Ballisztikus zselatin

Ballisztikus zselatin  - zselatin anyagok, amelyek összetételét kifejezetten az élő emberi szövetek fizikai tulajdonságainak ( viszkozitás , sűrűség , húzóerő stb.) szimulálására választották kísérletekben a lőfegyverek lőszereinek , aknáinak, robbanószerkezeteinek stb. .

Általános rendelkezések

A különféle természetű lövedékek sérülésének káros hatásának kísérleti vizsgálatára ősidők óta használták az emberi tetemeket, állati tetemeket és élő egyedeiket, valamint különféle mesterséges eredetű helyettesítőket: zselatint, agyagot , szappant, petrolátumot , vizes edényeket. stb. [1] [2] . A mesterséges anyagok fő előnyei közé tartozik a hozzáférhetőség, a szerkezet egységessége, a legtöbb biológiai szövethez viszonyított reprezentativitás, a fizikai és műszaki paramétereik variálhatósága és a kísérleti eredmények reprodukálhatósága statisztikailag szignifikáns mennyiséggel [3] .

A zselatin anyagokat széles körben alkalmazzák a sebballisztika különféle fizikai és mechanikai hatásainak, jelenségeinek , így például egy ideiglenes pulzáló üreg kialakulásának és fejlődésének folyamataiban [3] . Ellentétben a biológiai szövetek műanyag imitátoraival (átlátszó glicerines szappan, szobrászati ​​gyurma), a ballisztikus zselatin rugalmas tulajdonságokkal rendelkezik, ami lehetővé teszi egy ideiglenes pulzáló üreg evolúciós dinamikájának teljes jellegének megfigyelését annak létezésének minden szakaszában [3] . Fejlődésének és csillapításának jellemzőinek ballisztikus zselatinban történő regisztrálására pulzáló mikroszekundumos radiográfiát alkalmaznak [3] , és speciális akusztikus berendezéssel rögzítik a zselatin blokkok nyomásesését [4] . Az átlátszó zselatin blokkok használata nagy sebességű filmezéssel kombinálva (1000-2000 képkocka/másodperc nagyságrendű expozíciós sebességgel) lehetővé teszi a sebzett lövedék célszimulátoron való áthaladásának összes jellemzőjének vizuális rögzítését, beleértve a tárgyak külső deformációit [3] . Ezen túlmenően a sebcsatorna környezetének vizsgálata lehetővé teszi a sérülést okozó lövedék energialeadási paramétereinek közelítését, valamint a szövetelhalás mértékének becslését a sebüreg mentén [2] .

Fizikai és kémiai tulajdonságok

Mivel az emberi izomszövet megközelítőleg 75%-a víz , a 20%-os ballisztikus zselatin lehetővé teszi mechanikai tulajdonságainak nagymértékű hasonlóságát úgy, hogy a folyékony fázist a kísérlet számára megfelelő formába köti [5] . Egyes kutatási munkákban a nagyobb megbízhatóság érdekében a zselatinos masszát bőr- és csontanyag-töredékekkel vagy azok helyettesítőivel egészítik ki (pl. cső alakú modellek stb. formájában) [2] .

A zselatin anyagok összetételét a GOST [1] szabályozza (például GOST 11293-78 [4] ), azonban a legtöbb vizsgálatnál 10%-os (4 °C-os hőmérsékleten) vagy 20%-os zselatinoldat. az összetétel (10 °C-os hőmérsékleten) általánosan elfogadott szabványnak tekinthető [2] [3] [6] . A tudományos irodalomban folyamatos vita folyik arról, hogy melyik zselatin készítmény (10% vagy 20%) alkalmasabb a biológiai szövetek utánzására, de egyetértés van abban, hogy a 10% zselatin sűrűsége közelebb áll a lágyszövetekhez, és 20 % közelebb van az izomhoz [2] . A ballisztikus zselatin blokkok teljes méreteit általában a kísérlet céljaitól függően választják ki, és ezek 140 × 80 × 80 mm [1] [3] , 200 × 200 × 270 mm [3] stb.

Megállapítást nyert, hogy a 10%-os zselatin Poisson -aránya 0,34-ről 0,37-re nő a nyomás 0-ról 3 GPa-ra történő növelésével, és további nyomásnövekedés esetén 12 GPa-ig állandó értéke 0,37 [6 ] . A rendelkezésre álló adatok arra utalnak, hogy a ballisztikus zselatin mechanikai hatásra adott válasza nem-lineáris és nem stacionárius tulajdonságokkal rendelkezik, amely mellett térbeli anizotrópia is hozzáadható [7] .

Jegyzetek

  1. 1 2 3 Popov V. L., Dyskin E. A. Tanulmányi tárgyak // Sebballisztika (törvényszéki szempontok). - Szentpétervár: Katonai Orvosi Akadémia, 1994. - T. 234. - P. 14. - (A Katonai Orvosi Akadémia közleménye).
  2. 1 2 3 4 5 Jussila J. Seb ballisztikus szimulációja . — Akadémiai értekezés. - Helsinki: Helsinki Egyetem és Rendőrségi Műszaki Központ, 2005. - ISBN 952-10-2209-4 .
  3. 1 2 3 4 5 6 7 8 Gumanenko E. K. et al. 4.3 Sebballisztika és lőtt sebképződés biofizikája // Lokális háborúk és fegyveres konfliktusok katonai terepi sebészete. Útmutató orvosoknak. - Moszkva: GEOTAR-Media, 2011. - S. 71. - 672 p. - 1000 példányban.  — ISBN 978-5-9704-1901-4 .
  4. 1 2 Shteinle A. V. et al. Módszertan a végtagok lőtt sebeinek modellezésére  (orosz)  // Siberian Medical Journal. - 2008. - S. 74-80 . — ISSN 2073-8552 .
  5. Shepherd CJ et al. A ballisztikus zselatin dinamikus viselkedése  //  AIP Conference Proceedings. - 2010. - T. 1195 . - doi : 10.1063/1.3295071 .
  6. 1 2 Yaoke Wen et al. Puskagolyó behatolása ballisztikus zselatinba  (angol)  // Journal of the Mechanical Behaviour of Biomedical Materials : folyóirat. - 2017. - T. 67 . - S. 40-50 .
  7. Cronin DS Anyagtulajdonságok emberi, ballisztikus szappan és zselatin numerikus szimulációihoz . — Magas szintű technológiai áttekintés. – Valcatier: Védelmi K+F Kanada, 2010.

További olvasnivalók