UNIVERZITA KARLOVA V PRAZE

UNIVERZITA KARLOVA V PRAZE Fakulta tělesné výchovy a sportu

KATEDRA VOJENSKÉ TĚLOVÝCHOVY

DIPLOMOVÁ PRÁCE

2013

Bc. Pavel Mucha

UNIVERZITA KARLOVA V PRAZE Fakulta tělesné výchovy a sportu KATEDRA VOJENSKÉ TĚLOVÝCHOVY

Diplomová práce

Parametrizace vzniku kaverny náhradních materiálů u normované a speciální vojenské munice

Vedoucí diplomové práce:

Zpracoval:

doc. PaedDr. Karel Jelen, CSc.

por. Bc. Pavel Mucha

2013

1

Prohlášení: Čestně prohlašuji, že jsem diplomovou práci zpracoval samostatně pod vedením doc. PaedDr. Karla Jelena, CSc., a Mgr. Richarda Billicha, a že jsem uvedl všechny použité literární a odborné zdroje. Tato práce ani její podstatná část nebyla předložena k získání jiného nebo stejného akademického titulu. ……………………………… por. Bc. Pavel Mucha

2

Poděkování: Chtěl bych vyjádřit poděkování panu doc. PaedDr. Karlu Jelenovi, CSc., za odborné a trpělivé vedení práce, za cenné rady a věcné připomínky, za možnost využití jeho znalostí a zkušeností z oblasti metodologie, výzkumu a statistického zpracování dat. Dále bych chtěl poděkovat Mgr. Richardu Bilichovi za odborné rady, pomoc při pořizování experimentálních dat a poskytnutí odborné literatury.

3

Svoluji k zapůjčení své diplomové práce ke studijním účelům. Žádám, aby byla vedena přesná evidence vypůjčovatelů, kteří musí pramen převzaté literatury řádně citovat. Jméno a příjmení

Datum zapůjčení

4

Datum vrácení

Abstrakt Název práce: Parametrizace vzniku kaverny náhradních materiálů u normované a speciální vojenské munice. Cíl práce: Parametrizace velikosti strukturálních změn v různých náhradních materiálech, způsobených rozdílnými typy munice. Metoda: Balistický experiment založený na postřelování dvou odlišných náhradních materiálů (glycerinové mýdlo, balistická želatina) různými druhy munice. Následnou komparací jsme zjišťovali rozdíly mezi vzniklými kavernami. Použity byli různé metody měření od přímého použití měřidla, přes vylévání dutin vodou, měření rychlosti střel radarem, až po diagnostickou metodu počítačové tomografie nebo použití vysokofrekvenční kamery, která umožnila zachytit sekundární dutiny. Výsledky: Z experimentu byla získána celá řada důležitých parametrů, které vypovídají mnohé o chování střely v náhradním materiálu, jeho rychlosti , poloze nebo homogenity samotné střely během průletu náhradním materiálem. Z hlediska ranivosti je ovšem nejdůležitější parametr, ukazující nám objem sekundární dutiny, protože její objem se rovná objemu zničené tkáně. Lze tedy konstatovat, že největší ranivý efekt měla dle očekávání zakázaná tříštivá munice, která má mnohonásobně větší účinek než ostatní testované střely. Překvapením naopak byla munice s označením Black Mamba, která ač ji výrobce hodnotí opačně, má dle naměřených výsledků ranivý efekt nejmenší ze všech testovaných střel. Klíčová slova: Balistika, střelivo, palné zbraně, náhradní materiály, účinky střely, ranivá balistika

5

Abstract Title of thesis: Ballistic cavity origin characterisation; auxiliary materials of a standardised or a special military ammunition.

Aim of thesis: The goal of this work is to provide a regularising framework suggesting structural changes of the auxiliary materials in the impact zone of the various ammunition.

Methods: A ballistic experiment based upon the piercing test of various ammunition types. For these tests different barrier materials were used (e.g. glycerine, soap, ballistic gel). A comparative study of the various physical aspects of the cavities was exercised. Several diagnostic methods such as dimensions verification, water volume measurement, projectile speed radar check, computer tomography or the high speed camera were used to determine the secondary cavity specifics.

Results: This thesis identified several key parameters determining projectile behaviour in the auxiliary materials. The major determinants were: speed, position or homogeneity of the projectile on the impact. However the major parameter defining the “injury level” was the concluded that the highest Injury level has the prohibited “fragmentation effect ammunition”. On the other hand it was pointed out that so called “Black Mamba” projectiles have lower injury effect, although manufactore claims otherwise.

Key words: Ballistics, ammunition, firearms, auxiliary materials, projectile impact power, organic tissue injury level.

6

OBSAH 1

ÚVOD ......................................................................................................................................... 10

2

PŘEHLED LITERATURY ....................................................................................... 12

3

TEORETICKÝ RÁMEC PRÁCE .............................................................................................. 13 3.1

VŠEOBECNÁ BALISTIKA ........................................................................................................... 13

3.1.1

Vnitřní balistika ................................................................................................................. 13

3.1.2

Vnější balistika ................................................................................................................... 14

3.1.3

Přechodová balistika ......................................................................................................... 14

3.1.4

Terminální balistika ........................................................................................................... 15

3.1.5

Postterminální balistika ..................................................................................................... 15

3.2

ZBRANĚ A STŘELNÉ ZBRANĚ.................................................................................................... 15

3.2.1

Hlaveň ................................................................................................................................ 19

3.2.2

Závěr .................................................................................................................................. 20

3.2.3

Bicí a spoušťové ústrojí ...................................................................................................... 22

3.2.4

Mířidla ............................................................................................................................... 22

3.3

STŘELIVO ................................................................................................................................ 23

3.3.1

Střela .................................................................................................................................. 24

3.3.2

Výmetná náplň ................................................................................................................... 24

3.3.3

Zápalka .............................................................................................................................. 25

3.3.4

Nábojnice ........................................................................................................................... 26

3.3.5

Značení nábojů................................................................................................................... 28

3.4

DRUHY RUČNÍCH STŘELNÝCH ZBRANÍ ..................................................................................... 29

3.4.1

Dlouhé palné zbraně .......................................................................................................... 29

3.4.2

Krátké palné zbraně ........................................................................................................... 30

3.5

PORANĚNÍ................................................................................................................................ 31

3.6

VSTŘEL.................................................................................................................................... 31

3.6.1

Vstřel z absolutní blízkosti ................................................................................................. 32

3.6.2

Vstřel z relativní blízkosti ................................................................................................... 32

3.7

VÝSTŘEL ................................................................................................................................. 33

3.8

STŘELNÝ KANÁL ..................................................................................................................... 34

3.8.1

Dynamickýúčinek ............................................................................................................... 36

3.8.2

Tříštivý/trhavý účinek střely ............................................................................................... 36

3.8.3

Ranivý účinek střely ........................................................................................................... 37

3.8.4

Průbojný účinek ................................................................................................................. 40

3.8.5

Mechanické poškození........................................................................................................ 41

3.9

STŘELA A JEJÍ ÚČINEK.............................................................................................................. 41

3.9.1

Historický vývoj střely ........................................................................................................ 41

3.9.2

Základní princip střely ....................................................................................................... 44

7

3.9.3

Energetické poměry ........................................................................................................... 44

3.9.4

Konstrukce střely ............................................................................................................... 45

3.9.5

Základní účinky střely ........................................................................................................ 47

3.9.6

Účinek vs. Účinnost ........................................................................................................... 47

3.10

NÁHRADNÍ MATERIÁLY ........................................................................................................... 48

3.11

CHOVÁNÍ STŘELY V NÁHRADNÍCH MATERIÁLECH ................................................................... 50

3.12

BALISTICKÁ ŽELATINA ............................................................................................................ 50

3.12.1

Složení a vlastnosti ........................................................................................................ 51

3.12.2

Výroba balistické želatiny ............................................................................................. 54

GLYCERINOVÉ MÝDLO............................................................................................................. 55

3.13

3.13.1

Složení a vlastnosti ........................................................................................................ 56

3.13.2

Výroba glycerínového mýdla ......................................................................................... 56

POROVNÁNÍ ŽELATINY A MÝDLA Z HLEDISKA BALISTICKÉHO EXPERIMENTU .......................... 56

3.14

CÍLE PRÁCE ...................................................................................................................... 59

4

4.1

VÝZKUMNÉ OTÁZKY................................................................................................................ 59

4.2

HYPOTÉZY ............................................................................................................................... 59

METODIKA VÝZKUMU ........................................................................................... 61

5

5.1

VÝZKUMNÉ METODY ............................................................................................................... 61

5.2

CHARAKTERISTIKA EXPERIMENTU........................................................................................... 61

5.3

POUŽITÝ MATERIÁL ................................................................................................................. 62

5.4

POUŽITÉ PŘÍSTROJOVÉ VYBAVENÍ ........................................................................................... 63

5.5

PROTOKOL Z EXPERIMENTU ..................................................................................................... 66

5.6

ANALÝZA DAT ......................................................................................................................... 69

5.6.1

Složky objektivního kritéria ranivosti ................................................................................. 70

5.6.2

Parametrizace účinku jednotlivých střel ............................................................................ 70

6

VÝSLEDKY ........................................................................................................................... 78

7

DISKUZE................................................................................................................................. 82

8

SEZNAM LITERATURY .......................................................................................... 84

9

SEZNAM ZKRATEK ................................................................................................... 86

10

SEZNAM OBRÁZKU A TABULEK ............................................................ 87

10.1

SEZNAM OBRÁZKŮ .................................................................................................................. 87

10.2

SEZNAM TABULEK ................................................................................................................... 89

11 11.1

PŘÍLOHY ........................................................................................................................... 90 OBRAZOVÁ PŘÍLOHA POUŽITÉHO PŘÍSTROJOVÉHO VYBAVENÍ ................................................. 90

8

11.1.1

Inteligentní hradla ......................................................................................................... 90

11.1.2

Spínací jednotka ............................................................................................................ 90

11.1.3

Balistický analyzátor ..................................................................................................... 90

11.1.4

Mobilní střelecká stolice ............................................................................................... 91

11.1.5

Kamera .......................................................................................................................... 91

11.1.6

Radar............................................................................................................................. 91

11.2

OBRAZOVÁ PŘÍLOHA NAMĚŘENÝCH DAT ................................................................................. 92

11.2.1

9mm Luger FMJ - fotodokumentace, data z kamery a CT ............................................ 92

11.2.2

9mm Luger Black Mamba - fotodokumentace, data z kamery a CT .............................. 93

11.2.3

357 Magnum FMJ - fotodokumentace, data z kamery a CT ......................................... 94

11.2.4

357 Magnum Gold Dot - fotodokumentace, data z kamery a CT................................. 95

11.3

OBRAZOVÁ PŘÍLOHA POUŽITÉ MUNICE .................................................................................... 96

9

1

ÚVOD

Problematika vzniku střelných poranění a jejich následků je neustále v popředí zájmu širokého spektra představitelů nejrůznějších vědních oborů – medicínských i technických. Současný technologický rozvoj umožnil vědcům, zaměřit se na biomechanické mechanismy působení střely, jak experimentálně, tak výpočetně. Simulace balistické zkoušky mohou hodně vypovědět o řešených problémech. Je však nutno zdokonalit mechanické vlastnosti materiálu vybraného z nabídky systému, který by měl chováním odpovídat strukturálním vlastnostem lidské tkáně (Raul et al., 2008). Vzhledem ke složitosti uspořádání, tvaru a stavby živého organismu není často známo, jakým způsobem a jakou mírou jsou mechanicky zatíženy jednotlivé struktury lidského těla. Lidské tkáně a živé organismy jsou z mechanického hlediska velmi složité a mají těžko předvídatelné chování. Výzkumy (Cunningham et al., 2003) zůstávají kontroverzní, při provádění experimentálního testovaní do živých (lidských) tkání. Nejen z hlediska vysoké finanční a časové náročnosti, ale také příručka lékařské etiky je hlavním důvodem pro omezení provádění testování na lidských subjektech nebo lidských ostatcích v tomto projektu. Experimentální zkoumání ranivých účinků střel je v současnosti realizováno zejména na modelových cílech, vyrobených z náhradních materiálů (balistická želatina, mýdlo, plastelína, směs petrolátu a parafinu apod.), méně často na živých zvířatech nebo izolovaných orgánech zvířat (Komenda a Juříček, 2003). V České republice se provádí statické měření profilu zranění na petrolát-parafinových blocích, jako náhradním materiálu. Ve světě (USA, Německo, Švýcarsko) se sledují profily zranění dynamickým měřením podle metodiky „NATO“ postřelováním balistické želatiny nebo mýdla. Dlouhodobá praxe především zahraničních pracovišť potvrdila, že želatina a mýdlo jsou nejvhodnějšími náhradními materiály ke studiu jevů v oblasti ranivé balistiky. V některých oblastech však každý z těchto materiálů vykazuje velmi rozdílné vlastnosti. (Komenda a Juříček, 2003). Stisknutím spouště se přenese kinetická energie z lidského prstu na náboj, kde se vlivem chemické reakce - vznícením střelného prachu - energie zmnohonásobí. Expanze plynu v nábojové komoře je pasivními prvky zbraně usměrněna ve směru výstřelu a energie 10

této expanze je předána kulce během jejího pohybu v hlavni. Vystřelená kulka při zasažení cíle taktéž předává svou kinetickou energii, avšak díky malé ploše, kterou působí, tak činí mnohem destruktivnějším způsobem. K jedné události - výstřelu náboje - tak dochází k působení dvou sil. Jako první se projevuje síla působící na střelce a následně síla působící na cíl. První síla se projevuje mechanickým působením zbraně, druhá mechanickým působením projektilu. Střelné poranění je charakterizováno střelným kanálem, který lze definovat jako otvor vytvořený v materiálu pronikem střely. Střelný kanál má specifickou geometrii i velikost v závislosti na působících faktorech. Pro hodnocení účinku střely na konkrétní cíl je významný nejen tvar střelného kanálu po ustálení celého děje, ale i během pronikání střely materiálem. Po počáteční fázi přetlaku, který trvá několik mikrosekund, následuje fáze podtlaku. Dočasná dutina se smršťuje a v důsledku pružnosti tkání se opět rozpíná. Tyto radiální pulzace mají za následek zvýšení stupně poškození použitého materiálu. Použití vysokorychlostní kamery a transparentního náhradního materiálu nám umožní vnímat přesný průběh přenosu vlnění, zjistit rychlost střely, celý průběh chování bloku můžeme ve zpomalené opakované projekci zpřístupnit lidskému vnímání. S využitím software kamerového systému lze se záznamem dále pracovat, analyzovat odezvu bloku na pronik střely, stanovit okamžitý tvar, rozměry a objem dočasné dutiny ve zvoleném okamžiku, ale i jejich časové změny, stejně jako balistické parametry střely (např. úbytek rychlosti střely podél bloku, její vstupní i výletovou rychlost, průběh deformace střely a její stabilitu při proniku). K dalším diagnostickým vyšetřením, které nám mohou ukázat velikost strukturálních poškození tkáně nebo náhradního materiálu se používá počítačová tomografie (CT) nebo magnetická resonance (MR).

11

2

PŘEHLED LITERATURY

Cílem práce je parametrizace vzniklých dutin v náhradních materiálech při použití různé munice. Při výběru literatury bylo tedy potřeba zaměřit se na získání základních údajů o zbraních a zbraňových principech (MOTÝL, J., MATRTAJ, P. 2007), na data o běžně používaném střelivu i střelivu nestandardním či zakázaném (KNEUBUEHL, B. 2004, 1994). Dále bylo třeba získat přehled o používaných náhradních materiálech, jejich vlastnostech a výrobě jednotlivých druhů (JUŘÍČEK, L. 2000). Také bylo třeba zjistit, jaká střelná poranění vznikají a za jakých podmínek, jaký může být jejich rozsah a výsledný efekt na živém či neživém „materiálu“ (Hirt, M. 1996, KLEIN, L., FERKO A. 2004, KOMENDA, J., JUŘÍČEK, L. 2003). Prostudování článků popisujících různé balistické experimenty bylo nepostradatelné pro naplánování našeho vlastního experimentu. Nedílnou součástí práce byla i rešerše literatury pojednávající o metodologii (PLANKA, J. 1994). Základy teorie, metody a aplikace kvalitativního a kvantitativního výzkumu uvádí Hendl (2008, 2009).

12

3

TEORETICKÝ RÁMEC PRÁCE

3.1 Všeobecná balistika Věda o pohybu střely. Svoje začátky má ve starověku. První teoretická balistická bádání byla – jak původní význam slova napovídá – zasvěcena vrhu těles. Jejich autory byli Leonardo da Vinci v 15. a Galilieo Galilei v 16. Století (Kneubuehl, 2004). Za zakladatele teoretické balistiky je pokládán švýcarský matematik a fyzik Leonard Euler (1707 - 1783). V 18. století se uskutečnila první měření počáteční rychlosti střely pomocí balistického kyvadla. V 19. století byly zformulovány první rovnice, které představovaly teoretický popis vnitrobalistických dějů. V odborné literatuře se lze setkat s různým druhem třídění podle různých kritérií, například: Balistika historická, klasická, moderní, teoretická, experimentální, kasuistická, vojenská, hlavňových zbraní, balistika raket, kriminalistická, porézní, ranivá, lovecká, sportovní…. Základní třídění balistiky dle Planky (2010):  vnitřní – pohyb střely v hlavni  vnější – pohyb střely mimo hlaveň, od ústí zbraně k cíly  přechodová – pohyb střely bezprostředně po opuštění ústí hlavně, když na střelu ještě působí vytékající plyny  terminální – pohyb střely v cíly, její součástí je ranivá balistika  postterminální – pohyb střely po proniknutí cíle 3.1.1

Vnitřní balistika

Vnitřní balistika studuje děj výstřelu, při kterém dochází k hoření střeliviny v hlavni a k urychlení – vymetení střely tlakem spalných plynů. Kinetická energie střely je v palné zbrani získávána přeměnou chemické energie střeliviny (Planka, 2010).

13

3.1.2

Vnější balistika

Pokud by na střelu po opuštění hlavně nepůsobila zemská tíže a odpor vzduchu, pohybovala by se stálou rychlostí po přímce. Pomalá střela (kamenná koule vystřelená z historického kanónu) nebo vržený kámen mají největší problém se zemskou přitažlivostí; odpor vzduchu je zanedbatelný a dráha má tvar paraboly. Střely ručních planých zbraní putují po drahách, které mají tvar tzv. balistické křivky. Pod ostrým úhlem nahoru vystřelená, jednotná střela dosáhne vrcholu své dráhy, zemská přitažlivost zakřivuje dráhu dolu a odpor vzduchu střelu nestále zpomaluje. Sestupná část dráhy je kratší a v důsledku stabilizující rotace se střela odchyluje stranou. To dává balistické křivce její charakteristický, prostorový tvar (Planka, 2010). Obecně lze dělit síly působící na letící střelu na základní (tíže, odpor vzduchu) a doplňkové (Magnusová a Corilisova síla jsou pravidelné, mezi náhodné patří síla buzená asymetríí povrchu střely) (Planka, 2010). 3.1.3

Přechodová balistika

Ústím hlavně procházejí téměř tři čtvrtiny energie výstřelu. Podstatná část je realizována prachovými plyny ve formě tlaku, tepla a pohybu. Po opuštění ústí má chování těchto plynů významný vliv na střelu a chování zbraně. Úsťové plyny jsou původcem efektů známých jako rána výstřelu a záblesk. Složité děje probíhající na ústí hlavně při výstřelu jsou zatíženy mnoha proměnnými a jsou pouze pomocí experimentálních metod a empirie. Metody záznamu velmi rychlých dějů umožnili studovat vznik a vývoj tlakových polí v okolí ústí hlavně palných zbraní a popsat jejich jednotlivé fáze (Planka, 2010).

Obrázek 1 - Proudění na ústí hlavně pistole (Planka, 2010)

14

3.1.4

Terminální balistika

Zkoumá děje při pohybu střely v živém či neživém cíly, do kterého přestoupila ze vzduchu. Patří sem ranivá balistika a biobalistika, které zkoumají otázky účinků střel na tělo člověka nebo zvěře. Ranivá balistika může mít přívlastky jako například vojenská nebo lovecká – pro odlišení specifiky používaných zbraní, střel a požadovaných účinků v cíli. Určuje i ranivost daného střeliva. Ranivost závisí na objemu střelného kanálu. Pro dosažení většího objemu se používají různé způsoby, je to v úpravě střely na větší účinek a zvýšení rychlosti (Kneubuehl, 2004).

Obrázek 2 - Zóny poranění tkáně pronikající střelou, Šafr: A.1-trvalý střelný kanál, 2-zóna zhmoždění, 3-dočasný střelný kanál (zóna molekulárního otřesu), B. schematické znázornění vzhledu dočasného střelného kanálu v jednom okamžiku, v porovnání s trvalým střelným kanálem

3.1.5

Postterminální balistika

Zabývá se otázkami, které probíhají poté, co střela nebo její fragment nebo fragment cíle v podobě sekundární střely (obecně projektil) opustí cíl.

3.2 Zbraně a střelné zbraně Zbraň je souhrnný název pro prostředek k obraně, útoku, nebo k usmrcení zvěře za účelem obživy. Původně pojem „zbraň vyjadřovala pouze „prostředek boje“. Aby bylo možné pravidelným nácvikem zlepšit použití zbraní v boji, vznikly sportovní střelecké disciplíny. Zbraně se rozdělují na zbraně úderné, sečné, bodné (tzv. chladné zbraně) a vrhací zbraně. Střelné zbraně patří mezi vrhací zbraně. Proti zbraním stojí ochranné nebo obranné prostředky, které slouží k ochraně citlivých oblastí lidského těla (např. 15

neprůstřelné vesty, přilby, v dřívějších dobách zbroj). Tyto prostředky jsou součástí výstroje policejních a vojenských složek (Kneubuehl, 2004). Střelná zbraň je stroj či zařízení určené k usmrcování osob a zvířat nebo k ničení objektů na dálku vrženými tělesem (střelou) nebo předmětem konstrukčně odvozeným, jejichž střelu uvádí do pohybu okamžité uvolnění velkého množství energie. Ruční zbraň zpravidla může nosit a ovládat při střelbě jediná osoba. Zbraně rozdělujeme podle různých hledisek: a) Podle zdroje hnací energie střely na: ● mechanické - využívají zvyšovanou nebo transformovanou energii lidských svalů (luk, kuše, prak) ● plynové - využívají energii vzduchu nebo jiného plynu mechanicky stlačeného nebo vytištěného (foukačky, vzduchovky, větrovky a plynovky) ● palné - pracují na základě okamžitého uvolnění chemické energie střelného prachu nebo jen nárazové směsi a její přeměnou v energii mechanickou a tepelnou (pistole). b) Podle určení střelné zbraně na: ● lovecké - slouží při výkonu myslivosti, k lovu, k odstřelu zvířat ● sportovní - jsou určeny ke střelbě na pevný nebo pohyblivý terč při sportovních akcích různého charakteru ● obranné - používají se pro účely obrany osoby

nebo majetku (pistole,

brokovnice a pod.). c) Podle způsobu nabíjení a používání střeliva na: ● předovka - tlejákové, kolečkové, křesadlová, perkusní ● zadovky - pistole, pušky, jednoranovky, opakovačky d) Podle způsobu ovládání při střelbě na: ● krátké - hlaveň do 30 cm nebo zcela do 60 cm (Samopal vz. 61) ● dlouhé-(Samopal vz. 58) e) Podle stupně automatizace mechanismu - nabíjení je zajištěno samočinnou funkčností závěru pomocí tlaku palných plynů nebo stlačených plynů: 16

● automatické - samočinné (plnoautomatické) - spoušťové ústrojí umožňuje střelbu dávkami (Samopal vz. 61 - střelba dávkami) ● poloautomatické - samonabíjecí - spoušťové ústrojí dovoluje střelbu jen jednotlivými ranami (Pistole vz. 82) ● neautomatické: jednoranové, opakovací f) Podle uzamčení závěru palné zbraně na: ● neuzamknuté - (Pistole vz. 80) ● částečně uzamčena - (Berreta F 92) ● uzamčeny - (Pistole vz. 75) g) Podle pohonu funkčního mechanismu, to je na s využitím: ● lidské síly - (puška - vzduchovka) ● impulsu výstřelu - (pistole) ● impulsu odebraných plynů - (kulomet) ● jiného zdroje h) Podle počtu hlavní na: ● jednohlavňové ● vícehlavňové i) Podle vývrtu hlavně na: ● s hladkým vývrtem - brokovnice, flobertky, plynové, narkotizační ● s polygonovým - zvláštní typ drážkovaného vývrtu, pravidelný mnohoúhelník (rotační kování hlavně), (Pistole vz. 82), ● s drážkovaným - zkosený (Glock), - klasický (Pistole vz. 75). j) Podle účelu a konstrukce palné zbraně na:  flobertky  malorážka  pistole  revolvery  pušky: vojenské, odstřel, útočné (karabiny), kulovnice - lovecké pušky  samopaly: malé, velké 17

 brokovnice: lovecké, policejní a vojenské  elektromagnetické  kombinované  granátomety  narkotizační  distanční  signální k) Další typy zbraní: ● taser - ruční zbraň, vystřelující na krátké vzdálenosti dva vodiče, kterými je přiveden elektrický proud o vysokém napětí ● akustická zbraň - využívá účinek ultrazvuku nebo infrazvuk na centrální nervovou soustavu ● částicové zbraň - která ničí cíl vysokou koncentrací vyzářené energie a tepelnými účinky ● laserová zbraň - konstruována na principu laseru, účinný prvek je laserový paprsek ● elektromagnetická zbraň - ruční nebo jiná, využívající mikrovlnné záření světelného (paprsku) záblesku s vysokou intenzitou nebo stroboskopický efekt a jeho účinek na centrální nervovou soustavu člověka

18

Obrázek 3 - Krátká kulová zbraň - pistole (www.zbranekvalitne.cz)

3.2.1 Hlaveň Hlaveň je nejdůležitější a vývojově nejstarší částí palné zbraně. Jedná se o trubku, v jejímž vnitřním prostoru (vývrutu) dochází k urychlování střely. Na zadním konci hlavně, v rozšíření vývrutu, je nábojová komora, která svými rozměry a tvarem odpovídá příslušnému typu náboje. Střelivo, které je možno tedy používat, je tak jednoznačně určeno tvarem nábojové komory (Sellier & Kneubuehl 1994). Vývrt hlavně může být hladký, nebo opatřený drážkováním, které je stočené do šroubovice. Hladké hlavně slouží ke střelbě kulových nebo šípových střel. Při výstřelu z hlavně s drážkovaným vývrtem získává střela rychlou rotaci kolem své podélné osy. Tato rotace zajišťuje relativně neměnnou (stabilní) polohu střely na dráze letu. Výstupky mezi drážkami se nazývají pole (Sellier & Kneubuehl, 1994). Průměr vývrtu hlavně se nazývá ráže. Ráže drážkovaných hlavní zpravidla udává průměr měřený v polích. U brokovnic – zbraní s hladkým vývrtem hlavně – se ráže vyjadřuje zvláštním způsobem. Broková ráže je číslo, udávající počet olověných koulí s průměrem vývrtu dané hlavně, jejichž celková hmotnost je jedna anglická libra. 19

Drážkový vývrt je charakterizován stoupáním vývrtu, což je délkový úsek měřený ve směru osy hlavně, na němž se střela otočí jedenkrát kolem své podélné osy. Místo stoupání vývrtu se někdy uvádí úhel sklonu drážek (úhel stoupání vývrtu) (Kneubuehl, 2004).

Obrázek 4 - Hlaveň s drážkovým vývrtem a definice ráže (Kneubuehl, 2004)

3.2.2 Závěr Konstrukce zbraní nabíjených zezadu vyžadovala vývoj zařízení, kterým by se zadní konec hlavně před nabitím otevřel a po nabití uzavřel. Toto zařízení se nazývá závěr. U prvních zezadu nabíjených zbraní bylo úlohou závěru co možná nejlepší utěsnění hlavně při výstřelu. Poté, co tuto funkci převzala kovová nábojnice, stalo se úkolem závěru podepření nábojnice proti působícímu tlaku plynů. Aby závěr odolal vysokému tlaku plynů, bývá u zbraně připravené k výstřelu mechanicky zajištěn (uzamčen). Pouze u zbraní s nízkým výkonem, které mají závěr neuzamčený, plní tuto funkci setrvačná hmotnost závěru (Kneubuehl, 2004). Otevírání a zavírání závěru lze provést ručně nebo prostřednictvím výstřelu (nabíjecího cyklu). Při automatickém pohybu závěru se k opětovnému nabití zbraně využívá energie předcházejícího výstřelu, buď ve formě energie zpětného rázu, nebo energie části plynů odebraných přímo z hlavně zbraně. U zbraní s odběrem plynů je v přední polovině hlavně vyvrtán otvor (kanálek). Jím se odvádí část plynů proti pístu, který pomocí svého dříku nebo spojovací tyče odemyká a otevírá závěr. Proces odemykání závěru začíná v okamžiku, kdy střela míjí odběrový kanálek (Kneubuehl, 2004). 20

Obrázek 5 - Plastový závěr pro Glock 17 (http://www.airsoft-online.cz/produkt/1210-plasto/)

U zbraní střílejících z otevřeného závěru je závěr před výstřelem v otevřené poloze. Po stisknutí spouště se závěr začne pohybovat dopředu a do nábojové komory zasune náboj. Zápalník je zpravidla pevnou součástí závěru a zápalku aktivuje již při zasouvání náboje do nábojové komory. Působením tlaku plynů při výstřelu se závěr otevírá a pohybuje směrem dozadu, do výchozí polohy (Kneubuehl, 2004).

Obrázek 6 – Otevřený-dynamický, odemčený závěr (vlevo), uzavřený–uzamčený závěr (Planka 2010)

U zbraní střílejících z uzavřeného závěru je závěr před výstřelem uzavřen. Zápalník nebo úderník jsou samostatnými součástmi. Po výstřelu se závěr pohybuje dozadu, přičemž vyhodí vystřelenou nábojnici. Poté se závěr vrací do své přední uzavřené 21

polohy, přičemž do nábojové komory zasune nový náboj. U zbraně s uzavřeným závěrem a připravené k výstřelu je v nábojové komoře náboj, naproti tomu u zbraně s otevřeným závěrem je nábojová komora před výstřelem prázdná (Sellier & Kneubuehl, 1994). 3.2.3 Bicí a spoušťové ústrojí Každá palná zbraň má zařízení, které slouží k iniciaci náboje. Nazývá se bicí a spoušťové ústrojí

a konstrukčně i funkčně bývá často úzce spjato se závěrem.

Podstatnými součástmi bicího a spoušťového ústrojí jsou úderník, bicí kohout, bicí pružina, spoušťová páka, pružina spouště a spoušť. Energii potřebnou k odpálení náboje dodává bicí pružina. Bicí pružina se napíná různými způsoby. U zbraní s jednočinnou spouští (SA – Single-Action) se pružina napíná buď ručně (nabíjecím pohybem závěru, napnutím bicího kohoutu), nebo u samonabíjecích zbraní zaklouzávajícím závěrem. Nechtěnému výstřelu brání pojistky, které jsou součástí bicího a spoušťového ústrojí. Nejobvyklejší způsob zajištění spočívá v zabránění pohybu spouště. Míra spolehlivosti zajištění je mimo jiné dána vzdáleností pojistného prvku od místa, kde dochází k iniciaci náboje – čím je tato vzdálenost kratší, tím je pojistka bezpečnější. Moderní zbraně proto obvykle mají pojistku bicího kohoutu nebo úderníku (Kneubuehl, 2004). 3.2.4 Mířidla Dráha střely ve vzduchu se vlivem působení tíhové síly zakřivuje, proto musí záměrná a podélná osa vývrtu hlavně svírat určitý úhel – záměrný úhle. Záměrný úhel se nastavuje pomocí mířidel (Kneubuehl, 2004). Existují dva zásadně odlišné druhy mířidel. S otevřenými mířidly se na cíl míří pomocí dvou bodů, které jsou od sebe co možná nejvíce vzdáleny. Dále od očí se nachází muška, blíže očí hledí. Při míření střelec klade cíl, mušku a hledí do jedné přímky – záměrné. Záměrná svírá s podélnou osou vývrtu hlavně úhel záměrné. Největší nevýhodou otevřených mířidel je rozdílná vzdálenost hledí, mušky a cíle od oka – střelec nemůže vidět ostře všechny tři body najedou. Tím je míření značně ztíženo, navíc dochází k velkému namáhání mířícího oka. 22

Obrázek 7 - Otevřená mířidla (vlevo), optická mířidla pušková (http://www.mpicz.com/sortiment/)

U optických mířidel jsou nevýhody otevřených mířidel zcela vyloučeny. U zaměřovacího dalekohledu se rovina cíle promítá do roviny prostředku zamíření (nitkového kříže nebo záměrné osnovy). Střelec tak zároveň vidí ostrý obraz mířidel i cíle. Záměrný úhel se nastaví skloněním optické osy dalekohledu vzhledem k ose vývrtu hlavně (Kneubuehl, 2004).

3.3 Střelivo Střelivo je souhrnný název pro veškerý materiál, který střelné zbraně používají při střelbě. Typickým střelivem palných zbraní je náboj tvořený střelou, výmetnou náplní a iniciátorem (zápalkou). U tzv. jednotného střeliva jsou všechny komponenty střeliva, potřebné k provedení jednoho výstřelu, spojeny do jednoho celku – jednotného náboje. Nabíjí-li se střela odděleně od ostatních součástí (výmetné náplně a iniciátoru), hovoříme o děleném střelivu. Je-li výmetná náplň součástí střely a během svého hoření se pohybuje se střelou, jedná se o raketové střelivo (Kneubuehl, 2004).

23

Jednotný náboj tvoří (kromě speciálních konstrukcí) zpravidla čtyři základní prvky.

Obrázek 8 - Základní součásti jednotného náboje (Kneubuehl, 2004)

3.3.1 Střela Část sestavy náboje pro palnou zbraň nebo projektil vymetený z hlavně plynové zbraně. Při výstřelu opouští vývrt hlavně s danou rychlostí, energií a požadovanou stabilitou směrem k cíli (Planka, 2010). 3.3.2 Výmetná náplň Úlohou výmetné náplně, nebo jiného zdroje potenciální energie, je udělit střele rychlost, čili urychlit střelu. K tomu je podle základních fyzikálních zákonů nutné působení síly, kterého se dosahuje nejrůznějšími způsoby. Využívá se síla napjaté pružiny (pružinové pistole), napnutých pryžových pásů, ale i elektromagnetická síla. Zdaleka nejčastěji se však používá tlak plynu, který tlačí na dno střely, a tak vyvolává potřebné silové působení. Tlak plynu lze vyvinou opět nejrůznějším způsobem:  mechanickým stlačením plynu (pístové vzduchové pistole)  odběrem plynu z tlakové nádoby (vzduchové zbraně nebo zbraně na CO2)  vytvoření velkého množství plynu v malém prostoru hořením výmetné náplně U střelných zbraní středního a většího výkonu se prosadil posledně jmenovaný způsob. Jako hnací slože přichází v úvahu pouze také střeliviny, které při hoření uvolňují veliké množství plynu. K dosažení vysokého tlaku plynu musí hoření probíhat v malém 24

uzavřeném prostoru. K hoření je potřebný kyslík. Hnací slože proto musí obsahovat složku, která kyslík obsahuje ve své chemické struktuře (Sellier & Kneubuehl, 1994). 3.3.3 Zápalka Úkolem zápalky je zajistit vznícení prachové náplně. K tomuto účelu slouží malé množství výbušniny, citlivé na náraz nebo tření (iniciační výbušniny). Zápalková slož na bázi třaskavin musí vyvinout takové množství tepla a horkých plynů, aby zajistila okamžité a co nejrovnoměrnější zažehnutí výmetné náplně v celém jejím objemu.

Obrázek 9 - Tvary prachových zrn (Sellier, Kneubuehl, 1994)

Více než sto let se k zážehu výmetných náplní používala prakticky jediná zápalková slož: třaskavá rtuť (chemický název: fulminát rtuťnatý). Ke zvýšení energetického obsahu se k ní přidával ledek (dusičnan draselný). Když se zápalková slož začala používat k iniciaci bezdýmového prachu, který se objevil koncem 19. Století, docházelo k silné korozi vývrtů hlavní. Příčinou byl kyselinotvorný dusičnan draselný. Kolem roku 1920 byla vynalezena zápalková slož Sinoxid, která neobsahovala rtuť ani ledek. Jejími hlavními složkami byly tricinát olova (trinitroresorcinát olova), tetrazen a dusičnan barnatý. Nová zápalková slož se postupně prosazovala u různých druhů nábojů. V polovině 20. Století se při výrobě zápalek slože na bázi rtuti na západě již témě nepoužívaly, v Československu se však uplatnily ještě v 2. polovině 20. století. Nevýhodou slože Sinoxid byl poměrně velký obsah olova. Další vývoj směřoval k bezolovnatým iniciačním látkám (příklad: slož Sinoxid firmy Dynamit Nobel AG). Tricinát olova byl nahrazen dinitrodiazofenolem, svého nástupce se dočkal i dusičnan barnatý. Změny ve složení umožnily snížení obsahu těžkých kovů ve výstřelových zplodinách, což bylo velmi důležité především pro střelbu na uzavřených střelnicích. U běžných nábojů ručních palných zbraní se setkáme prakticky pouze se třemi typy zápalek. U nábojů s okrajovým zápalem je zápalková slož laborována v prolisu okraje dna náboje. K aktivaci dochází mechanicky, úderem na okraj náboje. Okrajový zápal lze používat pouze u nábojů s poměrně nízkým maximálním tlakem, neboť okraj náboje se 25

zápalkovou složí má poměrně tenkou stěnu. Výhodou nábojů s okrajovým zápalem je jejich jednoduchá a levná výroba. Podstatnou součástí dalších dvou používaných typů zápalek je kovový kalíšek, ve kterém je laborována zápalková slož. Kalíšek se vkládá do příslušného otvoru (jímky) uprostřed dna nábojnice. Náboje s tímto typem zápalky mají tzv. „středový zápal“. Aby se dopadová energie úderníku účinně předala zápalce, je nutné stlačit zápalkovou slož proti pevné překážce – kovadlince. U zápalek typu Boxer je kovadlinka součástí zápalky. Zápalka je tak samostatným plně funkčním celkem. K zažehnutí výmetné náplně dochází průšlehem plamene od zápalky kanálkem (zátravkou) v ose dna nábojnice. U nábojů, které používají zápalky typu Berdan, je kovadlinka součástí dna nábojnice. Kvůli kovadlince nemůže být ve dně nábojnice jediná centrální zátravka, bývají zde proto dvě a více zátravek, rozmístěných po obvodu kovadlinky (Sellier & Kneubuehl, 1994).

Obrázek 10 - Základní druhy zápalek, z leva: Okrajový zápal, Boxer, Berdan (Kneubuehl, 2004)

3.3.4 Nábojnice Vznik zbraní nabíjených zezadu provázely různé problémy, které se podařilo odstranit teprve s vynálezem kovové nábojnice. Nábojnice při výstřelu plní důležité funkce: ●

Utěsňuje spalovací prostor proti úniku silně stlačných plynů zadní části hlavně. K dosažení těsnicího účinku se využívá vysokého tlaku plynů, který nábojnici deformuje a přitiskne její plášť ke stěně nábojové komory, čímž se dokonale zabrání úniku plynů z hlavně. Zároveň je bicí mechanismus zbraně nábojnicí chráněn proti erozivnímu působení prachových plynů

●

Vyhozením vystřelené nábojnice se z nábojové komory odstraní značná část tepla vytvořeného při výstřelu. Nábojová komora se tak zahřívá pomaleji

26

●

Nábojnice slouží jako spojovací prvek všech ostatních částí náboje – střely, výmetné náplně a zápalky

●

zasunutím nábojnice do nábojové komory je zároveň přesně dána poloha střely a zápalky

●

nábojnice zajišťuje potřebnou velikost výtahové síly střely. Tato veličina podstatně ovlivňuje rovnoměrnost hoření prachové náplně

●

nábojnice vede střelu v počáteční fázi jejího pohybu, než dojde k zaříznutí střely do vývrtu

Výtahová síla, vedení střely a umístění střely mají vliv na přesnost střelby. Odvod tepla má význam především u zbraní střílejících dávkou. Zvýšení výkonu palných zbraní se dosahuje především zvětšením prachové náplně. Objem nábojnice není možné zvětšovat pouze jejím prodlužováním, neboť u Dlouhých nábojnic s dnovou zápalkou dochází k problémům rovnoměrným zažehnutím prachové náplně. Plášť větších nábojnic má proto obvykle větší průměr, než je ráže střely. Plášť a krček nábojnic má proto obvykle větší průměr, než je ráže střely. Plášť a krček nábojnice spojuje tzv. přechodový kužel komolého tvaru (Sellier & Kneubuehl, 1994). Nábojnice musí v nábojové komoře zaujmout vždy stejnou polohu. Přesného vymezení polohy nábojnice se dosahuje jejím opřením. Postupně se vyvinulo několik způsobů opření nábojnice v nábojové komoře, odpovídajících různému tlakovému zatížení během výstřelu.

Obrázek 11 - Tvary nábojnic a způsoby jejich opření v nábojové komoře (Sellier, Kneubuehl, 1994)

27

●

okrajová nábojnice má svůj původ v nábojnicích s okrajovým zápalem.Okraj dna nábojnice přesahuje přes obvod pláště a zajišťuje opření nábojnice na zadním konci nábojové komory. Existují lahvovité i válcovité okrajové nábojnice. Válcové okrajové nábojnice bez opěrného kuželu jsou typické pro revolverové náboje. Zástupcem nábojů s okrajovou lahvovitou nábojnicí je francouzský náboj ráže 8 mm Lebel, jeden z nejstarších nábojů s kovovou nábojnicí a náplní nitrocelulózového prachu

●

nábojnice nákružkem: kritickým místem nábojnice je přechod mezi dnem a pláštěm nábojnice. U nábojnic s velmi vysokým tlakem se proto právě tato část opatřuje zesílením, které zároveň slouží k opření v nábojové komoře. Toto zesílení se nazývá dosedací nákružek. Jeho přítomnost ukazuje, kromě jiného, na velmi vysokou počáteční energii. Nábojnice s nákružkem najdeme především v výkonných loveckých nábojů

●

nábojnice bez okraje: nejpoužívanější konstrukce. Průměr dna nábojnice nepřekračuje průměr pláště. Náboje s bezokrajovou nábojnicí se snadněji nabíjejí do zásobníků, což vysvětluje jejich značné rozšíření. Nábojnice s v nábojové komoře opírá o dosedací kužel. U válcových nábojnic zajišťuje opření hrana ústí nábojnice. Bezokrajové nábojnice se používají především u střeliva pro pistole a vojenské automatické zbraně (Kneubuehl, 2004) 3.3.5 Značení nábojů

U označování nábojů se setkáme se dvěma základními způsoby: evropským a angloamerickým. Oběma je společné, že určují nejen míry náboje, ale i příslušné rozměry hlavně zbraně (nábojové komory, průměru vývrtu hlavně). U mnoha nábojů se setkáme s oběma druhy označení. Evropské označení náboje má zpravidla tento tvar: Ráže – délka nábojnice – doplňkové označení Ráže a délka nábojnice se udávají v milimetrech. Ráže tradičně udává přibližný průměr vývrtu hlavně, měřený v polích vývrtu příslušné zbraně. V ojedinělých případech se ráže uvádí průměrem střely. Angloamerické označení rovněž udává velikost ráže (v palcích), která však často přímo s průměrem vývrtu hlavně nebo střely nesouvisí. Angloamerické označení má obvykle tuto podobu: Ráže – doplňkové označení. V tomto případě z označení vyplývají důležité rozměry náboje a hlavně zbraně, pro níž je náboj určen. U starších nábojů se často uvádí 28

druhé číslo, uvádějící hmotnost černého střelného prachu v grainech. Z hmotnosti prachu lze soudit na balistický výkon náboje. Výjimku z těchto pravidel představuje například původně vojenský náboj ráže 30-06 Springfield, kde číslo 06 označuje rok zavedení (1906). Číslo oddělené od označení ráže lomítkem vypovídá o použití střely menší ráže v náboji, jehož původní rozměry nábojnice zůstaly jinak zachovány (s výjimkou upraveného krčku v přední části nábojnice) (Kneubuehl, 2004).

3.4 Druhy ručních střelných zbraní Palné zbraně se rozdělují podle svého způsobu ovládání, konstrukce a funkčního principu: ● podle způsobu ovládání: zbraně, které se při střelbě drží v jedné ruce, nazýváme krátké plané zbraně. Pokud je při střelbě nutné zbraň držel oběma rukama, hovoříme o dlouhých palných zbraních ● podle funkčního principu: musí-li se u zbraně před každým výstřelem náboj ručně nabít do nábojové komory, jedná se o jednoranovou zbraň. Pokud lze nový náboj do nábojové komory zasunout ze zásobníku, pomocí ručně ovládaného závěru, jedná se

opakovací zbraň. Je-li nábojová komora po

každém výstřelu automaticky znovu nabita, a zbraň střílí jednotlivými ranami, jedná se o samonabíjecí zbraň. U plně automatických zbraní lze jedním stisknutím spouště provést více výstřelů, následujících bezprostředně po sobě ● dlouhé lovecké palné zbraně se dále rozdělují podle provedení vývrtu hlavně. Zbraně s hladkým vývrtem se nazývají brokovnice, zbraně s drážkovaným vývrtem se nazývají kulovnice Krátké palné zbraně se dělí na dvě typické skupiny. U pistolí tvoří nábojová komora a hlavně pevný celek. Revolvery mají několik nábojových komor, uspořádaných v otáčivém válci za hlavní (Kneubuehl, 2004). 3.4.1 Dlouhé palné zbraně Vojenské dlouhé palné zbraně (s výjimkou odstřelovačských pušek) jsou většinou automatické. U moderních konstrukcí se uplatňuje prakticky výhradně princip odběru plynů z hlavně. 29

Zbraně střílející dávkou se obvykle dělí na útočné pušky, sloužící jako osobní zbraň vojáků, a lehké kulomety, které se používají jako podpůrná zbraň jednotek. Útočné pusky mají zásobník zpravidla na 20-30 nábojů a volič režimu střelby, který umožňuje střelbu jednotlivými ranami, dávkou nebo krátkou dávkou tří výstřelů (Kneubuehl, 2004).

Obrázek 12 - Útočná puška M4 A3 (vlevo), kulomet M60E40 (Lauber, Motýl, Matrtaj 2007)

3.4.2 Krátké palné zbraně Pod označením „pistole“ budeme dále rozumět samonabíjecí pistoli. U těchto zbraní jsou náboje uloženy v zásobníku, z něhož se nabíjejí do nábojové komory. Kapacita zásobníku je zpravidla 8-16 nábojů. Moderní pistole mají obvykle dvojčinné spoušťové ústrojí, které zvyšuje jejich pohotovost ke střelbě. Natažení bicího ústrojí dvojčinnou spouští se může uplatnit pouze při prvním výstřelu. Při dalších výstřelech se bicí ústrojí napíná samočinně s využitím energie zpětného rázu závěru.

Obrázek 13 - Pistole Glock 17 (vlevo), Revolver Norica 38 Magnum (Lauber, Motýl, Matrtaj 2007)

Revolvery se téměř výlučně konstruují jak opakovací zbraně. S napnutím kohoutku se zároveň pootočí nábojový válec – doleva nebo doprava, podle typu revolveru – a před hlaveň se nastaví další nábojová komora s nábojem. Podle velikosti zbraně a výkonu 30

střeliva činí kapacita nábojového válce revolveru obvykle 5-6 nábojů. Revolvery na náboje s okrajovým zápalem (ráže .22) mají často ještě větší kapacitu nábojového válce (Kneubuehl, 2004).

3.5 Poranění Střela - (běžná nebo speciální), zdeformovaná střela, zbytky pláště a jádra střely. Vedlejší produkty výstřelu - povýstřelové zplodiny - zbytky kovů vzniklé otěrem střely v hlavni, fragmenty kovů zápalky, zbytky zápalkové slože, nespálená a popálená prachová zrna, plyny vznikající hořením střelného prachu. Kovové částice mohou být tvořeny prvky Pb, Cu, Ni, Fe, Sn, Sb, Ba, popřípadě dalšími (Planka, 2010). Střelná poranění jsou způsobena jedinečným účinkem střelné zbraně. Průbojná schopnost projektilu je dána schopností pronikat tkání. Projektil může díky své průbojnosti způsobit:  průstřel - projektil proniká do těla otvorem označeným jako vstřel, prochází jím za vzniku střelného kanálu a tělo opouští otvorem označeným jako výstřel  zástřel - projektil do těla pronikne, vytváří kratší či delší střelný kanál a zůstává na jeho konci  nástřel - projektil zasáhne povrch těla a nemá již dostatek energie k tomu, aby do těla pronikl  postřel - střela zasáhne organismus jen tečně, projektil sklouzne po povrchu a zanechává na kůži různě hluboký oděrek

3.6 Vstřel Vstřel (místo vstupu do cíle) Vzhled vstřelu závisí na druhu zbraně, úhlu dopadu, vzdálenosti, ze které bylo vystřeleno a na anatomických poměrech postižené krajiny, případně na přítomnosti a druhu oděvu nebo balistické ochrany. Při dopadu projektilu se kožní tkáň roztříští v rozsahu jeho čelní plochy na mikroskopické částečky. V podobě gejzíru se částečky pohybují proti směru pohybu projektilu. Projektil pronikající kůží, se tře svou čelní a boční plochou o tkáň v 31

bezprostředním okolí vyraženého otvoru v kůži. Tak vzniká základní charakteristika vstřelu. Tyto znaky má každý vstřelový otvor bez ohledu na to, z jaké vzdálenosti bylo vystřeleno. Vstřel je však charakterizován i vedlejšími faktory střelení (zbytky nespáleného střelného prachu, saze, kovové mikročástečky), které vylétají z hlavně za projektilem a uplatní se obvykle jen do vzdálenosti dvojnásobku délky hlavně použité zbraně (Planka, 2010). 3.6.1

Vstřel z absolutní blízkosti

Ústí hlavně je přiloženo nebo vtlačeno do kůže, tlak plynů kůži cípatě trhá. plamen, plyny, kouř a prachová zrna vnikají do podkoží a vytvářejí plynovou („kouřovou“) dutinu (12 Karlovarská právní revue 2/2008).

Obrázek 14 - Vstřel z absolutní blízkosti v závislosti na úplnosti kontaktu a úhlu přiložení hlavně (Šafr, Hejna, 2010)

K roztržení vstřelu v pokožce dochází tehdy, je-li střeleno přes tkaninu (např. přes košili), tkanina se ovšem také trhá. Je-li ústí hlavně přiloženo nebo vzdáleno asi do 1–1,5cm od povrchu, může vzniknout otisk čelní části zbraně, mířidel, předního čela tlumiče. Otisk je tvořen kouřem, oděrkou, krevním výronem nebo drobnými ranami, anebo je kombinován z výše uvedených složek. vzácněji jde o otisk úplný (při střelbě kolmo na povrch těla), častěji neúplný (12 Karlovarská právní revue 2/2008). 3.6.2

Vstřel z relativní blízkosti

Jsou uplatněny buď všechny, nebo jen některé vedlejší produkty výstřelu, a to v závislosti na vzdálenosti ústí hlavně. na nejkratší vzdálenost působí plamen, na delší plyny, na ještě delší kouř a na nejdelší vzdálenost působí prachová zrna a kovové 32

částice. Plamen působí ožehnutí zejména vláken umělých tkanin, vzácně vlny, prakticky nikdy bavlny, výjimečně též chlupů nebo vlasů. Účinkuje do vzdálenosti 1–2 cm. Plyny účinkují mechanicky a chemicky. Mechanický účinek spočívá v roztržení a tím i zvětšení vstřelu, a to na vzdálenost asi do 5–10 cm (u pušky i větší). Chemický účinek spočívá v tvorbě karbonylhemoglobinu a karbonylmyoglobinu. Chemický účinek lze pozorovat do vzdálenosti několika málo milimetrů kolem začátku střelného kanálu při vzdálenosti ústí hlavně asi do 5 cm (12 Karlovarská právní revue 2/2008).

Obrázek 15 - Vstřel z relativní blízkosti. 1-lem znečištění, 2-lem odření, 3-lem očazení, 4-lem prachových zrn (Šafr, Hejna, 2010)

3.7 Výstřel Výstřel vzniká po té, co projektil projde tělem/cílem (pokud k tomu dojde), kůže se vypne a na vrcholu jejího vyklenutí proráží střela pokožku. Výstřel bývá při střelbě z větší vzdálenosti obvykle větší než vstřel, což je zapříčiněno tím, že střela při průniku tělem na sebe nabaluje části tkáně, úlomky kostí nebo se deformuje. Může se také stát, že vychází z těla uchýlená od dlouhé osy (např. bokem). Výstřel má tvar nepravidelný, hvězdicovitý, cípatý, rozparkovitý. U krátkých palných zbraní je často výstřel štěrbinovitý, podlouhlý (není okrouhlý) a okraje jsou vychlípeny ven. Střely s vysokou rychlostí vytvářejí výstřel roztržený. Jedna střela může vytvořit dva i více výstřelů, např. tím, že se střela roztrhne na dvě samostatné části (nárazem na kost, zuby), nebo při deformaci kosti vlivem nárazu střely 33

dostane úlomek kosti takovou energii, že s sám stává projektilem s vlastní dráhou pohybu. Při střelbě z blízkosti bývá větší vstřel než výstřel, protože se kůže a tkáň trhá účinkem plynů (Šafr, Hejna 2010).

3.8

Střelný kanál

Střelný kanál (kaverna) – rána, kterou vytváří střela uvnitř těla svým průnikem. Obsahuje pohmožděnou tkáň, sraženou krev, popř. příměs cizích předmětů a látek vnesených do rány střelou a plyny vznikajícími při výstřelu. Střelný kanál může být přímočarý, obloukovitý nebo ohnutý pod ostrým úhlem. Přímočarý kanál - nalézáme při přímém průletu střely, jejíž pohyb nebyl ničím omezen. Obloukovitý kanál - vzniká při šikmém dopadu střely na pevnou tkáň po které se projektil sklouzne Střelný kanál ohnutý pod ostrým úhlem – vzniká nárazem projektilu na kost a následným odrazem od ní zpět do tkáně (Planka, 2010).

Obrázek 16 - Obloukovitý kanál v bloku mýdla (Planka, 2010)

Dle Planky (2010) platí, že se průměr střelného kanálu trychtýřovitě rozšiřuje ve směru letu střely nabalováním tkáňových částic; jen v kostech zůstává střelný kanál jako otvor, v jiných orgánech je většinou vyplněn tkáňovou drtí. Směr střelného kanálu nejsnáze zjišťujeme při zasažení ploché kosti (kosti lebky, hrudní kost, lopatka, lopata kyčelní), zvláště ploché kosti, která je ve směru letu nálevkovitě rozšířena. Střelný kanál vzniká pronikáním projektilu tkáněmi, ale svým rozsahem neodpovídá velikosti projektilu. V měkkých tkáních jsou stěny kanálu nerovné, v kosti a chrupavčité tkáni mohou být i hladké. V místě, kde opouští projektil kost, zvláště 34

plochou, dochází k trychtýřovitému vytržení kostní tkáně. Trychtýř se rozšiřuje po směru dráhy letu projektilu (Planka, 2010). Střelný kanál bývá vyplněn roztříštěnou tkání, krevní sraženinou a úlomky kostí. Při zástřelu na jeho konci zůstává projektil. Vrstva úrazové nekrozy - její šířka závisí na kinetické energii střely. Je tvořena rozdrcenou a tkání propadající nekroze. Vrstva molekulárního tkáňového otřesu - její šířka také závisí na kinetické energii střely a je charakterizována drobnými krevními výrony (Šafr, Hejna 2010). Z mechanického hlediska vzniká po průletu projektilu nejprve pulsující tzv. dočasná dutina, která se ustálí a přejde v dutinu trvalou. Pojmem "Narrow Chanel" se označuje část kanálu, kde se střela ještě pohybuje stejnou rychlostí a směrem. Tvar a délka střelného kanálu závisí na mnoha faktorech. Mezi hlavní patří dopadová rychlost střely na cíl, úhel dopadu a materiálové vlastnosti střely a terče.

Obrázek 17 - Dočasná dutina (vlevo) a trvalá dutina, balistická želatina (experimentální obrazová data)

Výsledný ranivý efekt nezáleží jen na rychlosti dopadu střely a její hmotnosti, tedy dvou základních determinantách kinetické energie, ale je podmíněn širším okruhem proměnných: Z pohledu střely se jedná o tyto parametry (Šafr, Hejna 2010): ●

rychlost střely

●

ráž střely (resp. příčný průřez střely)

●

hmotnost střely

●

tvar střely 35

●

materiál střely

●

konstrukce střely

●

stabilita střely

Z pohledu cílové tkáně se jedná o následující parametry: ●

elasticita tkáně

●

viskozita tkáně

●

denzita tkáně

●

anatomická struktura tkáně

3.8.1

Dynamickýúčinek

Při průchodu střely tkání dochází k přenosu kinetické energie do okolí dráhy střely a ke krátkodobému radiálnímu roztažení s tvorbou dočasného (sekundárního) střelného kanálu (kaverny). K roztahování tkáně dochází již na úrovni čela střely, koncová část střely tak již nepřichází s tkáněmi do styku. Dočasný střelný kanál má podobu vřetenovité nebo kónické dutiny. Její průměr dosahuje svého maxima asi za dva až čtyři ms po průchodu střely. Po dosažení maxima rozšíření a vyčerpání kinetické energie se dočasný střelný kanál následně vlivem elasticity tkáně opět smršťuje a uzavírá. Vzniklý přetlak v kanálu však vede znovu k jeho rozevření a zároveň k zpětnému vytrisknutí tkáňové drtě ze vstřelového otvoru ven. Cyklus roztažení a stažení dočasné dutiny se několikrát opakuje (objem každé další nově vytvořené dutiny je oproti předcházející menší), dokud není spotřebována veškerá její energie – tento děj se nazývá pulzace neboli „dýchání“ dočasného střelného kanálu. Celý proces kavitace trvá přibližně 10 ms, během kterých se dočasný tvar kaverny mění. Maximální průměr dočasné dutiny může být mnohonásobně ( až 60krát) větší než průměr střely (Šafr, Hejna 2010). 3.8.2

Tříštivý/trhavý účinek střely

V ose dráhy střely je tkáň přímo zraňována (devastována) vysokými tlaky generovanými v oblasti čelního profilu pronikající střely, a to obvykle ve větší šířce, než je průměr střely. Tkáň je kompletně tříštěna a dezintegrována, ve druhé době se

36

uplatňuje ischemie a nekróza tkáně v bezprostředním okolí. Tímto mechanismem je vysvětlován vznik trvalého (permanentního) střelného kanálu. Tříštivý účinek střely se uplatňuje při zásahu nepoddajné tkáně (kosti, zuby). Trhavý účinek přichází v úvahu při zásahu měkké, poddajné, resp. pružné tkáně. Mez vzniku tříštivého nebo trhavého účinku závisí na odporu, který tkáň klade pohybující se střele, a zároveň na její pevnosti a deformačních schopnostech. Odpor tkáně ovlivňuje rychlost střely při dopadu na cíl, vždy s ohledem na energii střely, její ráž, hmotnost a další faktory. Odpor se zvětšuje s pevností tkáně, rychlostí a ráží střely, je větší u nestabilních, ale i přestabilizovaných a snadno deformovatelných střel (Šafr, Hejna 2010). Celková tendence v konstrukci vojenských pušek však směřuje ke zvyšování počátečních rychlostí střel, jejichž ráže se pohybuje v rozmezí 4,5-6 mm. Výsledkem těchto snah jsou mikrorážové střely o malé hmotnosti (3-4 g), které ztrácí svou stabilitu brzy po nárazu na tkáň. Počáteční rychlosti těchto střel se dnes pohybují okolo 100 m.s-1 i více. Při vhodné volbě materiálu a konstrukce pláště střely mohou mikroráže střely, dopadají-li s vysokou rychlostí na tkáň, také fragmentovat, a tím podstatně zvýšit ranivý účinek (Klein, Ferko, 2004). 3.8.3

Ranivý účinek střely

Ranivý účinek střely je výsledkem okamžité náhodné souhry řady působících vlivů. Dosažená úroveň ranivého účinku závisí na dvou základních skupinách faktorů: 

konstrukčních a balistických charakteristikách pronikající střely, resp. střepiny



vlastnostech cíle – zejména se jedná o druh zasažené tkáně

Samotný termín ranivost je rezervován pro schopnost konkrétní střely zraňovat a závisí zejména na jejím konstrukčním uspořádání a použitých materiálech (Klein, Ferko, 2004). Ranivý účinek střely může být zvýrazněn její případnou deformací , fragmentací, nestabilitou a případným kontaktem s kostěnou tkání… Deformace pronikající střely zvyšuje výsledný povrch jejího čelního profilu, a tím se snižuje její průřezové zatížení. Lovecké střely jsou často konstruovány tak, aby při 37

zásahu cíle prodělávaly řízenou deformaci, která snižuje jejich průřezové zatížení a tím také průbojnost, při současném zachování maxima kompaktnosti a hmotnosti střely. Zvyšuje se tím odpor materiálu cíle proti průniku střely a střela tak předá cíli svoji energii (Šafr, Hejna 2010). Fragmentace střely vede k distribuci ranivého účinku prostřednictvím sekundárních střepin střely (střepinový účinek střely) za cenu nižší průbojnosti. Každá střepina pak působí vlastní energií často ve směru zcela rozdílném od původního. Tyto tzv. sekundární projektily vedou ke vzniku sekundárních střelných kanálů, které vedle přímého ranivého efektu zvyšují citlivost tkání ke kavitaci (Šafr, Hejna 2010). Nestabilita střely může snížit průřezové zatížení střely, kdy střela může tkání procházet na koso, event. i obráceně, přičemž vodící částí není její špice, ale báze. Tento fenomén výrazným způsobem zvyšuje podíl kavitace na výsledném ranivém účinku střely (Šafr, Hejna 2010). Kontakt střely s kostěnou tkání obvykle vede k fragmentaci, deformaci a destabilizaci střely. Vedle fragmentace střely může zároveň docházet ke vzniku kostěných úlomků, které mají rovněž charakter sekundárních projektilů a působí stejným účinkem jako sekundární projektily způsobené rozpadem střely (Šafr, Hejna 2010).

Obrázek 18 - Balistický účinek střel různých rychlostí na tkáně (Šafr, Hejna 2010)

38

Zastavující (vyřazující) účinek střely je dále závislý i na celkovém fyzickém a psychickém stavu člověka (únava, strach, motivace, agresivita, psychická odolnost a vnímavost k poranění), jeho stáří, pohlaví, ale i barvě pleti apod. I když vyvolá střela u dvou osob poranění přibližně stejného rozsahu, její zastavující schopnost bude s ohledem na tuto poslední skupinu faktorů rozdílná (Komenda, Juříček 2003). Ranivý účinek je výsledkem práce, kterou vykonala střela (střepina) s nadlimitní dopadovou energií v tkáni. Velikost této práce odpovídá kinetické energii střely při dopadu na tkáň a schopnosti střely tuto energii tkáním předat. Uvádíme-li případ, kdy střela uvízne v tkáni (zástřel) a předá veškerou svou energii, kterou měla k dispozici při dopadu tkáním, je tato celková energie (Es) rovna celkové vykonané práci (As). Můžeme potom psát: As = Es Tato celková energie střely Es se využije k destrukci tkání jen zčásti. Platí: Es = Ed + Eh + Et + En kde: Ed - energie spotřebovaná k deformaci střely, Eh - část energie spotřebovaná na urychlení tkání, Et - tepelné ztráty vlivem tření při pronikání střely, En - účinná energie, využitá k destrukci tkáně. Za neúčinnou lze považovat energii Et, která je nepatrná a lze ji proto zanedbat. Naopak složky Ed a Eh jsou při hodnocení ranivého účinku považovány za účinné, protože deformace střely má pozitivní vliv na její ranivost v důsledku zvyšování odporu prostředí proti vnikání střely. K narušení struktury tkání přispívá i jejich urychlení. Poškození tkání a tedy i ranivý účinek střely je vyvolán působením dynamické síly, která je rovna okamžitému odporu R, jenž klade prostředí pronikající střele na určité dráze. Platí: En = An = ∫ R.ds kde s je dráha, kterou střela urazí v překážce (tkáních). Okamžitý odpor prostředí R roste (za jinak stejných podmínek) s rostoucí: 39

 dopadovou rychlostí střely, dpor prostředí je úměrný druhé mocnině rychlosti pronikající střely. Při rychlosti střely, kterou označujeme jako nadlimitní, přechází deformace těla střely v její rozpad (fragmentaci). Procentuální zastoupení fragmentů z celkové hmotnosti střely je úměrné její dopadové rychlosti na tkáň  ráţí střely, neboť interakce střely s tkáněmi probíhá na větší ploše  deformovatelností střely, tedy schopností střely zvětšovat svůj příčný průřez (expandovat)  hustotou a pevností prostředí (tkáně, náhradního materiálu). S rostoucí hustotou a pevností tkání se zvyšuje deformace střely a roste úroveň předané energie (Komenda, Juříček 2003). 3.8.4

Průbojný účinek

Průbojný účinek je obecně definován schopností střely pronikat do určité hloubky v překážce. Z vojensko-technického hlediska můžeme průbojnost střely definovat celkovou hloubkou vniku střely do překážky určitých vlastností. Schopnost střely pronikat překážkou je dána jejími balistickými a konstrukčními charakteristikami a vlastnostmi pronikané překážky. Vedle hmotnosti střely mq, její dopadové rychlosti na cíl vd, balistické stability střely při pronikání a konstrukční pevnosti jejího těla, má na průbojný účinek vliv také odpor prostředí překážky proti vnikání střely. Velikost odporu prostředí vedle jeho mechanických vlastností (pevnost v tahu a smyku) také výrazně ovlivňuje příčný průřez pronikající střely.

Vzájemný vztah plochy příčného průřezu a hmotnosti střely vyjadřuje průřezové zatížení střely, které se vedle ráže a hmotnosti střely řadí k jejím základním konstrukčním charakteristikám (Komenda, Juříček 2003). 40

Podstata ranivého účinku při průbojném působení střely spočívá v poškození nebo nezvratném zničení jen těch tkání a vitálních orgánů uložených v hloubce, které leží v dráze pronikající střely nebo s ní bezprostředně sousedí. Dochází k němu při relativně nižších dopadových rychlostech stabilních, nedeformovaných nebo málo se deformujících střel. Vedle hloubky proniku střely v tkáních je při hodnocení ranivosti pronikající střely nutné zahrnout i příčný průřez střelného kanálu. Při stejné hloubce proniku, bude mít za jinak stejných podmínek větší ranivý účinek střela větší ráţe, neboť vytvoří střelný kanál o větším průřezu a poraní tak větší objem tkání (Komenda, Juříček 2003). 3.8.5

Mechanické poškození

Mechanické poškození (poranění) zasažených tkání a vitálních orgánů uložených v okolí střelného kanálu (do něhož se zahrnuje i poškození tkáňových struktur hydrodynamickým efektem), je důsledkem působení jednotlivých složek ranivého účinku střely (průbojný, tříštivý a trhavý, střepinový a účinek sekundárních střel) nebo jejich kombinací. Na rozsahu mechanického poškození tkání se největší měrou podílí průbojný účinek spolu s tříštivým a trhavým účinkem zvětšený o případný účinek sekundárních střel. Méně se již na celkovém rozsahu poškození podílí vliv hydrodynamického efektu, který byl v minulosti značně přeceňován. Jediné vnitřní orgány, které jsou dostatečně křehké, aby mohly vykázat mechanické poškození působením dočasné dutiny, jsou parenchymatozní orgány (játra, částečně ledviny a pak mozková tkáň). Radiální stlačení svalové tkáně v okolí střelného kanálu, vyvolané pulzacemi vznikající dočasné dutiny, způsobuje pouze jejich pružné deformace, které nevedou k jejich mechanickému poškození (Komenda, Juříček 2003).

3.9 Střela a její účinek 3.9.1

Historický vývoj střely

Nejstarší střelou byl nepochybně náhodně nalezený kámen, který svou velikostí odpovídal rozměrům dlaně. Toto vymezení velikosti je sice značně subjektivní, ale i tak můžeme odhadovat hmotnost těchto kamenů mezi 150 – 400 g. Je třeba také vzít v úvahu, že rozměry lidí v dřívějších dobách byly menší než dnes a menší a lehčí byly 41

zřejmě i kameny, kterými házeli. Malé oblázky, které se používali do praků nebo při hodu kamenem do dálky, váží kolem 30 – 50 g. V případě hodu kamenem dojdeme k překvapivému zjištění: čím je kámen těžší, tím je větší i jeho počáteční energie, i když člověk k odhození kamene vyvíjí prakticky stále stejnou sílu (Kneubuehl, 2004). Postupem času se vyvinula zařízení, pomocí kterých se dosahovalo větší počáteční energie než při pouhém hodu rukou. Tyto mechanické střelné zbraně (velké praky, katapulty…) měli různé, důmyslné systémy pohonu, založené například na využití těžkého břemene nebo pružnosti materiálu. U nich se nejdříve uložila práce několika lidí (zdvižením těžkého břemene či natažení pružných lan), a poté byla spotřebována při jediném hodu. Kamenné střely a různé vrhací stroje sloužily ještě ve středověku. Jejich používání neskončilo ani s objevem černého prachu, který střelám dodával podstatně více energie. Časem se prosadily střely kulového tvaru, které při svém letu spotřebovávaly méně své počáteční kinetické energie a měly větší dostřel než jiné střely (Kneubuehl, 2004). Konec používání kamenných střel nastal se zvyšováním nároků na výkon děl. Síly působící na střely překračovaly pevnost kamenů. Navíc se objevily jiné materiály – olovo a železo, které se k výrobě střel hodily podstatně lépe a jejich účinnost byla znatelně větší (Kneubuehl, 2004). Dnes již zřejmě nezjistíme, jakými vývojovými stádii prošly šipky a šípy. Asi největším problémem byla stabilizace, přičemž časem se prosadila šípová a křídlová stabilizace. Výhody stabilně letící šipky nebo šípu jsou zřejmě na první pohled: šipka o hmotnosti pouhých 40 gramů má větší průřezové zatížení než ocelová koule hmotnosti 7kg. Šípová střela navíc předává cíli značnou část energie, kterou získala při výstřelu. Nabízí se otázka, jaké provedení šípu by zajistilo co největší dostřel. Máme-li luk určité napínací síly a napínací délky, jsou jedinými proměnnými parametry šípu jeho hmotnost a průměr. Důsledkem velké hodnoty zatížení průřezu šípu není jen minimální velikost odporu vzduchu, ale také překvapující průbojnost při zásahu pevných cílů (zvěřiny, rytířské zbroje atd.) Při vniku do děla zvířete není důležitá dopadová energie, ale v první řadě hustota energie. Při stejné rychlosti je hustota energie úměrná zatížení průřezu. 42

Velký dostřel a přitom dostatečný účinek v cíly byly ve středověku důvody rozhodujícího významu lukostřelců pro výsledek bitvy. Anglické dlouhé luky měly dostřel až 1000 yardů (cca 900m) (Kneubuehl, 2004). Koule byla po staletí charakteristyckým tvarem střel a v laickém označení střely pro ruční zbraně se v jisté formě stále používá – „kulka“. Postupem času se sférické střely u nově vyvíjených zbraní přestaly používat. Dnes se s nimi setkáme u historických zbraní ( perkusní zbraně a repliky), paintballových zbraní, u brokových nábojů a příležitostně u vzduchovek. Díky svému souměrnému tvaru má koule, nezávisle na své poloze na letové dráze a rotaci, stále stejné zatížení průřezu a obvykle a obvykle na ni za letu nepůsobí žádné příčně síly. Pokud se sférická střela otáčí kolem osy kolmé ke směru svého letu, vyvolá obtékající vzduch Magnusův jev. Přitom působí kolmo na osu otáčení a směr pohybu Magnusova síla, která střelu odchyluje od původní dráhy jejího pohybu (Kneubuehl, 2004).

Obrázek 19 - Magnusova síla (Planka, 2010)

Při vodorovné poloze osy otáčení působí Magnusova síla – při vhodné volbě smyslu otáčení – směrem nahoru. Takto vzniklá vztlaková síla vede k podstatnému zvýšení dostřelu sférických střel. Při otáčení v opačném smyslu Magnusova síla směřuje dolů a dostřel se tak odpovídajícím způsobem zkracuje. Je pozoruhodné, že toto chování sférických střel bylo známo již ve středověku a při střelbě z děl se systematicky využívalo (Kneubuehl, 2004). K vyvolání požadovaného otáčení se vyráběly kulové střely u kterých mělo těžiště jinou polohu než geometrický střed kulového tvaru střely. Pokud se taková střela nabila do hlavně tak, že těžiště leželo nad osou vývrtu, vznikl při výstřelu moment síly (tlaková 43

síla prachových plynů měla střed svého působení pod těžištěm), který roztáčel střelu. Na své horní straně se střela otáčela proti směru svého posuvného pohybu, čímž vznikla nahoru směřující Magnusova síla, která přinesla prodloužení dostřelu. Když se střela do hlavně nabila s těžištěm pod osou vývrtu, výsledkem bylo otáčení střely v opačném směru a odpovídající zkrácení dostřelu (Kneubuehl, 2004). 3.9.2 Základní princip střely Za vynález střely se dá považovat hozený kámen jako lovecký pokus nebo vlastní obrana před zvěří či nepřítelem v dávných dobách dějin lidstva. Prvním hodem kamene se zároveň uskutečnil první přenos energie na větší vzdálenost . Prapůvodní princip střely zůstal zachován až do současnosti. Účelem střely je doprava energie na určitou vzdálenost a její využití k vyvolání (ničivého) účinku v cíli. Část kinetické energie střely se při jejím pohybu přemění na práci, potřebnou k překonání odporu vzduchu a zemské přitažlivosti. Střela proto musí mít při výstřelu dostatek energie na překonání vzdálenosti a způsobení požadovaného účinku (Sellier & Kneubuehl, 1994). 3.9.3 Energetické poměry Množství energie, potřebné k dopravě na cíl a k vyvolání dostatečného účinku v cíli, je především dáno konstrukcí a předpokládaným účelem střely. Na rozdíl od lovecké munice, které jsou konstruovány tak, aby měla střela při zásahu cíle, co největší pohybovou energii, jsou střely používané ve vojenských zbraních zpravidla konstruovány pro co největší dostřel. Vzhledem k požadavku humánního vedení války (stanovenému Haagským Řádem vedení pozemní války) je třeba účinek vojenských střel omezit na co nejnutnější míru. Střely tak mohou mít aerodynamický optimální tvar, díky němuž je pokles rychlosti a energie střel na jejich dráze velmi malý. Pro velikost počáteční energie vojenských střel jsou určující nároky vnější balistiky. Usiluje se především o co nejplošší dráhu letu střely. Tyto snahy vedou k tomu, že energie střel jsou vyšší než energie nezbytně nutné. Omezení účinku se pak dosahuje stabilitou a konstrukcí střely. Krátké zbraně se většinou používají pro střelbu na velmi krátké vzdálenosti a tak je spotřeba energie střely malá (Sellier & Kneubuehl, 1994). 44

Tabulka 1 – Spotřeba energie při letu pistolové střely

Spotřeba energie při letu pistolové střely x [m]

v [m/s]

E [J]

ΔE [J]

ΔE/Eo [%]

0

350

490

0

0

9mm ogivální střela

50

317

402

88

18,0

m=8g

100

298

355

135

27,5

150

282

318

172

35,1

Legenda: x vzdálenost střelby, v rychlost střely ve vzdálenosti x, E energie ve vzdálenosti x, ΔE energie spotřebovaná během letu, ΔE/Eo energie střely spotřebovaná při letu v poměru k počáteční energii.

3.9.4 Konstrukce střely Úkolem střely je doprava potřebné energie do cíle a využití této energie v cíli k dosažení požadovaného účinku (porušení tkáně). Střele je proto nutné při výstřelu udělit určitou rychlost. Při konstruování střely se musí brát v úvahu různá hlediska a požadavky. U střely vystavené působením značných sil , dochází k nežádoucím deformacím. Tvar střely musí být zvolen tak, aby zabezpečil její pravidelné a spolehlivé urychlení v hlavni. Při letu vzduchem musí střela klást svému prostředí co nejmenší odpor, aby se omezil úbytek energie, potřebné pro dosažení účinku v cíli. Při letu střely nesmí docházet k jejímu nekontrolovatelnému pohybu (převracení). U vojenských střel se požaduje, aby po zásahu cíle účinkovaly rychle a spolehlivě. U sportovních střel se požaduje vysoká přesnost zásahu a jeho jednoznačné vyznačení na terči. Tyto a další požadavky stěží může splnit jediný typ střel. Střely klasifikujeme podle jejich tvaru, použitého materiálu a konstrukce (Kneubuehl, 2004). Pro pistolové střely jsou charakteristické tyto konstrukční znaky, významné z hlediska ranivé balistiky (Komenda, Juříček 2003):  výhradně celoplášťová konstrukce u vojenského střeliva 

střely pro civilní účely jsou celoplášťové nebo poloplášťové

 střely pro speciální účely (zvláštní zásahové jednotky policie apod.) jsou expanzivní  ráže v rozmezí 7 aţ 12 mm, optimální ráţe je 9 mm, nejrozšířenější ráže ve všech sektorech (vojenský, policejní, civilní) 9 mm Luger 45

 délka 1,1 až 2,5 ráží 

počáteční rychlost obvykle podzvuková, resp. Okolozvuková

 balistický výkon nízký (Eo do 500 J)  tvar střely monoogivální se zaoblenou špičkou 

stabilizace na dráze letu rotací (gyroskopická), úroveň stability na dráze letu však nemá u krátké střely podstatný vliv.

Ve snaze vyřešit rozpor mezi ranivostí a průbojností expanzivních střel vznikly na konci 20. století (zejména u speciálního policejního střeliva pro krátké zbraně) sofistikované typy pistolových a revolverových střel s velmi dobrou průbojností a zvýšenou ranivostí. Tyto střely pronikají bez funkční deformace představnými překážkami (např. dveře, sklo, tenký plech, silný oděv) a expandují až při proniku živou tkání. Tabulka 2 - Označení střel (Kneubuehl, 2004)

Označení střel (po sloupcích + příslušné označení) Tvar

materiál

stavba

kulatá špička

RN

celoplášťová

FMJ

olovo

Pb

plochá špička

FN

poloplášťová

SP

měď

Cu

zahrocená špička

Sp

S dutou špičkou

HP

mosaz

Ms

SPHP

ocel

Fe

MK

hliník

Al

válcová se střižnou hranou

WC

Semi-Wadcutter

SWC

kuželová špička

KS

S expanzní dutinou S kovovou kulkou

46

Obrázek 20 - Střely růzuného provedení (Bílý, 2000)

3.9.5 Základní účinky střely Střela při zásahu cíle působí komplexně, její vysoký účinek - ranivost je určen dynamickými vlastnostmi v okamžiku zásahu, které se mohou projevit různě. Podle praktického dělení může střela působit : průbojným účinkem, tříštivým a trhavým účinkem, střepinovým účinkem a sekundárním účinkem (Bílý 2000). 3.9.6 Účinek vs. Účinnost Pod účinností střely rozumíme charakteristiku střely, kterou můžeme chápat i jako způsobilost k účinku (účinný potenciál). Při tom je definován postup, jakým je možné účinnost střely změřit nebo vypočítat (Bílý 2000). Jako účinek naproti tomu označujeme konkrétní výsledek působení střely na cíl (terč, lidské nebo zvířecí tělo). Střela s vysokou účinností může ale nemusí mít velký účinek, střela s malou účinností (až na výjimky) vyvolá vždy jen malý účinek. Účinek střely můžeme hodnotit pouze zpětně na základě výsledku zásahu. Účinek je dán účinností střely, umístěním zásahu a v neposlední řadě i psychickým a fyzickým stavem zasaženého. Je proto zbytečné o účinku střely diskutovat nebo jej měřit, či dokonce chtít předpovídat (Bílý 2000).

47

3.10 Náhradní materiály Při konstrukci nových typů střel, nebo při jejich testování či zjišťování ranivého účinku se využívá náhradních materiálů. Lidské tkáně a živé organismy vůbec jsou velmi složité a mají těžko předvídatelné chování. V balistice probíhají experimenty s různými materiály, které se vlastnostmi podobají živé tkáni. Biologické tkáně jsou nehomogenní. Právě homogenita náhradních materiálů umožňuje porovnávat různé balistické zkoušky pro různé druhy projektilů a na jejich základě odhadnout předpokládané chování biologických tkání. Na zkoušky se používají náhradní materiály jako jsou: speciální balistická želatina, petrolej, mýdlo, v krizových situacích nebo spíše výjimečně se používá plastelína, hlína. Každá z uvedených látek má své výhody a nevýhody. Podle Komendy a Juříčka (2003) musí náhradní materiály používané v balistickém experimentu, vyhovovat následujícím požadavkům:  shodnost fyzikálních a mechanických vlastností s živou tkání  nízká citlivost fyzikálních a mechanických vlastností na změny teploty  podobnost poklesu rychlosti střely při pronikání náhradním materiálem a tkání 

podobnost deformace a rozkladu těla střely (pokud k nim dochází) v náhradním materiálu a tkáni

 podobnost tvaru a velikosti dočasné i trvalé dutiny  snadné zpracování a příprava zkušebních vzorků, operativnost použití  nízká jednotková cena  transparentnost zkušebního bloku  reprodukovatelnost experimentálních výsledků a možnost jejich případné archivace  vysoká životnost, možnost recyklace 48

 ekologická likvidace Z četných pokusů, prováděných v mnoha zemích, se ukázaly jako nejvhodnější k simulaci měkkých tkání dva materiály, které se dodnes široce používají. Jedním z nich je želatina určité pevnosti, koncentrace a teploty, druhým glycerinové mýdlo, připravené podle přesně stanoveného postupu. Kromě vody tyto hmoty obsahují organické látky (tuky a alkoholy v mýdle a bílkoviny v želatině). Jejich hustota přibližně odpovídá hustotě biologických tkání (svalstvu) (Kneubuehl, 2004). Želatina - Dá se v ní kamerou sledovat pohyb a činnost střely. Nevýhodou je nemožnost změření objemu střelné dutiny, vyšší cena, malá trvanlivost. Mýdlo - V západním světě se používá v kombinaci z balistickou želatinou, je tuhé, skladnost několik let. Směs petroleje a parafínu - Používal se hlavně v socialistických státech, používá se i dnes, jeho přednosti jsou v možnosti změření objemu střelného kanálu, nízká cena, snadná výroba, dlouhá skladnost - několik let a recyklace. Nevýhoda já v neprůhlednosti. Připomíná vosk svojí tuhostí. Někdy se používají pevné látky jako plech, železo, dřevo (http://www.kme.zcu.cz/granty/biofrvs/balistika.html). Při střelbě na náhradní materiály vznikají po střele dutiny - primární (kaverna / stálá) a sekundární. Primární dutina je ta, která zůstává v želatině vidět po pokusu. Jedná se o střelný kanál, který střela zanechává za sebou. Kaverna je vidět v mase, neboť je to kanál. Velikost je závislá od průměru. Sekundární dutina je dutina, která vzniká a je závislá na energii a průměru střely. Vzniká ještě před příchodem střely, neboť je tvořena vibracemi, které vznikají podjetí zvukových vln střely. Jsou větší než kaverny a od jejich objemu je závislí ranivý účinek, čím větší objem, tím větší ranivost - zastavující účinek. Tkáň postižená sekundární dutinou lze považovat za odumřelou (nekrotickou) tkáň. Pokud kaverna nezasáhne životně důležité orgány, a sekundární dutina zasáhne (např.: srdce) je zásah smrtelný (Kneubuehl, 2004).

49

3.11

Chování střely v náhradních materiálech

Chování střely v náhradním materiálu je závislé na těchto jeho fyzikálních charakteristikách:  kinematické viskozitě v  rychlostní šíření zvuku c  hustotě ρ V kvantifikovaném popisu procesu vnikání střely do náhradního materiálu vzniká úkol v určení úbytku rychlosti střely∆v a ve stanovení dráhy ls, kterou střela urazí při svém pohybu pronikaným médiem. Pro tyto účely odvodil Weigel zjednodušené vztahy vycházející z kvadratického zákona odporu homogenního prostředí proti pohybu střely při jejím proniku. Úbytek okamžité rychlosti střely při jejím postupu plastickým médiem odpovídá okamžité úrovni předané kinetické energie EPŘ střely okolnímu prostředí. Výpočet této energie lze provést podle vztahu : EPŘ = Ed (1 - e 2Rls ) [J] Ed - kinetická energie dopadající střely R - odpor prostředí proti pronikání střely ls - hloubka vniku střely Energie, kterou střela předala cílovému médiu, představuje rozdíl mezi dopadovou kinetickou energií a zbytkovou kinetickou energií, kterou si střela ponechá po uražení dráhy ls náhradním materiálem o odporu R. Hloubka vniknutí střely ls je funkcí kinetické energie v okamžiku nárazu na překážku a průřezového zatížení střely. Pro střely s větším průřezovým zatížením je charakteristický menší odpor proti pronikání a naopak.

3.12

Balistická želatina

Fyzikálními a mechanickými vlastnostmi se želatina nejvíce blíží živým tkáním. Obdobné vlastnosti jako želatina má gel. Jeho výhodou je neomezená životnost a 50

možnost recyklace bez výraznější změny vlastností. S analýzou terminálně-balistických jevů v živé tkáni úzce souvisí pojem profil střelného poranění, popisující maximální porušení živé tkáně, které lze od střely dané konstrukce očekávat. Na profilu střelného poranění je nutno rozlišit trvalou dutinu od dutiny dočasné, která vzniká při průchodu střely tkáněmi v důsledku jejich radiální pružné deformace. Velikost (objem) oblasti radiálních trhlin je měřítkem velikosti nekrotické oblasti, která by vznikla pronikem stejné střely s identickými balistickými vlastnostmi živou tkání (obr. 21). Vyhodnocení se doplňuje rentgenovým snímkem nebo snímky rychloběžné kamery. Pro kvantitativní vyjádření účinků střely byla zavedena nepřímá metoda radiálních trhlin, původně určená pro potřeby vojensko-lékařského výzkumu. Tvar a velikost dočasné dutiny v želatinovém bloku je představován systémem radiálních trhlin v okolí střelného kanálu, vzniklých přenosem kinetické energie střely na pronikané prostředí. Vzniklé radiální trhliny délkou a hustotou odpovídají okamžitému množství předané energie a daném místě střelného kanálu (Klein, Ferko, 2004).

Obrázek 21 – Radiální trhlina způsobená střelou 357 Magnum GD v řezu blokem balistické želatiny (experimentální obrazová data)

3.12.1 Složení a vlastnosti Nejdůležitější vlastností želatiny, pokud se nejedná o hydrolyzáty, je její schopnost vytvořit po rozpuštění a následném zchlazení želé, po zahřátí se vrací opět do tekutého stavu. Tato změna stavu, tekutá – rosol – tekutá, je její specifickou vlastností, které je využíváno v řadě potravinářských i nepotravinářských technologií. Podle různé kvality želatiny je rozličná i kvalita – pevnost želé. Pevnost želé je měřena pomocí gelometrů v Bloom-stupních. Toto složité měření je prováděno odborníky na specifických 51

přístrojích, pak je podle naměřených hodnot stanovena hustota želatiny, která je určujícím faktorem při stanovení ceny. Běžná obchodní kvalita se pohybuje mezi 80 až 300 Bloomy. Viskozita želatiny se zjišťuje viskozimetrickou pipetou v roztoku o koncentraci 6,67 % při 60°C. Hodnota viskozity se pohybuje mezi 15 až 75. Viskozita je technologicky důležitou vlastností želatiny u některých výrob, např. u želatinových bonbonů je požadována velmi nízká viskozita, aby bylo možno bonbony dobře odlévat do forem; u tzv. tvrdých farmaceutických kapslí je požadována vysoká viskozita želatiny. Bloom-hodnota vyjadřuje želírující sílu želatiny, proto je určujícím faktorem pro stanovení ceny. Měření Bloom-hodnoty se provádí na vychlazeném roztoku při koncentraci 6,67 % (7,5 g želatiny a 105 g vody). Želatinový roztok je po rozpuštění při 60°C ochlazen na 10°C (+/- 0,1°C) po dobu 16 hodin. Pevnost želé se měří pomocí tzv. Bloom-želé-metru, jehož měření spočívá na odporu želé vůči válečku o průměru 4 mm při jeho proniknutí do hloubky 12,7 mm. Je-li např. k proniknutí do této hloubky potřeba vyvinout sílu 200 g, jedná se tedy o želatinu, jejíž Bloom-hodnota je 200 Bloomů. Bod tání je teplota - přechodový bod od želé k roztoku. Bod tuhnutí je bodem přechodu od roztoku k želé. Bod tání se pohy-buje okolo 28 – 30°C. K tuhnutí želatinového roztoku dochází velmi pozvolna a nastává při teplotě nižší než asi 25°C. Bod tání a tuhnutí je důležitý u některých aplikací žela-tiny pro nastavení potřebných teplot ve výrobním procesu. Velký význam mají bod tání a tuhnutí při manipulaci s některými hotovými výrobky. Pro zvýšení bodu tání a tuhnutí se želatina v praxi často kombinuje s dalšími hydrokoloidy jako např. guarovou gumou, xanthanem a karagenanem. U některých konkrétních aplikací želatiny je potřebná specifická její zrnitost. V nabídce jsou různé typy zrnitosti od hrubých krystalů až po velmi jemný pudr. Běžná tržní zrnitost je prášek (20-25 mesh).

52

Chemické a mikrobiální vlastnosti želatiny Želatina jako potravina zvířecího původu je pod neustálou velmi přísnou kontrolou kvality jak u výrobce samotného, tak i ze strany státních kontrolních orgánů. Sledovány jsou jednak chemické vlastnosti: ● vlhkost ● popeloviny ● oxid sírový ● arzen ● měď ● olovo ● zinek ● železo tak i mikrobiologické vlastnosti: ● celkový počet mikroorganismů < 1.000/g ● coliformní bakterie neprokazatelně v 1 g ● anaerobní bakterie < 10/g ● clostridium perfingens neprokazatelně v 1 g ● staphylococcus aureus neprokazatelně v 0,1 g ● salmonella neprokazatelně v 25 g V jednotlivých státech se liší právní úprava co do rozsahu sledovaných ukazatelů, nikoli však co do maximálních povolených hodnot. Želatina je při své výrobě pod neustálou laboratorní kontrolou, která v jednotlivých výrobních fázích sleduje důsledně shodu naměřených ukazatelů s normami. Celý systém kontroly postupuje přesně podle pravidel HACCP a ISO 9001. Výrobní závody jsou pod neustálou veterinární konrolou, která sleduje celý výrobní proces od příjmu surovin až po konečnou expedici. Každá vyrobená a vyexpedovaná šarže je doprovázena veterinárním certifikátem. S ohledem na technologii výroby želatiny – hodnoty pH při zpracování vstupních surovin a sterilaci, byla želatina při výskytu nebezpečí šíření nákazy např. BSE, prasečí mor nebo dioxinů v potravinách okamžitě vyjmuta ze seznamu rizikových faktorů přenosu. 53

K experimentálnímu postřelování se z 10% a 20% roztoků želatiny odlévají bloky o rozměrech 15x15x35cm nebo 25x25x50cm. Pokusy probíhají při teplotách 4°C, 10°C nebo 15°C. 3.12.2 Výroba balistické želatiny Pro výrobu balistické želatiny se používají především hovězí a vepřové kůže. Pro některé speciální typy želatiny jsou výjimečně používány i vepřové a hovězí kosti. Při výrobě se používá buď tzv. kyselý nebo alkalický způsob nebo jsou oba způsoby kombinovány. Vepřové kůže jsou dodávány hluboce zmrazené v mrazících vozech a pocházejí z velkých jatek, zpracoven masa a konzervárenských podniků. Kvalita kůží a způsob jejich opracování je pod neustálou kontrolou jak veterinární, tak i technologickou, aby nedošlo např. k denaturaci kolagenu při vysokých teplotách. Hovězí kůže jsou dodávány povápněné nebo nasolené, pocházejí z koželužen, jatek a speciálních sběren. Výrobní postup – předúprava surovin Alkalická předúprava – povápněné nebo nasolené hovězí kůže jsou rozkrájeny na malé kousky, proprány a pravidelně namáčeny ve vápenném mléce. Kůže zůstávají podle svého druhu 2 až 4 měsíce v této koupeli z vápenného mléka, jehož pH se pohybuje mezi 12 - 13. Tato předúprava zmýdelní tukové látky, zničí rohovinovou vrstvu, které by mohly narušit další výrobu. Kolageny v kůžích obsažené se však poškodit nesmějí. Během tohoto procesu dochází současně ke konzervaci suroviny díky vysokému pH. Po procesu povápnění následuje odvápnění, komplexní postup, který odfermentuje vápno a reguluje pH před vařením. Kyselá předúprava se používá především u vepřových kůží. Kůže se po oprání a rozřezání vloží na 24 až 48 hodin do kyselé lázně, jejíž pH se pohybuje pod hodnotou 1,5. Po koupeli v kyselé lázni jsou kůže proprány čistou vodou. Kombinovaná předúprava se používá u hovězích kůží, kdy jsou kůže nejprve vloženy do kyselé lázně a pak teprve do alkalické. Díky předúpravě surovin, která je ve své podstatě velmi drastická, neboť hodnoty pH jak u kyselého, tak i u alkalického způsobu

54

zabezpečují praktickou dokonalou likvidaci veškerých mikroorganismů a živých zárodků.

3.13

Glycerinové mýdlo

Pro experimenty se používají výhradně glycerinová mýdla (litá transparentní mýdla). Při postřelování se mýdlo chová téměř úplně plasticky. Vzniklý střelný kanál se po průchodu střely nepatrně zúží, je ostře ohraničený a s ohledem na plasticitu mýdla představuje množství ovlivněné biologické tkáně, které se dá jednoduše měřit (vylitím dutiny vodou). Proto se mýdlo používá hlavně k měření množství odevzdané energie střely materiálu jakožto funkce objemu střelného kanálu (dočasné dutiny). Velkou výhodou mýdla je dlouhá doba možné skladovatelnosti (Klein, Ferko, 2004). Podobně jako u želatiny je možné zpracovat výsledky postřelování mýdlových bloků do diagramu závislosti předané kinetické energie střely EPŘ na vzdálenosti ls, kterou střela urazí v bloku při svém pronikání. Dle Komendy a Juříčka (2003) je při postřelování mýdla třeba věnovat pozornost eliminaci nežádoucích jevů, které mohou nastat při postřelování mýdlových bloků:  při postřelování tenkých bloků, kdy dochází k pravidelným průstřelům, se část hmoty přemisťuje ve směru povrchové plochy vstřelu a výstřelu, čímţ se celkový objem střelného kanálu zvětšuje  postřelováním mýdlových bloků menšího průřezu (15 x 15 cm) střelami o vysoké kinetické energii může dojít v důsledku tvorby dočasné dutiny k vyboulení vnějšího povrchu bloku a nekontrolovatelnému růstu objemu takto vytvořeného střelného kanálu, který neodpovídá realitě Pečlivé sledování a vyhodnocování všech nepravidelností v chování mýdlového bloku při jeho postřelování je důležitým předpokladem pro zajištění reprodukovatelnosti výsledků měření.

55

3.13.1 Složení a vlastnosti Hustota nově vyrobeného mýdla (staré 1 až 3 týdny) činí podle druhu receptury a v závislosti na teplotě 1060 až 1100 kg.m-3. Mez pružnosti je velmi malá (0,5 MPa) a ukazuje na výrazně plastické chování mýdla. Rychlost šíření zvuku v mýdle c a jeho dynamická viskozita ɳ jsou velmi silně teplotně závislé. S rostoucí teplotou mýdla jejich hodnoty klesají. Při postřelování se mýdlo chová téměř úplně plasticky. Vzniklý střelný kanál se po průchodu střely blokem pouze nepatrně zúží, je ostře ohraničený a s ohledem na plasticitu mýdla představuje dočasnou dutinu. Objem této dutiny kvantitativně představuje množství ovlivněné biologické tkáně, které se dá technicky velmi jednoduše měřit (vylitím dutiny vodou). Pro tuto vlastnost je mýdlo používané hlavně k měření množství odevzdané energie střely náhradnímu materiálu jako funkce objemu střelného kanálu (Komenda, Juříček 2003). Výraznou výhodou mýdla je dlouhá doba jeho skladovatelnosti. Proto se může používat k postřelování i po čtyřech letech skladování, bez výrazné změny svých fyzikálních vlastností. 3.13.2 Výroba glycerínového mýdla Výroba mýdla

je relativně nákladná. Přeměna mastných kyselin, jejichž obsah v

doposud používaných mýdlech se pohybuje mezi 39 a 43 %, na mýdlo je zajištěna varem tuků (kokosový olej, ricinový olej a lůj) v louhu sodném. Další přísady při výrobě mýdla tvoří glycerín, ethanol a voda. Přesné receptury jsou utajovány.

3.14 Porovnání želatiny a mýdla z hlediska balistického experimentu Dlouhodobá praxe především zahraničních pracovišť potvrdila, že želatina a mýdlo jsou nejvhodnějšími náhradními materiály ke studiu jevů v oblasti ranivé balistiky. V některých oblastech však každý z těchto materiálů vykazuje velmi rozdílné vlastnosti (Komenda, Juříček 2003).  výroba želatinových bloků je jednoduchá. želatina ale podléhá působení baktérií (tvorba plísní), proto je její experimentální použití časově omezené. Naproti tomu mýdlo svými vlastnostmi zaručuje dlouhou skladovatelnost (řadu měsíců i 56

let) a neustálou připravenost k použití  pohotovost k pouţití v balistickém experimentu je výrazně na straně mýdla. Je málo citlivé na změny teplot a jeho fyzikální vlastnosti jsou ovlivněny pouze jeho stárnutím  pro hodnocení velikosti dočasné dutiny, mýdlo umožňuje přímé měření objemu dutiny střelného kanálu. Hodnocení velikosti dočasné dutiny vytvořené střelou v želatině, je nutné použití nepřímé metody hodnocení z délek trhlin v okolí střelného kanálu, což vyhodnocení výsledků balistického experimentu značně komplikuje  pro zachycení chování střely uvnitř bloku, je výhodnější použití průhledné želatiny, která umožňuje využití některé z optických metod snímání (rychloběžná kamera). Mýdlo je neprůhledné, a proto je nutné k vyhodnocení výsledků balistického měření použít rentgenovou fotografii nebo ultrazvuk, což více koresponduje s technikou snímání biologické tkáně  dynamické chování střely v želatině a mýdle, v důsledku podobných odporů, se navzájem nijak neliší. Dráhy střel v obou materiálech jsou také podobné. Toto se projevuje rovněž v prakticky stejném průběhu deformace těla střely  v obou náhradních materiálech jsou průběhy rychlostí a hloubky vniknutí střely srovnatelné. Postřelováním 10 % želatiny temperované na 4 °C je dosaženo největší shody mezi svalovou tkání a simulátorem. Tato výhoda je ovšem vykoupena ostatními přednostmi stojícími na straně mýdla, především v jeho okamžité připravenosti k použití, jak ukazuje tabulka 3.  nevýhodou želatiny je velmi vysoká cena a nízká životnost zkušebního vzorku.

57

Tabulka 3 – Vzájemné porovnání želatiny a mýdla (Komenda, Juříček 2003)

Hledisko použití

Želatina

Mýdlo

Pohotovost k použití

-

+

Měření objemu dutiny

-

+

Dokumentace chování střely

+

-

-

+

+

-

Stanovení předané energie střely Cena

Z provedeného srovnání obou náhradních materiálů je patrné, že u obou jsou výhody a nevýhody přibližně v rovnováze. Proto se v balistickém experimentu využívají oba druhy, přičemž výběr použitého materiálu závisí na cíli a zaměření experimentu (Komenda, Juříček 2003).

58

4

CÍLE PRÁCE

Experiment byl zaměřen na parametrizace velikosti strukturálních změn v náhradních materiálech, způsobených jednotlivými typy nábojů vystřelených z různých zbraní. Ke střelbě byla použita munice ráže 9 mm (9mm Luger FMJ, 9mm Luger Black Mamba, 357 Magnum FMJ) tvořících skupinu typických zástupců vojenského střeliva. Výjimku tvořil pouze zbraňový systém ráže 9 mm 357 Magnum Gold Dot, který patří mezi moderní náboje s výkonnou expanzivní střelou, působící se zvýšeným účinkem a nepatří mezi typické zástupce vojenského střeliva AČR. Tento typ střeliva a jeho použití je v podmínkách ČR zakázán. Výjimkou jsou speciální ozbrojené složky plnící zvláštní úkoly. Do experimentu byl zařazen z důvodu získání základních informací o jeho účincích, které jsou u nás málo publikovány. Střelecký experiment byl realizován s materiální a odbornou pomocí firmy Prototypa Brno. K dalším diagnostickým vyšetřením, které nám mohou ukázat velikost strukturálních změn v náhradních materiálech se používá počítačová tomografie (CT) nebo magnetická resonance (MR).

4.1 Výzkumné otázky  Budou a jestli-že ano tak jak rozdílné budou kaverny způsobené standardní a speciální municí a budou tomu i nasvědčovat předpokládané ranivé účinky?  Bude mít na objem a tvar vzniklé kaverny vliv tvar a rychlost střely?  Bude mít na objem a tvar kaverny vliv ztráta rychlosti důsledkem případného rozpadu střely uvnitř materiálu?

4.2 Hypotézy  Předpokládá se, že při použití nestandardní munice bude velikost dutin rozdílná a s tím bude i souviset ranivý účinek střely.  V důsledku tlakové vlny kolem letící střely lze předpokládat, že vlivem rozdílné rychlosti a tvaru a tím spojené i vlastnosti tlakové vlny budou rozdílné i tvary a objemy vzniklých kaveren. 59

 Jestli-že dojde k rozpadu střely uvnitř materiálu, dojde i k výraznému zpomalení střely a tím i k výrazné změně tvaru kaverny.

60

5

METODIKA VÝZKUMU 5.1 Výzkumné metody V této části diplomové práce budou popsány metody, které byly použity při výzkumu. Také bude popsán samotný experiment a další následné části výzkumu. Bude popsán i způsob vyhodnocení statistických dat.

5.2 Charakteristika experimentu Cílem experimentu bylo u všech střel zachytit celý střelný kanál. Proto byl při přípravě jednotlivých bloků kladen velký důraz na zajištění jejich dostatečné délky. Při každém výstřelu byla měřena pomocí nekontaktního optického hradla rychlost střely. Rychlost střely zachycena pomoci optického hradla lze považovat vzhledem k poloze vzorku za rychlost dopadovou. V souvislosti s výše zmíněným požadavkem nebylo nutné měřit výletovou rychlost střely. Zkušební blok byl na střelnici uložen na stůl a fixován proti pohybu při pronikání střely ve vzdálenosti 4,5 m od ústí balistické hlavně. Záměrný bod na přední ploše bloku byl volen v jejím středu tak, aby bylo při tvorbě střelného kanálu (dočasné dutiny) zamezeno

vzájemnému

ovlivňování

sousedících

střelných

kanálů

nepravidelností při jejich tvorbě (vyboulení stěny bloku)

Obrázek 22 - Schéma měřícího pracoviště (Komenda, Juříček 2003)

61

a

vzniku

Obrázek 23 - Měřící pracoviště ve skutečnosti

5.3 Použitý materiál Náhradní balistické materiály:  Glycerínové mýdlo - 4 bloky o rozměru 20x20x40cm, temperované na teplotu 4°C  Balistická želatina - 4 bloky o rozměru 20x20x40cm, temperované na teplotu 4°C Bloky balistické želatiny a mýdla pro experiment vyrobila a dodala společnost Prototypa a.s. Střelivo: Tabulka 4 – Technická data, Luger FMJ

9mm Luger FMJ Typ

FMJ

Hmotnost střely (g)

7,5

Hmotnost náboje (g)

12,15

Rychlost V0 (m/s)

390

62

Rychlost V25 (m/s)

357

Energie

Energie

E0 (J)

E25 (J)

570

478

Výrobce

Sellier&Bellot

Tabulka 5 – Technická data, Luger BM

9mm Luger Black Mamba Typ

Hmotnost střely (g)

BM

6,48

Hmotnost náboje (g)

10

Rychlost

Rychlost V25

V0 (m/s)

(m/s)

485

Energie

Energie

E0 (J)

E25 (J)

487

396

445

Výrobce

Fiocchi

Tabulka 6 – Technická data, 357 Magnum FMJ

357 Magnum FMJ Typ

Hmotnost střely (g)

FMJ

10,25

Hmotnost náboje (g)

15,7

Rychlost

Rychlost

V0 (m/s)

385

V25 (m/s)

Energie

Energie

E0 (J)

E25 (J)

760

675

363

Výrobce

Sellier&Bellot

Tabulka 7 – Technická data, 357 Magnum GD

357 Magnum Gold Dot Typ

Hmotnost střely (g)

GDHP

8,1

Hmotnost

Rychlost

Rychlost

náboje

V0

V25

(g)

(m/s)

(m/s)

12,8

442

384

Energie

Energie

E0 (J)

E25 (J)

689

708

Výrobce

Speer

5.4 Použité přístrojové vybavení Technické vybavení:  LS-04 Double inteligentní hradla - Zařízení určené pro měření rychlosti střel a kadence střelby pracuje na principu optického snímání průletu střely. V základním vybavení obsahuje integrovanou vyhodnocovací jednotku vybavenou modulem WLAN, který umožňuje bezdrátovou komunikaci se zobrazovacím terminálem (DeskTop PC, notebook apod.). Současně umožňuje i přímé připojení do sítě LAN (10/100 Ethernet) a obsahuje také standardní rozhraní RS 232. K vyhodnocení měřených veličin slouží klientský software pro operační systémy MS Windows (95, 98, NT, 2000, XP) a Linux zobrazující okamžité i statisticky zpracované naměřené hodnoty, včetně jejich grafického průběhu. 63

Toto zařízení má dvojité měření a je navrženo tak, aby vyhovovalo normě NIJ Standart 0101.06. (http://www.prototypa.cz/pdf/LS04.pdf)  Programovatelná spínací jednotka PTU-1 - Programovatelná spínací jednotka PTU-1 slouží k přesnému spouštění balistických měřidel a záznamových zařízení (vysokorychlostní kamera, blesková zařízení, radar apod.). Spouštění je možné

akustickým

programovatelným

signálem

nebo

zpožděním.

externím

Umožňuje

elektrickým

real-time

signálem

kalkulaci

s

spouště

fotografických zařízení založené na aktuální rychlosti. Jednoduché měření rychlosti v kombinaci s optickými hradly. Obsahuje dva elektrické vstupy s programovatelnou mezí citlivosti, polaritou a minimální šířkou spouštěcího impulsu

a

dále

zabudovaný

mikrofon

s

nastavitelnou

citlivostí

(http://www.prototypa.cz/pdf/PTU-1.pdf).  Balistický analyzátor BA04S - Zařízení sloužící pro komplexní měření a vyhodnocování balistických veličin je vybavené čtyřmi měřícími kanály pro měření průběhu tlaku v hlavni pomocí tlakoměrných piezoelektrických snímačů. Dále disponuje dvěma univerzálními vstupy sloužícími pro připojení snímačů pro měření doby výstřelu. Pro připojení světelných hradel obsahuje celkem osm vstupů. K ovládání a konfiguraci tohoto zařízení slouží uživatelský software BA-CONTROL, který pracuje pod operačním systémem MS Windows (95, 98, NT, 2000, XP). Z naměřených hodnot je následně sestaven protokol o měření, který je možné dále exportovat prostřednictvím ASCI kódu do libovolného dalšího softwaru.(http://www.prototypa.cz/pdf/BA04S.pdf). 

Mobilní střelecká stolice STZA 13 - Střelecká stolice STZA 13 je vybavena bočním stranovým posuvem s rozsahem ±150mm.

Základními adaptéry jsou: 1. adaptér pro upínání krátkých zbraní (pistole, revolvery) 2. adaptér pro upínání dlouhých zbraní 3. adaptér pro uchycení speciálních zbraní (např. tankových zbraní) 4. adaptér pro uložení balistického závěru 64

Střelecká stolice je vybavena dálkovým odpalováním. 

Kamera RedLake HG 100-K Digitální vysokorychlostní kamera (High Speed Camera) REDLAKE HG-100K je barevná kamera určená pro záznam velmi rychlých dějů rychlostí až sto tisíc snímků za sekundu. Číslo 100 v názvu kamery však neznamená maximální frekvenci snímání, ale maximální dovolené přetížení kamery 100 g (tj. stonásobek tíhového zrychlení) při působení setrvačných sil v případě zrychlení, resp. zbrždění nosiče kamery. Tato kamera je tedy vhodná např. i ke snímání jevů uvnitř vozidel při nárazu v rámci crash testů. Hmotnost této unikátní kamery je 5 kg, rozměry š / v / d - 135 / 105 / 282 mm, napájení kamery je od 24 V do 50 V pomocí síťového adaptéru na 230 V nebo jiného zdroje. Při rychlosti snímkování, resp. snímkovacím kmitočtu 1000 snímků za sekundu kamera dosahuje maximálního rozlišení obrazu 1504 x 1128 obrazových bodů (1,7 megapixelů). Kamera umožňuje také snímání vyšší frekvencí - až 100 000 snímků za sekundu (fps), popř. i menší frekvencí až do 25 snímků za sekundu (http://www.rucevzhuru.cz/index.php/component/content/article/53rychlokamery/106-redlake.html )



DRS-1 Doppler Radar Zařízení pro měření rychlosti střel radarem. rozsah ráže: 2 mm a více rychlost: 50 - 2500 m / s měřicí vzdálenost: 4,5 mm - 25m ráže 7,62 mm ... 50m ráže 12,7 mm ... 100m nejistota měření: 1 m / s frekvence: 35 GHz (Ka-band) výkon vysílače: 100mW šířka paprsku: 12 stupňů 65



CT (výpočetní tomografie) Výpočetní tomografie (CT) je v současné době již běžným vyšetřením. Princip CT spočívá v měření propustnosti tkání pro rentgenové záření, kdy je míra absorpce fotonů převáděna v detektorech na napětí, resp. proud, které jsou pak dále zesíleny, digitalizovány a dále počítačově zpracovány pomocí algoritmů do výsledné matrice tzv. pixelů, bodů o různém stupni šedi, jež vytvoří výsledný obraz. V našem experimentu hovoříme o CT s vysokým rozlišením, neboli HRCT (high resolution CT). V praxi se používá nejčastěji kolimace dva, jeden, ale i půl milimetru. Naše výsledky jsou získány ve všech těchto kolimacích.

Software: 

The DISCOM Standard (The Digital Imaging and Communications in Medicine), ktery je softwarovou soucasti pocitacove tomografie (CT).



CURVE EXPERT DATA pocitacový software pro získání a zpracování dat z vysokofrekvenční kamery

5.5 Protokol z experimentu Složení týmu pro experiment: por. Bc. Pavel Mucha, Mgr. Richard Bilich, mjr. Mgr. Erik Barták, doc. PaedDr. Karel Jelen, CSc., Ing. Miroslav Novák Ph.D, Ing. Petr Kubový. Datum a místo experimentu: 21.7.2012, Prototypa a.s., Brno PROTOTYPA a.s. je výhradním dodavatelem balistických měřidel v České republice. Balistická měřidla vyvíjí, vyrábí, dodává a přezkušuje v rozsahu ráží do 35 mm. Ve standardním výrobním programu je více než 100 různých ráží balistických měřidel. Balistická měřidla pro přezkušování nábojů loveckých, sportovních, pistolových a revolverových ráží jsou vyráběna v souladu s mezinárodními normami C.I.P. Balistická měřidla pro přezkušování nábojů vojenských ráží jsou vyráběna a přezkušována dle příslušných armádních standardů.

66

Tunelová zkušebna civilních zbraní a střeliva, vojenských zbraní a munice až do ráže 37 mm představuje již od roku 1978 unikátní komplex, který nemá v České republice obdobu. Pět zkušebních tunelů, z nichž nejdelší umožňuje střelbu na vzdálenost 100 m, je vybaveno zařízením pro zkoušky zbraní, střeliva a munice za ztížených podmínek jak podle civilních, tak i vojenských předpisů a norem. Zkušený tým odborníků – působící pod chráněnou značkou PROTOTYPA – je připraven konzultovat otázky vývoje, výroby, zkoušení a exploatace loveckých, sportovních, historických, vojenských a speciálních zbraní a střeliva a munice do nich, jakož i otázky související se zkušebními metodami, přístroji a zařízeními, raketovými nosiči pro bezpilotní prostředky a dalšími výrobky speciální techniky (http://www.prototypa.cz/onas.html). Podmínky: Teplota vzduchu ve střeleckém tunelu 19˚C Teplota vzorků 4˚C Postup měření: 20.7.2012, 18:00hod - příjezd do Prototypa a.s., Brno. Příprava materiálu a vybavení pro nadcházející den. Dohodnutí postupu a určení pořadí zkušebních vzorků a střel při experimentu. Kontrola vzorků. 21.7.2012, 08:00hod - zapojení, kalibrace a kontrola vybavení, synchronizace záznamové techniky a osvětlení, zkouška celého systému. 09:30hod: Poučení o bezpečnosti (signály pro výstřel, použití ochrany sluchu, místo pobytu během výstřelu apod.) 09:45hod: Nástřel prvního vzorku (MÝDLO č.1 střelou Luger FMJ) Postup: 1. Transport vzorku z místnosti pro uchovávání vzorků (vzorky umístěny v chladicím boxu s trvalou teplotou 4˚C) do střeleckého tunelu. 2. Vyjmutí mýdlového bloku z formy, kontrola celistvosti, označení vzorku 3. Umístění vzorku na stolici do osy letu střely, zaměření kamerou, kontrola vzdálenosti, aktivace záznamového zařízení. Přechod do bezpečného sektoru (bezpečnostní místnost za střeleckým tunelem)

67

4. Vložení nábojnice Luger FMJ do balistického závěru – uzavření. Příprava k výstřelu 5. Výstražné zvolání „rána“ – samotný výstřel 6. Zvolání „zbraň jistota“ 7. Přesun ke vzorku (MÝDLO č.1), jeho vizuální kontrola a úvodní ohledání. 8. Kontrola počítačového záznamu 9. Označení vzorku a jeho nafocení (čelní, boční, zadní strana) 10. Zjištění objemu střelného kanálu (položení vzorku na bok a vylití dutiny poměrným množstvím vody. 11. Záznam zjištěných údajů – objem dutiny, dopadová rychlost střely, výletová rychlost střely, číslo filmového záznamu 12. Vyjmutí střely ze zachytávače střel 13. Transport vzorku do bezpečnostní místnosti a měření otvorů, dodatečné focení (detaily otvorů, střely) 14. Kontrola zaevidovaných údajů 15. Stejný postup 1 až 14 se vzorky MÝDLO č. 2,3,4 16. Testování vzorků z balistické želatiny Postup pro vzorky z balistické želatiny je stejný, kromě měření objemu dutin vodou a měření vletového a výletového otvoru, protože u vzorků BAL. ŽELATINA č.1,2,3,4 se vyhodnocuje kamerový záznam průletu střely vzorkem (blok je transparentní). 17. Ukončení hlavní fáze experimentu, cca 15:00hod 18. Zajištění naměřených dat, dodatečná fotodokumentace 19. Demontáž měřícího zařízení 20. Transport vzorků z balistické želatiny k likvidaci 21. Konzervace, balení a příprava vzorků z mýdla k transportu na FTVS UK pro další testování na CT 22. Naložení techniky, materiálu a týmu – odjezd na FTVS UK, cca 16:00hod 23. 18:00hod příjezd na FTVS UK a uložení vzorků MÝDLO 1,2,3,4 do chladícího boxu 24. Konec experimentu 68

5.6 Analýza dat Po ukončení postřelování bloku NM zkoumaným druhem střeliva, byl pořízen fotografický snímek tvaru vstupu a výstupu střely na čelní a zadní ploše vzorku. Rozměr a tvar vstřelu (kruhovitost nebo oválnost) jsou prvními důležitými charakteristikami, které je možné vyhodnotit vizuálně s dostatečnou přesností. Především tvar vstřelu vypovídá mnohé o poloze střely v okamžiku jejího dopadu na čelní plochu vzorku a parametrech střelného kanálu, které lze od takové střely očekávat Dalším důležitým parametrem je výstupní otvor v bloku. Poté byl blok z místa postřelování převezen k dalšímu zpracování - k přímému zjištění celkového objemu dutiny střelného kanálu vylitím vodou (pouze u bloku glycerinového mýdla).

Obrázek 24 – Postup přímého zjištění celkového objemu dutiny za pomoci vody (experimentální obrazová data)

Byl zde použit odměrný válec požadovaného objemu. Kvádr náhradního materiálu byl položen do svislého postaveni a do otvoru vzniklého po průstřelu municí, byla vlita tekutina. Mnohé studie vzorky dále zpracovávají tzv. rozřezáváním pomocí ocelové struny, aby byli schopni parametrizovat I vnitrní plochy NM. My jsme ovsem v našem experimentu vyhodnotili tyto parametry pomocí moderních diagnostických metod, jako je CT a MR. Bloky museli být uloženy pro transport v chladících boxech a byli následně převezeny 69

na další experimentální pracoviště v nemocnici Na Homolce v Praze. Zde byli bloky umístěny na stůl, který je součástí tzv. počítačového tomografu, který nám vyhodnotil námi požadovaná data. V příloze práce uvádím snímky získané z experimentálního měření. 5.6.1 Složky objektivního kritéria ranivosti Z hlediska terminální balistiky mají pro posouzení ranivosti střely význam následující parametry experimentálně získaného střelného kanálu v bloku náhradního materiálu: a) celkový objem dutiny střelného kanálu V našem výzkumu jsme použili dva náhradní materially, kdy jeden byl snímán pomocí vysokofrekvenční kamery a následně data byla vypočítána ze záznamu a druhý material zanechal po průstřelu maximální dutinu, která byla vyhodnocena pomocí odlévání vody a moderními diagnostickými metodami. b) základní rozměrové charakteristiky střelného kanálu určující jeho tvar a geometrické uspořádání Střelný kanál vzniká pronikáním projektilu tkáněmi v našem případě náhradním materiálem a svým rozsahem neodpovídá velikosti projektilu. Vlastní střelný kanál, který je obvykle válcovitého profilu. Po průletu projektilu vzniká nejprve pulsující tzv. Dočasná dutina, která se ustálí a přejde v dutinu trvalou. Velikosti vstupních, výstupních a maximálních otvorů jsme zjišťovali ihned po experimentu přímou metodou pomocí měřidla, poté na experimentálním pracovišti – Nemocnice Na Homolce pomocí programu The DICOM Standard, který je softwarovou součástí počítačové tomografie. 5.6.2 Parametrizace účinku jednotlivých střel Postřelování náhradního materiálu umožňuje určit velikost střelného kanálu, vytvořeného průchodem střely. Při střelbě jsou měřeny dopadová a výletová rychlost střely a z jejich rozdílu se stanoví hodnota kinetické energie střely předána balistickému bloku.

Níže

uvádíme

grafické

profily 70

střelných

kanálů,

získané

pomocí

experimentálního průstřelu NM. Na obrázcích je patrný úbytek rychlosti v závislosti hloubky průniku jednotlivých druhů střel, dále tvar a velikost střelného kanálu je různá u střel různé konstrukce a balistických vlastností. Takto získané profily střelných kanálů dávají určitou představu o tom, jaké střelné poranění může být očekáváno od konkrétního zbraňového systému. Na obrázcích níže vidíme záznamy z vysokofrekvenční kamery, které nám zaznamenávají průnik střely náhradním materiálem (balistická želatina). V levém horním rohu je grafické znázornění úbytku rychlosti [v] na draze [s] konkrétního projektilu. Experimentalní data byli získány pomoci počítačového software - CURVE EXPERT DATA. Do kterého byli zadány jednotlivé hodnoty z vysokofrekvenční kamery. Je nutné poznamenat, že balisticky blok je dlouhý 35 cm. Rychlosti za touto vzdálenosti již nejsou validní z důvodu opuštění náhradního materiálu, viz. bod F. Náboj LUGER 9mm FMJ

legenda: vs – rychlost (m/s) x – dráha (m)

Obrázek 25 – Pozice střely Luger FMJ 9mm v balistické želatině v závislosti úbytku rychlosti na dráze (experimentální data)

71

Náboj s celoplášťovou pistolovou střelou s parabolicky zaoblenou přední částí a olověným jádrem proniká blokem stabilně, v druhé polovině balistického bloku dochází k rotaci střely, rychlejšímu úbytku rychlosti a také výraznému vybočení. Střelný kanál je na svém konci opět zúžen. Orientace střely na konci jejího proniku je špičkou vpřed. Na snímcích můžeme vidět i dva předešlé záznamy, které se nedokázalo zachytit z důvodu technické poruchy. Odpor prostředí proti pohybu střely při jejím pronikání rovněž způsobuje tvarové změny na střele samotné. Stupeň deformace nebo dokonce rozpad těla střely na fragmenty má v konečném důsledku vliv na stabilitu střely při jejím proniku. 9mm Luger s celoplášťovou střelou je nejznámější a nejrozšířenější pistolový náboj na světě. Náboj 9mm Luger se vyráběl a vyrábí v mnoha zemích v celé řadě variant jako vojenský, obranný a sportovní náboj, lišící se od sebe konstrukcí, hmotností, druhem a tvarem střely, materiálem nábojnic a v neposlední řadě balistickými hodnotami. Základní

a námi použité provedení tohoto

náboje

má

mosaznou

nábojnici a

celoplášťovou střelu s olověným jádrem. Této ráži bývá vyčítána malá zastavovací schopnost.

Obrázek 26 – Odlitý model získaný z náhradního materiálu (glycerinové mýdlo). Šipka znázorňuje směr průstřelu munice. (experimentální obrazová data)

Na obrázku můžeme vidět odlitek ze střelného kanálu vytvořeného nábojem Luger FMJ 9mm. Vzniklý model může posloužit pro posuzování střelného kanálu i po delší době, než je trvanlivost náhradních materiálů. Vzniklý model byl vytvořen z nízko expanzní montážní sádry, kterou jsme nechali tuhnout 10 dní při teplotě 5°C.

72

Náboj Luger Black Mamba 9mm

legenda: vs – rychlost (m/s) x – dráha (m)

Obrázek 27 - Pozice střely Luger BM 9mm v balistické želatině v závislosti úbytku rychlosti na dráze (experimentální data)

Náboj s celoplášťovou střelou tvaru komolého kuželu a olověným jádrem proniká blokem stabilně, v druhé polovině balistického bloku dochází k rotaci střely, rychlejšímu úbytku rychlosti a také vybočení, ovšem ne tak výrazně jako u Lugeru FMJ. Střelný kanál je po celé své délce přibližně stejného průměru, až v poslední pětině se rozšiřuje. Orientace střely na konci jejího proniku je špičkou vpřed. Náboj s celoplášťovou lehkou střelou tvaru komolého kužele s důlkem v přední části je potažena černým tombakem (zajišťuje čistotu hlavně). Byla vytvořena speciálně pro sebeobranu a údajně má lepší "zastavovací efekt“. Náboj je osazen netoxickou zápalkou a extra bezdýmým prachem. Zpočátku se v Česku diskutovalo, zda se nejedná o zakázané střelivo, nicméně střela je celoplášťová a tenký plášť bez přerušení a bez jakýchkoliv ostrých hran zcela pokrývá špičku. A co je snad ještě důležitější, střela je

73

homologována v CIP. Také Český úřad pro zbraně a střelectví nemá s Black Mambou žádné problémy.

Obrázek 28 - Odlitý model získaný z náhradního materiálu (glycerinové mýdlo). Šipka znázorňuje směr průstřelu munice. (experimentální obrazová data)

Na odlitku je patrný rozdíl tvaru dutiny vzniklé BM od Lugeru FMJ, pravděpodobně kvůli rozdílnému tvaru střely, nebo rozdílné rychlosti střely v náhradním materiálu. Náboj Magnum 357 FMJ

legenda: vs – rychlost (m/s) x – dráha (m)

Obrázek 29 – Pozice střely 357 Magnum FMJ v balistické želatině v závislosti úbytku rychlosti na dráze (experimentální data)

74

Náboj s celoplášťovou střelou tvaru komolého kuželu a olověným jádrem proniká blokem stabilně s plynulou ztrátou rychlosti. Střela nerotuje a v náhradním materiálu udržuje naprosto přímý směr - nikam nevybočuje. Střelný kanál se velice nepatrně rozšiřuje směrem po směru pohybu střely po celé délce NM. V důsledku své tuhé konstrukce se tato celoplášťová střela při dopadu na cíl nedeformuje a hladce projde cílem aniž by ho výrazně poničila. Střela má tvar komolého kužele. Náboj vznikl v průběhu 20.let v USA, aby policie mohla účinně zasáhnout proti pancéřovaným vozům mafiánů. Náboj se již od počátku ukázal jako vynikající. Mnoho odborníků tvrdí, že náboj poskytuje nejvyváženější a nejvýhodnější účinek v cíli. Zbraně v této ráži mají větší rám, ale jsou ještě pohodlně nositelné.

Obrázek 30 - Odlitý model získaný z náhradního materiálu (glycerinové mýdlo). Šipka znázorňuje směr průstřelu munice. (experimentální obrazová data)

Tvar odlitku dutiny po celé své délce je velice stálý kromě místa těsně za vstupem střely do NM. To může být způsobeno poměrně malou ztrátou rychlosti a velkou energií střely.

75

Náboj 357 Magnum GOLD DOT

legenda: vs – rychlost (m/s) x – dráha (m)

Obrázek 31 - Pozice střely 357 Magnum GD v balistické želatině v závislosti úbytku rychlosti na dráze (experimentální data)

Náboj s expanzní střelou se po vniku do NM ihned deformuje a radikálně zpomaluje. Deformovaná střela tvoří v bloku NM velkou sekundární dutinu, tzn. že zastavující a ranivý účinek je značný. Největší kaverna (primární i sekundární) se vytvořila v přední části bloku NM. Dílky vysoké ztrátě rychlosti způsobené deformací střely, bude mít pravděpodobně malý průbojný účinek. Střela vyvinutá firmou SPEER, která při výrobě používá speciální elektrochemický postup, který dokonale spojí jádro s pláštěm, takže se eliminuje selhání střely oddělením pláště od jádra. Expanzní střela má nekrytou dutinu v přední části, která usnadňuje deformaci střely, a tím i předání energie střely zasaženému cíli, což zvyšuje ranivý, res. zastavující účinek střely. Na přední části střely jsou podélné zářezy, které zlepšují pravidelnost deformace střely. V našich podmínkách je toto střelivo pro sebeoranu 76

zakázáno. Speciální bezpečnostní složky jej používají pro svůj výborný zastavovací efekt.

Obrázek 32 - Odlitý model získaný z náhradního materiálu (glycerinové mýdlo). Šipka znázorňuje směr průstřelu munice. (experimentální obrazová data)

Na modelu je velice dobře patrná primární dutina vzniklá v přední části bloku NM. V této části střela ztratila velkou část energie a došlo k její deformaci.

Obrázek 33 Zadní řadu tvoří experimentální kompletní náboje před použitím, přední řadu vytvářejí střely vyjmuté z lapače střel po experimentu (experimentální obrazová data)

77

6

VÝSLEDKY

Při provádění balistického experimentu pro jednotlivou munici jsme dosáhli výsledků uváděných v tabulkách níže. Ačkoliv v experimentu měl výrazný vliv vnější tvar střely a jeho vnitřní uspořádání, dále hmotnost a dopadová rychlost na povrch náhradního materiálu, naše použité metody se pro zjištění parametrizace příliš nelišily. Tabulka č.8 s uváděnými parametry platí pro náhradní materiál (glycerinové mýdlo). Zajímali nás jednotlivé hodnoty pro námi určené typy střel. Dopadovou rychlost jsme zjišťovali pomocí optických hradel pro měření rychlosti a z hlediska postavení těchto hradel v našem experimentu je tato rychlost posuzována jako dopadová. Výletová rychlost se zjistila dvěma metodami. - první z nich byla výletová rychlost naměřena pomoci optických hradel - druhou metodou bylo získání hodnot pomocí radaru pro měření rychlosti Tyto dvě hodnoty se zprůměrovaly a my dosáhli výsledné výletové rychlosti. Rozměr a tvar vstřelu (kruhovitost nebo oválnost) jsou prvními důležitými charakteristikami, které je možné vyhodnotit vizuálně s dostatečnou přesností. Především tvar vstřelu vypovídá mnohé o poloze střely v okamžiku jejího dopadu na čelní plochu vzorku a parametrech střelného kanálu, které lze od takové střely očekávat. K přímé metodě bylo použito měřidlo a rozměry byly zaznamenány přímo na místě ihned po průstřelu. Další metodou bylo porovnání vletového otvoru na snímcích z počítačové tomografie. Rozměry výletových otvorů byly hodnoceny stejnými metodami jako u hodnot vletových. Je zde nutno poznamenat vysokého rozdílu velikosti vletového a výletového otvoru u expanzní střely 357 MAGNUM / GOLD DOT, která podle námi zjištěných výsledků, zmenšila svůj výletový rozměr 2.5 x oproti vletovému průměru. Dalším hodnotícím kriteriem při parametrizaci, byla velikost maximální dutiny. Přičemž za maximální průměr považujeme dva nejvzdálenější body vytvořené dutiny ve frontální rovině balistického bloku. Opět měla největší hodnoty střela Magnum GD. Největší rozdíl hodnot je viditelný v objemu vzniklé dutiny v glycerinovém mýdle. Zde byly získány diferentní hodnoty z diagnostické metody CT a přímé metody vylévání 78

vodou. Současné vylévání vodou pro zjištění celkového objemu dutiny spočívá v postavení bloku do svislé polohy, kdy dochází k porušení kontinuity vletového nebo výletového otvoru, kde tento jev způsobuje neshodu výsledků. Měření objemu je realizováno prostřednictvím rekonstrukce vzniklé dutiny v objemových datech. Hlavním prostředkem rekonstrukce jsou segmentalní algoritmy založené na deformovaných modelech. Kvalitu výsledku této segmentace, rekonstrukce a jejich přesnost, je posuzována při porovnání se segmentaci provedenou člověkem. Došlo-li k rotaci střely po dopadu do náhradního materiálu, byl zaznamenán úbytek rychlosti na dráze, ale také dochází ke zvětšení rozměru vytvořené dutiny. Myslíme si, že tento důsledek může být důležitým kritériem pro ranivý účinek střely. Došlo-li k deformaci střely uvnitř náhradního materiálu, může se jednat o technickou závadu munice a nebo o zakázanou tzv. expanzní munici, která byla zakázána Ženevskou dohodou v roce 1972. My jsme tuto munici použili pro experimentální použití. Plášť střely GOLD/DOT byl po zásahu do náhradního materiálu kompletně deformován a jím vytvořená dutina byla největší, proto také měla střela největší ranivý účinek z námi použité munice. Tabulka 8 – Naměřené hodnoty postřelu NM glycerínové mýdlo

Náhradní materiál GLYCERÍNOVÉ MÝDLO 9mm Luger FMJ

9mm Luger BM

357 Magnum FMJ

357 Magnum Gold DOT

Dopadová rychlost

369 m/s

439 m/s

389 m/s

445 m/s

Výletová rychlost

163 m/s

267 m/s

262m/s

124m/s

15 mm

20 mm

28 mm

74 mm

18 mm

34 mm

27 mm

32 mm

16,3 mm

19,8 mm

26,7 mm

79,1 mm

16.9 mm

30,1 mm

27,2 mm

30,9 mm

32,4 mm

30,4 mm

27,9 mm

81, 7 mm

Průměr vletového otvoru (na místě) Průměr výletového otvoru (na místě) Průměr vletového otvoru (CT) Průměr výletového otvoru (CT) Max průměr dutiny (CT)

79

Objem vzniklé dutiny (voda) Objem vzniklé dutiny (CT) Rotace střely ANO/NE Deformace střely ANO/NE

110 ml

95 ml

152 ml

477 ml

111,5 ml

95,9 ml

153,8 ml

483,5 ml

ANO

ANO

NE

NE

NE

NE

NE

ANO

Tabulka č.8. uvádí jednotlivé parametry experimentální munice v náhradním materiálu balistická želatina. Výhodou tohoto materiálu je průhlednost a bezbarvost, proto můžeme zaznamenávat průběh střely v tomto materiálu pomocí vysokorychlostní kamery. Oproti druhému materiálu jsme dosáhli maximálního průměru dočasné dutiny, to odpovídá expanznosti střelného kanálu ihned po průletu střely. Energie přenesená ze střely do NM způsobí její roztlačení a ústup hmoty do stran (v radiálním směru od dráhy letu střely). Za ním vzniká dutina, ve které je nejprve vakuum, pak se vyplňuje vzduchem a vodní párou z devastované tkáně. Dělení látky začíná již na čele střely, koncová část nepřijde s látkou do styku. Tkáň je po obvodu této devastace ve směru kolmém na průběh střelného kanálu účinkem rázové vlny rozepíná a celý kanál se rozšíří. V okamžiku, kdy dosáhne takto vytvořené rozšíření maxima a kinetická energie v radiálním směru se vyčerpala, změní se pohyb tkání v opačném směru a stěny střelného kanálu se smrští. V kanálu vznikne silný přetlak a kanál se opět rozevře. Znovu vytvořená dutina má oproti předcházející menší objem. Energie bude nakonec přes šíření tlakové vlny a vnitřní tření tkání přeměněna na teplo. Takto pulsující dutina se nazývá dočasný nebo-li temporerní kanál. Podle druhu tkání a podle jejich vnitřního tření pulsuje kanál třikrát až čtyřikrát (délka jedné pulzace je 10 až 30 ms). Doba jedné pulzace závisí na energii přenesené ze střely na médium. Po ustálení pulzace zůstává ve tkáni trvalý kanál. Maximální průměr dutiny závisí zřejmě na elastických vlastnostech prostřelované hmoty a kinetické energii, kterou jí střela předá. Tabulka 9 – Naměřené hodnoty postřelu NM balistická želatina

Náhradní materiál BALISTICKÁ ŽELATINA

Dopadová rychlost

9mm Luger FMJ

9mm Luger BM

357 Magnum FMJ

357 Magnum Gold DOT

371 m/s

419 m/s

370 m/s

399 m/s

80

Výletová rychlost Maximální průměr dočasné dutiny Rotace střely ANO/NE Deformace střely ANO/NE

178 m/s

248 m/s

268 m/s

134 m/s

74mm

65mm

63mm

142mm

ANO

ANO

NE

NE

NE

NE

NE

ANO

Munice, která byla použita pro experiment, měla v obou testovaných typech náhradních materiálů podobné parametrické hodnoty. Rozdílnost těchto materiálů byla v pořizovací a výrobní ceně, kdy je pro výrobu levnější balistická želatina. Navíc můžeme procházející střelu pomocí vysokofrekvenční kamery zaznamenávat. Naopak glycerinové mýdlo není transparentní, ale jeho výhodou je trvanlivost a možnost hodnocení trvalé dutiny i několik dní po experimentu, pokud je uschováno v odpovídajících podmínkách.

81

7

DISKUZE

Cílem práce byla parametrizace velikosti strukturálních změn v náhradních materiálech způsobených jednotlivými typy nábojů vystřelených z různých zbraní. Zvolená forma experimentu byla nezbytná z důvodu využití typu

munice, který se v náhradním

matriálu deformoval a jeho účinek byl tak nepředvídatelný. Nedal se tudíž odvodit nebo spočítat. Jedinečnost samotného experimentu spočívala v kombinaci několika testovaných náhradních materiálů, pro každý jednotlivý vzorek munice a tím i množství získaných parametrů z jednoho vzorku. Laboratoř, ve které experiment probíhal je vybavena nejmodernější měřící technologií a nemá v ČR obdoby. Z jednoho vzorku munice jsme tak získali 16 parametrů, díky kterým jsme byli schopni určit a zaznamenat rychlost, tvar a polohu v každém okamžiku průletu střely náhradním materiálem. Díky čemuž můžeme odhadnout reálný ranivý efekt testované střely. Tomu nám také velice pomohla počítačová tomografie, kde jsme dosáhli velmi přesných parametrů rozměrů sekundárních dutin , které by nešly změřit žádnou jinou metodou. Díky počítačové tomografii, která nám nabídla řadu už jinak získaných parametrů, jsme také schopni po našem experimentu prokázat velmi dobrou přesnost některých jiných metod měření: Například měření objemu sekundárních dutin metodou vylíváním dutiny kapalinou se prokázalo jako velmi přesné a rozdíly jsou jen minimální v řádech desetin. Rozdíly parametrů vletových a výletových otvorů naměřených měřidlem a získaných z CT již tak totožné nejsou. Rozdíly jsou ale stále zanedbatelné a tudíž můžeme manuální měření shledat poměrně přesným a použitelným. Samotný experiment probíhal vzhledem k jeho složitosti a náročnosti poměrně hladce, kromě problému při testování střely Luger 9mm FMJ, kdy selhala synchronizace kamery a hradel, což způsobilo, že kamera 2x nezachytila průlet střely náhradním materiálem. Důvodem selhání byl vadný kabel spojující kameru a spouštěcí jednotku a po jeho výměně již třetí pokus proběhl bez komplikací. Otázkou může být, zda dvojnásobné narušení homogenity náhradního materiálu nemohlo způsobit nepřesnost dalšího měření (třetího úspěšného pokusu). Osa třetí „úspěšné“ střely vedla totiž vrchní částí NM (obr. 25), kde již neměla stejné podmínky, jakoby měla uprostřed materiálu. 82

Vzhledem k tomu, že se ale střela chovala v náhradním materiálu dle předpokladu, myslíme si, že jsou změřené hodnoty použitelné. Dále dokonce můžeme spekulovat o tom, zda by se záměrné postřelování náhradních materiálu mimo středovou osu bloku (tedy postřelování po jeho krajích), nedalo využít jako simulace povrchového zranění nebo takzvaného „škrábnutí“. Tato spekulace nás zavedla k další myšlence, která se týká chemického složení NM, která zatím nepočítá s různými alternativami. Například anatomie a biochemie těla je rozdílná u kulturisty a obézního člověka, u různých ras či pohlaví. Množství vody v těle může být také velmi rozdílné a bylo by zajímavé zjistit, zda by takovéto odlišnosti měly vliv na samotnou ranivost. A proto by mohly mít i různé náhradní materiály rozdílné složení. Otázkou zůstává, jestli v součastné době existuje technologie, která by dokázala spočítat a vytvořit náhradní materiály, které by simulovaly takovéto rozdíly. V závěru bych se rád zmínil o fenoménu BM, tedy Black Mamba. Tento náboj se střelou o tvaru komolého kužele s důlkem na špičce způsobil ve střeleckém světě doslova revoluci, co se týče sebeobranné střelby. Výrobce totiž udává výborný zastavovací efekt, což znamená, že střela by měla mít velký ranivý účinek. Dle našeho měření a následného porovnání se střelou Luger 9mm FMJ tato střela větší zastavovací účinek nemá. Má sice větší vstupní a výstupní otvory, ale celkový objem sekundární dutiny je menší než u varianty FMJ. K porovnání muže posloužit střela Magnum GD, což je expanzní střela a dle všech výsledků je na první pohled patrné, že její zastavující účinek je díky rozsáhlému ranivému efektu obrovský (obr. 51). Myslíme si tedy, že se jedná spíše o velice vydařený marketingový tah výrobce střeliva.

83

8

SEZNAM LITERATURY

BACKSTEIN, G., Waffentechnisches Taschenbuch. Düsseldorf: Rheinmetall, 1972. BENEŠ, A., Chirurgie (Válečné lékařské obory). Praha: Naše vojsko, 1980. BÍLÝ, J., Lovecká střelba. Praha: Radix, 2000. BRESSON, F., FRANCK, O., Comparing ballistic wounds with experiments on body simulator. Forensic Science International, Volume 198, Issues 1–3, 20 May 2010, Pages e23-e27. BRUNOVÁ, M., Nové přístupy v teorii kriminalistických stop a identifikace v souvislosti s dokazováním v trestním řízení. Karlovy Vary: Vysoká škola Karlovy Vary, o.p.s., 2000. ČENĚK, A., Absolutní blízkost. Karlovarská právní revue 2/2008 CARAS, I., Střelivo do ručních palných zbraní. Praha: Ars-Arm, 1995. HÁČIK, L., Lidská výkonnost a omezení. Praha: FTO-ČVUT, 2002. HIRT, M., Střelná poranění v soudním lékařství. Brno MU, 1996. HÝKEL J., MALIMÁNEK, V. Náboje do ručních palných zbraní. Praha: Naše vojsko, 1998. JURÁČEK, B., Návrh metodiky zjišťování a vyhodnocování účinků malorážových střel na živou sílu. Brno: VVÚ ZVS, 1984. JUŘÍČEK, L., Simulace a hodnocení účinků malorážových střel na živou sílu. Doktorská disert. práce. Brno: VA, 2000. KLEIN, L., FERKO A., Principy válečné chirurgie. Praha: Grada Publishing, a.s., 2004 KNEUBUEHL, B., Balistika. Praha: Naše vojsko, 2004. KOMENDA, J., JUŘÍČEK, L., Ranivá balistika. Brno: Vojenská akademie v Brně – Katedra zbraňových systémů, 2003. KOMENDA, J., JUŘÍČEK, L., Střelná poranění a ranivá balistika. Praha: Střelecká revue č.1 – 4 / 1999. 84

LAUBER, M., MOTÝL, J., MATRTAJ, P. Ruční zbraně AČR. Praha: MO ČR, 2007. PLANKA,B., Kriminalistická balistika. Plzeň: Vydavatelství a nakladatelství Aleš Čeněk, s.r.o., 2010. SELLIER,K.,KNEUBUEHL, B., Wound Ballistics and the Scientific Background. Amsterdam: Elsevier, 1994. SELLIER,K.,KNEUBUEHL, B., Wundballistik und ihre ballistischen Grundlagen. Berlin, Springerverlag, 1992. ŠAFR, M., HEJNA, P. Střelná poranění. Praha: Galén, 2002 Internetové zdroje VLACH, P., ARSOFT-ART online. citováno 20. 7. 2012. Dostupné z www.airsoftonline.cz/produkt/1210-plasto MPI CZ, s.r.o., online. citováno 21. 3. 2011. Dostupné z www.mpicz.com/sortiment/ ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI, Modelování v biomechanice. online. citováno 3. 8. 2012. Dostupné z www.kme.zcu.cz/granty/biofrvs/balistika.html PROTOTYPA, a.s. Produkty online. citováno 11. 3. 2013. Dostupné z http://www.prototypa.cz/pdf/LS04.pdf RUCEVZHURU, Zbraně a legislativa. online. citováno 13. 11. 2012. Dostupné z http://www.rucevzhuru.cz/index.php/component/content/article/53-rychlokamery/106redlake.html

85

9

SEZNAM ZKRATEK

AČR – armáda české republiky BM – black mamba BSE – virová nákaza C.I.P. – mezinárodní stálá komise pro zkoušení ručních palných zbraní pro civilní potřebu CT – počítačová tomografie ČR – česká republika EPŘ – předaná kinetická energie střely FMJ – full metal jacket GD – gold dot

HACCP – Bezpečnost potravin („Hazard Analysis and Critical Control Points“) ISO – International Organization for Standardization (Mezinárodní organizace pro normalizaci) MR – magnetická resonance NATO – North Atlantic Treaty Organization NM – náhradní materiál PH – vodíkový exponent SA – single action (jednočinná spoušť)

86

10 SEZNAM OBRÁZKU A TABULEK 10.1

Seznam obrázků

OBRÁZEK 1 - PROUDĚNÍ NA ÚSTÍ HLAVNĚ PISTOLE (PLANKA, 2010) .......................................................... 14 OBRÁZEK 2 - ZÓNY PORANĚNÍ TKÁNĚ PRONIKAJÍCÍ STŘELOU, ŠAFR: A.1-TRVALÝ STŘELNÝ KANÁL, 2-ZÓNA ZHMOŽDĚNÍ, 3-DOČASNÝ STŘELNÝ KANÁL (ZÓNA MOLEKULÁRNÍHO OTŘESU), B. SCHEMATICKÉ ZNÁZORNĚNÍ VZHLEDU DOČASNÉHO STŘELNÉHO KANÁLU V JEDNOM OKAMŽIKU, V POROVNÁNÍ S TRVALÝM STŘELNÝM KANÁLEM.....................................................................................................

15

OBRÁZEK 3 - KRÁTKÁ KULOVÁ ZBRAŇ - PISTOLE (WWW.ZBRANEKVALITNE.CZ) ....................................... 19 OBRÁZEK 4 - HLAVEŇ S DRÁŽKOVÝM VÝVRTEM A DEFINICE RÁŽE (KNEUBUEHL, 2004) ........................... 20 OBRÁZEK 5 - PLASTOVÝ ZÁVĚR PRO GLOCK 17 (HTTP://WWW.AIRSOFT-ONLINE.CZ/PRODUKT/1210PLASTO/) ...........................................................................................................................................

21

OBRÁZEK 6 – OTEVŘENÝ-DYNAMICKÝ, ODEMČENÝ ZÁVĚR (VLEVO), UZAVŘENÝ–UZAMČENÝ ZÁVĚR....... 21 OBRÁZEK 7 - OTEVŘENÁ MÍŘIDLA (VLEVO), OPTICKÁ MÍŘIDLA PUŠKOVÁ (HTTP://WWW.MPICZ.COM/SORTIMENT/) ........................................................................................... 23 OBRÁZEK 8 - ZÁKLADNÍ SOUČÁSTI JEDNOTNÉHO NÁBOJE (KNEUBUEHL, 2004) ......................................... 24 OBRÁZEK 9 - TVARY PRACHOVÝCH ZRN (SELLIER, KNEUBUEHL, 1994)..................................................... 25 OBRÁZEK 10 - ZÁKLADNÍ DRUHY ZÁPALEK, Z LEVA: OKRAJOVÝ ZÁPAL, BOXER, BERDAN (KNEUBUEHL, 2004) ................................................................................................................................................ 26 OBRÁZEK 11 - TVARY NÁBOJNIC A ZPŮSOBY JEJICH OPŘENÍ V NÁBOJOVÉ KOMOŘE (SELLIER, KNEUBUEHL, 1994) ................................................................................................................................................ 27 OBRÁZEK 12 - ÚTOČNÁ PUŠKA M4 A3 (VLEVO), KULOMET M60E40 ......................................................... 30 OBRÁZEK 13 - PISTOLE GLOCK 17 (VLEVO), REVOLVER NORICA 38 MAGNUM (LAUBER, MOTÝL, MATRTAJ 2007) ................................................................................................................................................ 30 OBRÁZEK 14 - VSTŘEL Z ABSOLUTNÍ BLÍZKOSTI V ZÁVISLOSTI NA ÚPLNOSTI KONTAKTU A ÚHLU PŘILOŽENÍ HLAVNĚ (ŠAFR, HEJNA, 2010)...........................................................................................................

32

OBRÁZEK 15 - VSTŘEL Z RELATIVNÍ BLÍZKOSTI. 1-LEM ZNEČIŠTĚNÍ, 2-LEM ODŘENÍ, 3-LEM OČAZENÍ, 4-LEM PRACHOVÝCH ZRN (ŠAFR, HEJNA, 2010) ...........................................................................................

33

OBRÁZEK 16 - OBLOUKOVITÝ KANÁL V BLOKU MÝDLA (PLANKA, 2010) .................................................. 34 OBRÁZEK 17 - DOČASNÁ DUTINA (VLEVO) A TRVALÁ DUTINA, BALISTICKÁ ŽELATINA .............................. 35 OBRÁZEK 18 - BALISTICKÝ ÚČINEK STŘEL RŮZNÝCH RYCHLOSTÍ NA TKÁNĚ (ŠAFR, HEJNA 2010)............. 38 OBRÁZEK 19 - MAGNUSOVA SÍLA (PLANKA, 2010) .................................................................................... 43 OBRÁZEK 20 - STŘELY RŮZUNÉHO PROVEDENÍ (BÍLÝ, 2000) ..................................................................... 47 OBRÁZEK 21 – RADIÁLNÍ TRHLINA ZPŮSOBENÁ STŘELOU 357 MAGNUM GD V ŘEZU BLOKEM BALISTICKÉ ŽELATINY (EXPERIMENTÁLNÍ OBRAZOVÁ DATA) ...............................................................................

51

OBRÁZEK 22 - SCHÉMA MĚŘÍCÍHO PRACOVIŠTĚ (KOMENDA, JUŘÍČEK 2003) ............................................ 61 OBRÁZEK 23 - MĚŘÍCÍ PRACOVIŠTĚ VE SKUTEČNOSTI ............................................................................... 62

87

OBRÁZEK 24 – POSTUP PŘÍMÉHO ZJIŠTĚNÍ CELKOVÉHO OBJEMU DUTINY ZA POMOCI VODY ....................... 69 OBRÁZEK 25 – POZICE STŘELY LUGER FMJ 9MM V BALISTICKÉ ŽELATINĚ V ZÁVISLOSTI ÚBYTKU RYCHLOSTI NA DRÁZE (EXPERIMENTÁLNÍ DATA) ..............................................................................

71

OBRÁZEK 26 – ODLITÝ MODEL ZÍSKANÝ Z NÁHRADNÍHO MATERIÁLU (GLYCERINOVÉ MÝDLO). ŠIPKA ZNÁZORŇUJE SMĚR PRŮSTŘELU MUNICE. (EXPERIMENTÁLNÍ OBRAZOVÁ DATA) ........................

72

OBRÁZEK 27 - POZICE STŘELY LUGER BM 9MM V BALISTICKÉ ŽELATINĚ V ZÁVISLOSTI ÚBYTKU RYCHLOSTI NA DRÁZE (EXPERIMENTÁLNÍ DATA) ..............................................................................

73

OBRÁZEK 28 - ODLITÝ MODEL ZÍSKANÝ Z NÁHRADNÍHO MATERIÁLU (GLYCERINOVÉ MÝDLO). ŠIPKA ZNÁZORŇUJE SMĚR PRŮSTŘELU MUNICE. (EXPERIMENTÁLNÍ OBRAZOVÁ DATA) ...............................

74

OBRÁZEK 29 – POZICE STŘELY 357 MAGNUM FMJ V BALISTICKÉ ŽELATINĚ V ZÁVISLOSTI ÚBYTKU RYCHLOSTI NA DRÁZE (EXPERIMENTÁLNÍ DATA) ..............................................................................

74

OBRÁZEK 30 - ODLITÝ MODEL ZÍSKANÝ Z NÁHRADNÍHO MATERIÁLU (GLYCERINOVÉ MÝDLO). ŠIPKA ZNÁZORŇUJE SMĚR PRŮSTŘELU MUNICE. (EXPERIMENTÁLNÍ OBRAZOVÁ DATA) ...............................

75

OBRÁZEK 31 - POZICE STŘELY 357 MAGNUM GD V BALISTICKÉ ŽELATINĚ V ZÁVISLOSTI ÚBYTKU RYCHLOSTI NA DRÁZE (EXPERIMENTÁLNÍ DATA) ..............................................................................

76

OBRÁZEK 32 - ODLITÝ MODEL ZÍSKANÝ Z NÁHRADNÍHO MATERIÁLU (GLYCERINOVÉ MÝDLO). ŠIPKA ZNÁZORŇUJE SMĚR PRŮSTŘELU MUNICE. (EXPERIMENTÁLNÍ OBRAZOVÁ DATA) ...............................

77

OBRÁZEK 33 ZADNÍ ŘADU TVOŘÍ EXPERIMENTÁLNÍ KOMPLETNÍ NÁBOJE PŘED POUŽITÍM, PŘEDNÍ ŘADU VYTVÁŘEJÍ STŘELY VYJMUTÉ Z LAPAČE STŘEL PO EXPERIMENTU (EXPERIMENTÁLNÍ OBRAZOVÁ DATA)

............................................................................................................................................... 77

OBRÁZEK 34 - LS-04 DOUBLE INTELIGENTNÍ HRADLA (WWW.PROTOTYPA.CZ) ......................................... 90 OBRÁZEK 35- PROGRAMOVATELNÁ SPÍNACÍ JEDNOTKA PTU-1(WWW.PROTOTYPA.CZ) ............................. 90 OBRÁZEK 36 - BALISTICKÝ ANALYZÁTOR BA04S (WWW.PROTOTYPA.CZ) ................................................ 90 OBRÁZEK 37 – MOBILNÍ STŘELECKÁ STOLICE STZA 13 (WWW.PROTOTYPA.CZ) ....................................... 91 OBRÁZEK 38 – KAMERA REDLAKE HG 100-K (WWW.REDLAKE.COM) ...................................................... 91 OBRÁZEK 39 – DRS-1 DOPPLER RADAR (WWW.PROTOTYPA.CZ) ............................................................... 91 OBRÁZEK 40- VLETOVÝ OTVOR (VLEVO) A VÝLETOVÝ OTVOR 9MM LUGER FMJ, MÝDLO ......................... 92 OBRÁZEK 41 - STŘELNÝ KANÁL PO PRŮLETU STŘELOU LUGER FMJ, BOČNÍ POHLED, ŽELATINA (VYZNAČENO ČERVENĚ, SPODNÍ DVA NEPLATNÉ - ZÁVADA NA TECHNICE OSVĚTLENÍ) ..................... 92 OBRÁZEK 42 – VELIKOST DUTIN V NÁHRADNÍM MATERIÁLU (GLYCERÍNOVÉ MÝDLO) PRO MUNICI 9MM LUGER FMJ . DATA ZÍSKANÉ POMOCÍ POČÍTAČOVÉ TOMOGRAFIE – NEMOCNICE NA HOMOLCE (EXPERIMENTÁLNÍ DATA) .................................................................................................................. 92 OBRÁZEK 43 – VLETOVÝ OTVOR (VLEVO) A VÝLETOVÝ OTVOR 9MM LUGER BM, MÝDLO ........................ 93 OBRÁZEK 44 - STŘELNÝ KANÁL PO PRŮLETU STŘELOU LUGER BM, BOČNÍ POHLED, ŽELATINA ................ 93 OBRÁZEK 45 – VELIKOST DUTIN V NÁHRADNÍM MATERIÁLU (GLYCERÍNOVÉ MÝDLO) PRO MUNICI 9MM LUGER BM.. DATA ZÍSKANÉ POMOCÍ POČÍTAČOVÉ TOMOGRAFIE – NEMOCNICE NA HOMOLCE (EXPERIMENTÁLNÍ DATA) .................................................................................................................. 93 OBRÁZEK 46 - VLETOVÝ OTVOR (VLEVO) A VÝLETOVÝ OTVOR 357 MAGNUM FMJ, MÝDLO ..................... 94

88

OBRÁZEK 47 - STŘELNÝ KANÁL PO PRŮLETU STŘELOU 357 MAGNUM FMJ, BOČNÍ POHLED, ŽELATINA ..... 94 OBRÁZEK 48 – VELIKOST DUTIN V NÁHRADNÍM MATERIÁLU (GLYCERÍNOVÉ MÝDLO) PRO MUNICI 357 MAGNUM FMJ . DATA ZÍSKANÉ POMOCÍ POČÍTAČOVÉ TOMOGRAFIE – NEMOCNICE NA HOMOLCE (EXPERIMENTÁLNÍ DATA) .................................................................................................................. 94 OBRÁZEK 49 - VLETOVÝ OTVOR (VLEVO) A VÝLETOVÝ OTVOR 357 MAGNUM GD, MÝDLO ...................... 95 OBRÁZEK 50 - STŘELNÝ KANÁL PO PRŮLETU STŘELOU 357 MAGNUM GD, BOČNÍ POHLED, ŽELATINA ...... 95 OBRÁZEK 51 – VELIKOST DUTIN V NÁHRADNÍM MATERIÁLU (GLYCERÍNOVÉ MÝDLO) PRO MUNICI 357 MAGNUM GOLD DOT . DATA ZÍSKANÉ POMOCÍ POČÍTAČOVÉ TOMOGRAFIE – NEMOCNICE NA HOMOLCE (EXPERIMENTÁLNÍ DATA) ................................................................................................. 95 OBRÁZEK 52 - LUGER FMJ 9MM, KONKRÉTNÍ TYP MUNICE PŘED A PO VÝSTŘELU (PŘEDNÍ ŘADA) (EXPERIMENTÁLNÍ OBRAZOVÁ DATA) ............................................................................................... 96 OBRÁZEK 53 – LUGER BM 9MM, KONKRÉTNÍ TYP MUNICE PŘED (ZADNÍ ŘADA) A PO VÝSTŘELU (PŘEDNÍ ŘADA) (EXPERIMENTÁLNÍ OBRAZOVÁ DATA) ....................................................................................

96

OBRÁZEK 54 – 357 MAGNUM FMJ, KONKRÉTNÍ TYP MUNICE PŘED (ZADNÍ ŘADA) A PO VÝSTŘELU (PŘEDNÍ ŘADA) (EXPERIMENTÁLNÍ OBRAZOVÁ DATA) ....................................................................................

96

OBRÁZEK 55 – 357 MAGNUM GD, KONKRÉTNÍ TYP MUNICE PŘED (ZADNÍ ŘADA) A PO VÝSTŘELU (PŘEDNÍ ŘADA) (EXPERIMENTÁLNÍ OBRAZOVÁ DATA) ....................................................................................

10.2

96

Seznam tabulek

TABULKA 1 – SPOTŘEBA ENERGIE PŘI LETU PISTOLOVÉ STŘELY................................................................. 45 TABULKA 2 - OZNAČENÍ STŘEL (KNEUBUEHL, 2004) ................................................................................. 46 TABULKA 3 – VZÁJEMNÉ POROVNÁNÍ ŽELATINY A MÝDLA (KOMENDA, JUŘÍČEK 2003).............................. 58 TABULKA 4 – TECHNICKÁ DATA, LUGER FMJ ............................................................................................ 62 TABULKA 5 – TECHNICKÁ DATA, LUGER BM ............................................................................................. 63 TABULKA 6 – TECHNICKÁ DATA, 357 MAGNUM FMJ................................................................................. 63 TABULKA 7 – TECHNICKÁ DATA, 357 MAGNUM GD .................................................................................. 63 TABULKA 8 – NAMĚŘENÉ HODNOTY POSTŘELU NM GLYCERÍNOVÉ MÝDLO .............................................. 79 TABULKA 9 – NAMĚŘENÉ HODNOTY POSTŘELU NM BALISTICKÁ ŽELATINA .............................................. 80

89

11 PŘÍLOHY 11.1

Obrazová příloha použitého přístrojového vybavení

11.1.1 Inteligentní hradla

Obrázek 34 - LS-04 Double inteligentní hradla (www.prototypa.cz)

11.1.2 Spínací jednotka

Obrázek 35- Programovatelná spínací jednotka PTU-1(www.prototypa.cz)

11.1.3 Balistický analyzátor

Obrázek 36 - Balistický analyzátor BA04S (www.prototypa.cz)

90

11.1.4 Mobilní střelecká stolice

Obrázek 37 – Mobilní střelecká stolice STZA 13 (www.prototypa.cz)

11.1.5 Kamera

Obrázek 38 – Kamera RedLake HG 100-K (www.redlake.com)

11.1.6 Radar

Obrázek 39 – DRS-1 Doppler Radar (www.prototypa.cz)

91

11.2 Obrazová příloha naměřených dat 11.2.1 9mm Luger FMJ - fotodokumentace, data z kamery a CT

Obrázek 40- vletový otvor (vlevo) a výletový otvor 9mm Luger FMJ, mýdlo (experimentální obrazová data)

Obrázek 41 - Střelný kanál po průletu střelou Luger FMJ, boční pohled, želatina (vyznačeno červeně, spodní dva neplatné - závada na technice osvětlení) (experimentální obrazová data)

A

B

C

D

Legenda: A) transverzální řez balistického hloku B) frontální řez vletového otvoru C) frontální řez-maximální rozměr dutiny D) frontální řez výletového otvoru

Obrázek 42 – Velikost dutin v náhradním materiálu (glycerínové mýdlo) pro munici 9mm Luger FMJ . Data získané pomocí počítačové tomografie – Nemocnice Na Homolce (experimentální data)

92

11.2.2 9mm Luger Black Mamba - fotodokumentace, data z kamery a CT

Obrázek 43 – Vletový otvor (vlevo) a výletový otvor 9mm Luger BM, mýdlo (experimentální obrazová data)

Obrázek 44 - Střelný kanál po průletu střelou Luger BM, boční pohled, želatina (experimentální obrazová data)

A

B

C

D

Legenda: A) transverzální řez balistického hloku B) frontální řez vletového otvoru C) frontální řez-maximální rozměr dutiny D) frontální řez výletového otvoru

Obrázek 45 – Velikost dutin v náhradním materiálu (glycerínové mýdlo) pro munici 9mm Luger BM.. Data získané pomocí počítačové tomografie – Nemocnice Na Homolce (experimentální data)

93

11.2.3 357 Magnum FMJ - fotodokumentace, data z kamery a CT

Obrázek 46 - Vletový otvor (vlevo) a výletový otvor 357 Magnum FMJ, mýdlo (experimentální obrazová data)

Obrázek 47 - Střelný kanál po průletu střelou 357 Magnum FMJ, boční pohled, želatina (experimentální obrazová data)

Legenda: A) transverzální řez balistického hloku B) frontální řez vletového otvoru C) frontální řez-maximální rozměr dutiny B D) frontální řez výletového otvoru

A

C

D

Obrázek 48 – Velikost dutin v náhradním materiálu (glycerínové mýdlo) pro munici 357 Magnum FMJ . Data získané pomocí počítačové tomografie – Nemocnice Na Homolce (experimentální data)

94

11.2.4 357 Magnum Gold Dot - fotodokumentace, data z kamery a CT

Obrázek 49 - Vletový otvor (vlevo) a výletový otvor 357 Magnum GD, mýdlo (experimentální obrazová data)

Obrázek 50 - Střelný kanál po průletu střelou 357 Magnum GD, boční pohled, želatina (experimentální obrazová data)

A

B

C

D

Legenda: A) transverzální řez balistického hloku B) frontální řez vletového otvoru C) frontální řez-maximální rozměr dutiny D) frontální řez výletového otvoru

Obrázek 51 – Velikost dutin v náhradním materiálu (glycerínové mýdlo) pro munici 357 Magnum GOLD DOT . Data získané pomocí počítačové tomografie – Nemocnice Na Homolce (experimentální data)

95

11.3 Obrazová příloha použité munice

Obrázek 52 - Luger FMJ 9mm, konkrétní typ munice před a po výstřelu (přední řada) (experimentální obrazová data)

Obrázek 53 – Luger BM 9mm, konkrétní typ munice před (zadní řada) a po výstřelu (přední řada) (experimentální obrazová data)

Obrázek 54 – 357 Magnum FMJ, konkrétní typ munice před (zadní řada) a po výstřelu (přední řada) (experimentální obrazová data)

Obrázek 55 – 357 Magnum GD, konkrétní typ munice před (zadní řada) a po výstřelu (přední řada) (experimentální obrazová data) 96