Механизм образования следов гладкого ствола на снарядах и особенности методики идентификации гладкоствольного стрелкового огнестрельного оружия по следам на выстреленных снарядах
В патронах для гладкоствольного оружия метательный заряд отделен от снаряда пыжом, через который снаряд воспринимает давление пороховых газов. Под воздействием пороховых газов пыж, снаряд в целом и каждая дробина или картечина (далее — дробина) в отдельности перемещаются по каналу ствола. При этом единичная дробина обладает силой инерции, пропорциональной ее массе и ускорению движения, направленному противоположно направлению вектора скорости снаряда. Поэтому каждая дробина вышележащего слоя воздействует на дробину нижнего слоя с усилием, равным силе ее инерции. С увеличением количества слоев сила взаимодействия соседних дробин возрастает, так как силы инерции всех вышележащих дробин суммируются.
В результате выстрела из гладкоствольного ружья снаряд приобретает скорость около 400 м/с. В канале ствола снаряд движется с переменным ускорением, причем уже на расстоянии около 100 мм от патронника скорость снаряда увеличивается до 100 м/с, и в этой точке снаряд имеет максимальное значение ускорения.
Под действием силы давления пороховых газов и расклинивания периферические дробины прижимаются к поверхности канала ствола, в результате чего на них появляются участки деформированной поверхности — контактные поверхности, т.е. следы канала ствола. Данные следы канала ствола на дробинах и картечинах имеют вид части цилиндрической поверхности с границей в форме эллипса. Контактная поверхность образуется в результате пластических (необратимых) деформаций дробины, ее площадь остается неизменной и после прекращения либо уменьшения действия приложенной нагрузки. Происходит это по причине того, что в момент максимума ускорения контактная поверхность достигает наибольшей величины и далее остается без изменений, т.е. при достижении снарядом наибольшего ускорения происходит окончательное формирование размеров следа канала ствола.
Распределение сил в дробовом снаряде обусловливает одно интересное обстоятельство — увеличение площади следа канала ствола и деформацию дробин нижнего слоя по сравнению с верхним. Кроме того, форма и размеры канала ствола зависят также от номера дроби (размера снаряда): чем меньше номер дроби, тем больше след.
В процессе движения полиснаряда (множественного снаряда) в канале ствола периферийные дробины контактируют со стенками канала ствола, воспринимая неровности микрорельефа его поверхности. В итоге у дульного среза окончательно формируется суммарный след, представляющий собой трассы различной степени выраженности, обусловленной состоянием стенок канала ствола. Чем выше качество обработки поверхности канала ствола, тем меньше размеры и степень выраженности микротрасс в следе, и наоборот.
Трассы микрорельефа в следах канала ствола располагаются перпендикулярно к большой оси эллиптического следа, и их направление соответствует направлению продольной оси ствола.
Кроме следов канала ствола в результате выстрела на дроби и картечи образуются так называемые контактные пятна, которые представляют собой округлые вмятины с плоским или незначительно вогнутым дном. Контактные пятна возникают на дроби в результате ее сжатия соседними дробинами под действием перегрузок от давления пороховых газов. По контактным пятнам можно судить о месте дробины в определенном ряду полиснаряда. В случае наличия указанных следов, а также отпечатков волокон пыжа можно утверждать, что дробина находилась в нижнем ряду снаряда. Наличие контактных пятен на дроби не только с одной стороны при отсутствии следов — отпечатков пыжа, а также их меньший размер по сравнению с размером контактных пятен дробины, расположенной в нижнем ряду, свидетельствуют о расположении данной дробины в верхнем ряду.
Наличие нескольких контактных пятен (четырех и более) на противоположных сторонах служит признаком нахождения дробины в среднем ряду.
Механизм образования следов капала ствола на пулях зависит от конструкций пули и ствола (цилиндр, чок, нарезной чок). Все пули для гладкоствольного оружия можно условно разделить на две группы: шаровые и цилиндрические. Механизм следообразования на пулях имеет свои особенности для каждой из этих групп.
При выстреле шаровая пуля прижимается одной стороной к поверхности канала ствола на всем протяжении своего движения в стволе. Происходит это по причине того, что геометрический центр пули не совпадает с геометрическим центром пыжа и центром действия составляющей силы пороховых газов, поэтому возникает результирующий момент сил, прижимающих пулю только к одной стороне канала ствола. В результате происходит односторонний контакт пули с участком поверхности канала ствола и на пуле образуется ограниченная цилиндрическая поверхность с трассами, направленными вдоль оси ее движения. Степень выраженности трасс и их величина зависят от степени износа канала ствола и шероховатости его последнего следообразующего участка. Следы цилиндрическою ствола на шаровой пуле имеют форму эллипсовидной площадки с цилиндрической поверхностью, диаметр которой соответствует диаметру дульного среза. При движении шаровой пули по каналу ствола возникает сила трения, неравномерная в каждой точке следа, по причине чего образуется вращающий момент сил, и если он превышает силу, прижимающую пулю к стенке ствола, то пуля проворачивается и на ней образуются вторичные следы канала ствола. Аналогичные следы образуются при прохождении пулей чокового сужения. Если диаметр пули меньше диаметра чокового сужения, то вторичные следы на пуле могут находиться на некотором расстоянии от первичного следа, примыкать к нему или полностью перекрывать. Диаметр кривизны вторичного следа равен диаметру чокового сужения канала ствола. Различие в диаметрах цилиндрической поверхности первичного и вторичного следов канала ствола является признаком того, что пуля была выстрелена из ствола с чоковым сужением.
Если диаметр шаровой пули больше диаметра чокового сужения, то при выстреле пуля, проходя через чоковое сужение, вытягивается, принимает форму части цилиндра, образуя вторичный след канала ствола с трассами, направленными вдоль движения пули. Длина вторичного следа каната ствола определяется диаметром пули. Диаметр цилиндрической части вторичного следа соответствует диаметру чока. Первичный след канала ствола может перекрываться вторичным следом полностью либо частично. При этом первичные следы могут как примыкать к вторичному следу, так и находиться от него на расстоянии.
При выстреле цилиндрической пулей, не имеющей ведущих поясков либо ребер (например, пуля ВВОО-Ильнна, пуля Вицлебена), в процессе движения по цилиндрической части канала ствола она прижимается головной частью к стенке канала за счет момента сил, возникающих по причине несовпадения центра масс с силой, действующей на дно пули. В результате этого пуля на протяжении всего интервала движения находится в одностороннем взаимодействии с поверхностью канала ствола. Следы канала ствола отображаются в виде двух треугольных поверхностей, направленных вершинами друг к другу и расположенных друг против друга на поверхности пули. Формирование подобного следа связано с перекосом пули в канале ствола. Данные следы можно наблюдать при выстреле пулей несоответствующего калибра, например пулей 16-го калибра из ружья 12-го калибра.
При прохождении цилиндрической пули через чоковое сужение на ней образуются вторичные следы двух типов.
Если диаметр дульного сужения меньше диаметра пули, она вытягивается и на ней образуются вторичные следы канала ствола в виде трасс, расположенных на всей цилиндрической поверхности. При этом в окончании следов на дне пули наблюдается смещение свинца по всей торцевой поверхности. Первичные следы канала ствола полностью перекрываются вторичными следами, образованными от чокового сужения.
При диаметре дульного сужения больше диаметра пули последняя, проходя переходной скат чекового сужения, перекашивается и в результате на верхней ее части формируется вторичный след канала ствола в виде треугольной поверхности с трассами, расположенными с противоположной стороны от первичных следов канала ствола. Первичный след может быть как полностью перекрыт вторичным, образованным в канале чока, так и находиться по краям вторичного следа.
На цилиндрических пулях с ведущими поясками или ребрами, выступающими за поверхность тела пули, образование следов канала ствола происходит по следующей схеме. В момент выстрела за счет ведущих поясков или ребер пуля центрируется в цилиндрической части канала ствола. При движении пули по каналу ствола на ведущих поясках пули образуются следы канала ствола в виде трасс, направленных вдоль движения пули. При прохождении пули через переходную часть чекового сужения все ведущие пояски и ребра сминаются, вступая в контакт с каналом чока, микрорельеф канала чока отображается в виде трасс на указанных поясках и ребрах. Если пуля была выстрелена из оружия с цилиндрической сверловкой ствола, то деформация ведущих поясков и ребер отсутствует.
Особенности методики идентификации гладкоствольного стрелкового огнестрельного оружия по следам на выстреленных снарядах
Методика идентификации гладкоствольного стрелкового огнестрельного оружия по следам на выстреленных снарядах основана на тех же принципах, имеет структуру и последовательность действий эксперта, в целом аналогичные методике идентификации нарезного стрелкового огнестрельного оружия по следам на пулях, которая была рассмотрена ранее.
Однако, учитывая специфику механизма образования следов на снарядах, выстреленных из гладкого ствола, конструктивные особенности и физические свойства материала снарядов (в большинстве случаев это свинец), следует выделить некоторые особенности методики идентификации гладкоствольного оружия по его следам на снарядах.
Объем исходной информации, представленной в распоряжение эксперта, определяет дальнейшие затраты времени и средства на проведение экспертизы, а главное — возможность ответов на вопросы по существу. В ряде случаев у эксперта может возникнуть необходимость уточнения отдельных обстоятельств, имеющих значение для решения поставленных задач.
Уточнению подлежат следующие обстоятельства: из какого ствола оружия (правого, левого, верхнего, нижнего) произведен выстрел на месте происшествия; какие возможные изменения произошли с оружием после выстрела; какое количество выстрелов произведено до и после выстрела на месте происшествия; сколько времени прошло после последней чистки оружия; каков способ снаряжения использованного при выстреле патрона.
В случае если среди дроби, представленной на исследование, имеются снаряды с недеформированными следами канала ствола, можно установить калибр гладкоствольного ружья, из ствола которого была выстрелена эта дробь. Это осуществляется посредством измерения кривизны поверхности следов канала ствола. Кривизну поверхности этих следов определяют либо с помощью калибромера, либо путем расчета радиуса кривизны (R) по формуле
где L — длина хорды, соединяющей левую и правую границы следа, мм;
Н — высота сегмента (перпендикуляра к середине хорды), мм.
Рассчитав радиус канала ствола по кривизне его следа, отобразившегося на дробине, можно без особого груда по справочным данным определить калибр ствола.
Наименьшая ширина следа, достаточная для определения калибра, находится в пределах 2.5—3 мм, высота сегмента при этом составляет порядка 0,1 мм. Для того чтобы с уверенностью дифференцировать близкие калибры с учетом возможных чоковых сужений, необходимо производить измерения с точностью не ниже 0,001 мм.
Следует отметить, что существуют и другие методы определения калибра ствола по его следам на выстреленной дроби (картечи)1Например, способ, основанный на прямом совмещении профилограмм следа и шаблона (Е.И. Сташенко и Х.М. Тахо-Годи)..
Большое значение имеет установление ориентации следов на каждой дробине. Если она не определена, объем исследования может значительно увеличиться, так как след на каждом снаряде придется исследовать дважды, считая сначала одну из его сторон началом следа, а затем противоположную.
Начало и окончание следов на выстреленной дроби (картечи) может быть определено по следующим признакам:
- наличию (отсутствию) на них отпечатков поверхности пыжа;
- расположению, размерам и количеству контактных пятен (на дробинах, картечинах, контактировавших с поверхностью канала ствола, контактные пятна находятся на поверхности, обращенной в сторону противоположную направлению движения);
- величине наклепа металла на краях следа (край следа, имеющий больший наплыв (смещение металла), является окончанием, а противоположный — началом следа);
- особенностям выраженности микрорельефа следа (сторона следа, имеющая меньшую степень выраженности трасс, а в отдельных случаях некоторую заполированную поверхность, является его началом, а противоположная, имеющая более крупный микрорельеф, — его окончанием);
- месту расположения следа соударения с преградой.
Особое значение уделяется подготовке и снаряжению патронов для экспериментальной стрельбы. При этом существенным является выбор конструкции снаряда для получения экспериментальных следов канала ствола проверяемого оружия.
В настоящее время предложено несколько различных видов экспериментальных снарядов.
Одним из первых нашел широкое применение в экспертной практике снаряд СГ-1, разработанный В.Ф. Гущиным. Он состоит из винта, разделительного цилиндра, двух свинцовых колец и гайки. Разновидностью этого снаряда является «катушка» с двумя свинцовыми кольцами на винте, скрепленными с обеих сторон с помощью гаек. Основной рабочей частью снаряда являются два свинцовых следовоспринимающих кольца, закрепленных друг от друга на расстоянии 1,2-2,0 диаметра канала ствола, что позволяет при выстреле стабилизировать снаряд относительно продольной оси
канала ствола. Диаметр следовоспринимающих колец на 0,5-0,7 мм превосходит диаметр дульного сужения.
В дальнейшем В.Ф. Гущин предложил снаряды СГ-2 и СГ-5, которые имели по четыре подвижных лепестка, одноточечно прикрепленных к осевой детали. Такие снаряды предназначены для получения экспериментальных следов от каналов стволов с чоковыми сужениями. На лепестках установлены свинцовые элементы со следовоспринимающим пояском. Недостатком данных снарядов является сложность их конструкции. Поэтому они не получили широкого применения на практике.
Были предложены и другие виды экспериментальных снарядов, общим недостатком которых являлась сложность конструкции, что затрудняло их практическое использование.
Учитывая указанные недостатки, Е.И. Сташенко предложил для получения следов канала ствола использовать крупную согласованную картечь. Для патронов 16-го калибра картечь диаметром 7,85 мм, для 12-го калибра — 8,5 мм.
При применении согласованной картечи обеспечивается перекрытие около 70% диаметра поверхности канала ствола за один выстрел. Оставшиеся участки перекрываются при производстве второго выстрела с разворотом патрона вокруг своей оси на определенный угол.
Картечины указанных диаметров образуют один ряд из трех штук без зазоров по периметру канала трубки гильзы. В патрон укладывают 9 картечин — 3 ряда по 3 картечины, причем таким образом, чтобы картечина верхнего второго ряда касалась двух картечин нижнего ряда. Верхний ряд развернут относительно нижнего на 60 градусов. Каждую картечину окрашивают в определенный цвет (цветным графитом) и нумеруют. Для стрельбы готовят четыре патрона. Зафиксировав положение картечи первого ряда в гильзе и соответственно патрон в патроннике относительно условного ориентира, например цифры 12 циферблата часов, отстреливают два патрона. Затем отстреливают два других патрона, установив ориентир на цифре 1 или 11.
После экспериментальной стрельбы картечь собирают в порядке, определенном нанесенными номерами на ней, и определяют устойчивость следов и пригодность их для дальнейшего сравнения.
Однако и этот метод имеет свои недостатки: сложность ориентирования каждой картечины при снаряжении патрона (окрашивание, размещение, нанесение номеров); трудоемкость установления их места в снаряде после выстрела; необходимость нескольких выстрелов для перекрытия всей диаметральной поверхности канала ствола; сложность сравнительного исследования, так как приходится сравнивать отдельно каждую картечину.
Существенным преимуществом использования согласованной картечи, перекрывающей все недостатки этого метода, является адекватность следообразования реальному дробовому выстрелу.
Для выработки оптимальной конструкции экспериментального снаряда необходимо, чтобы он был монолитным, простым по конструкции и технологии изготовления, последовательно воспринимал следы от всей поверхности канала ствола, т.е. от патронника до дульного среза, обладал необходимой «эластичностью», деформировался (без разрушения) при прохождении чоковых сужений и не вызывал разрыва ствола. Конструкция снаряда должна максимально упрощать проведение экспериментов и обеспечивать получение пригодных для сравнения следов.
На кафедре трасологии и баллистики факультета экспертов- криминалистов Волгоградской высшей следственной школы МВД России был разработан снаряд ФЭК-1, который в значительной мере позволил устранить недостатки рассмотренных ранее снарядов. Он имеет цилиндро-коническую форму и полусферическую полость, т.е. близок по форме к наперстку.
Высота его не превышает диаметр канала ствола оружия, а толщина стенок составляет 2,0-2,5 мм. Для стрельбы из ружей 12-го калибра диаметр снаряда ФЭК-1 составляет 18,2 мм, высота — 15,0 мм, толщина стенок — 2,5 мм.
Снаряды изготавливаются методом заливки расплавленного свинца в алюминиевый кокиль, состоящий из двух частей: нижней (основание), служащей для формирования внутренней полости снаряда, и верхней, образующей контур наружной поверхности. Вставленные одна в другую, обе части формы образуют объем, заполняемый расплавленным свинцом через отверстие в верхней части. Для получения качественных отливок форму (кокиль) перед заливкой металла необходимо предварительно нагреть.
Снаряд ФЭК-1 снаряжается в бумажную или пластмассовую гильзу с уменьшенным пороховым зарядом (50-75% номинального).
Использование данных снарядов для получения экспериментальных следов показало их преимущество перед ранее известными конструкциями.
Для получения экспериментальных следов в исключительных случаях может быть рекомендован метод протягивания (проталкивания) снаряда сквозь ствол. Однако условия протягивания вообще не соответствуют реальным условиям выстрела. Поэтому микрорельеф получаемых следов существенно отличается от микрорельефа, формирующегося на выстреливаемом снаряде. Но полностью отказываться от этого метода нецелесообразно. Его можно использовать в случаях, когда стрельба невозможна ввиду дефектов ствола оружия (изогнутость, раздутие, разрывы и т.п.).