействие ВУВ воспринимается как обычное акустическое раздражение: УВ трансформируется в импульсный шум [1].
Характерной особенностью работ отечественных авторов [2, 3] в области исследования воздействия ВУВ на человека является стремление установить связь параметров поражения с клинико-морфологическими классификациями контузионной травмы (см. таблицу).
Наряду с повреждающим воздействием газообразных продуктов детонации ВВ и УВ, возникающих в окружающей среде, при взрывах боеприпасов важное значение приобретают осколки и готовые поражающие элементы, а также части взрывного устройства, детали детонаторов и пр. Основная доля осколков имеет массу от 0,5 до 8,0 г, а начальную скорость — от 50 до 1400 м/с. Неправильная форма осколков способствует быстрой утрате ими кинетической энергии. Клиническое значение имеют ранения, сопровождающиеся повреждением полостей, кровеносных сосудов и жизненно важных органов. При массе стальных шариков и осколков ≤1,0 г и энергии порядка 26—58 Дж наблюдаются проникающие ранения черепа, при 20—60 Дж — проникающие ранения груди с повреждением ребер, а при энергии 25—60 Дж — переломы трубчатых костей конечностей.
Таким образом, основными повреждающими факторами при взрывах являются взрывные газы, обладающие высокими давлением и температурой, а также входящие в их состав токсичные продукты, ВУВ, осколки снаряда и вторичные снаряды.