枪弹种类对平纹织物上弹孔形态的影响研究

□于遨洋

（中国刑事警察学院，辽宁沈阳 110035）

作为涉枪案件中最重要的检验鉴定技术之一，枪弹痕迹检验可以利用弹头、弹壳和目标物上的痕迹，确定发射枪种和枪支，判断案件性质和过程。若现场中无法寻找到具备鉴定条件的弹头和弹壳，目标物上的弹着痕迹就成为唯一的枪弹痕迹。目前，利用弹着痕迹确定涉案枪种是枪弹痕迹检验技术的难题之一，特别是案件中大量出现在纺织品上的弹着痕迹更是如此。平纹织物的纱线配合规律性强，经纬结构均匀，具有适度的各向异性，是一种理想的实验用弹着痕迹承痕体。本文选取弹头形状和初速差别明显的5种枪弹在涤纶平纹织物上形成的弹孔为研究对象，观测其出入口形状、缺损程度和纱线状态等指标，对利用弹孔分析涉案枪弹或枪支的种类的方法进行研究。

一、理论研究

（一）平纹织物的结构性能

平纹织物中经、纬纱的空间结构形态和相互配合关系称为结构相，当经纱与纬纱密度不同时，该结构称为不等支持面结构，纱线密度大的经纱或纬纱抗撕裂强度低而抗断裂强度高，纱线密度小的经纱或纬纱抗撕裂强度高而抗断裂强度低，所以，较疏的纱线先断裂，较密的纱线先撕裂。［1］由于生活中的等支持面结构较少，因此实验中使用的织物为不等支持面结构。

（二）枪弹的侵彻性能研究

结合材料学与弹道学的研究成果，我们从弹头形状上将枪弹分为四类。

1．尖头步枪弹。此种枪弹以56式步枪弹为代表。弹头具有高速强旋转的特点，弹头与织物接触时间短，获得动能的纱线数量较少，经纬纱线仅产生极轻微撕裂后均快速断裂，加之较长的弹头高速旋转，纱线应缺损严重，弹孔四角的纱线产生撕裂，纱线末端松散明显，抽拔出的纱线较少。

2．尖圆头手枪弹。此类枪弹以92式手枪弹为代表。弹头形成弹孔时，与织物接触时间较短，弹头越尖，受撞击区影响的纱线数目越少，纱线轻微撕裂后快速断裂，弹头的旋转摩擦造成弹孔中心的明显缺损和纱线的扭曲、末端纤维松散，应力分布使弹孔四角产生撕裂，圆钝的弹头抽拔出的纱线数目较多。

3．半球头手枪弹。此类枪弹以59式手枪弹为代表。弹头形成弹孔时，弹头与织物接触时间明显增加，经纬纱线由中心到外围产生渐进的撕裂和断裂，使弹孔中心的缺损变小，纱线末端纤维的松散明显降低，不等支持面结构的平纹织物经纬纱力学性质的差别，使弹孔由于应力分布趋近椭圆形，圆钝的弹头抽拔出的纱线数目较多。

4．平头手枪弹。此类枪弹以9mm警用转轮枪弹为代表。弹头形成弹孔时，弹头与织物接触时间相对增加，弹头前端与织物接触面积的增大明显地增强了摩擦作用，平头弹的环形边缘对纱线有较强烈的剪切作用，剪切力与摩擦力的合力使织物产生沿弹头旋转方向的纱线断裂和撕裂，造成由弹头边缘剪切形成的较大缺损，并伴随较明显的抽拔纱线现象。

二、实验过程

（一）实验器材

59式手枪、92式手枪、9mm警用转轮枪、81式步枪各1支，参数见表1。59式手枪弹、92式手枪弹、9mm警用转轮枪弹、56式步枪弹各20发，参数见表2。涤纶平纹白布（经纱纬纱密度比为2∶1）、FL－G型红外测速仪、帆鹰牌拔弹器、PL－203型电子天平、数码相机、卷尺、立体显微镜。

表1 实验用枪支参数

表2 实验用枪弹参数

（二）实验样本制作及固定

利用实验用枪，在2m处对涤纶平纹织物进行垂直射击，每种枪支射击20个弹孔，将所得到的样本在立体显微镜下以12倍倍率观察并对射入口和射出口垂直拍照，从侧向对射出口的纱线翻卷情况拍照，用读数显微镜进行数据测量并统计。

三、结果与讨论

（一）尖头弹射击弹孔

实验用的81式步枪配用56式7．62mm尖头步枪弹，枪口初速较高，利用激光测速仪在2m处测得的弹着速度为720m/s，高弹速和较尖的弹头形状形成了特征明显的弹孔。

81式步枪发射的弹头对织物冲击非常明显，射入口如图1所示，弹孔中心缺损严重，经纬纱线大部分从弹孔边缘处断裂，与少数较长的纱线交织于方形弹孔的各边中点附近，方形弹孔的四个边角撕扯严重，附近纱线有明显的扭曲变形反映，弹孔边缘烧焦变硬，纱线明显向出口方向翻卷。

81式步枪发射的高速尖头弹的弹孔射出口，在透射光下，如图2所示，弹孔形状为“四叶草”形，弹孔四角由于撕裂作用呈半径较小的圆形，四角附近纱线的推挤现象清晰可见，中心纱线较长且稀疏。从侧向对弹头射出口进行观测，如图3所示，纱线整体呈“王冠”状，翻卷明显，每根纱线均有较大的弯曲。

图1 56式步枪弹射入口

图2 56式步枪弹射出口

图3 56式步枪弹射出口（侧视）

根据终点效应理论，弹着速度与弹头的破坏力成正比，纺织物纱线在56式步枪弹的高弹速作用下，弹孔周围纱线在应变中明显的向弹头冲击区移动。从实验结果看，弹头冲击区中的纱线不断产生断裂，产生严重的缺损。由于弹头尖锐，弹孔中心的经纬纱线受牵拉明显，带动弹孔边缘的纱线向中心位移，使弹孔边缘凸向弹孔中心，“十”字应力分布造成方形弹孔的四角撕裂严重，变成“四叶草”形，而纱线在牵拉作用下的位移使出口侧形成“王冠”状的严重翻卷。

（二）尖圆头手枪弹射击弹孔

92式手枪配用92式9mm尖圆头手枪弹（外形与9×19mm“巴拉贝鲁姆”手枪弹相同），枪口初速350m/s，利用激光测速仪在2m处测得的弹着速度为322m/s，尖圆形的弹头形状形成了特征明显的弹孔。

92式手枪发射的弹头对纱线的冲击形成明显的断裂作用，如图4所示，纱线断端整齐，反映出明显的拉断特点，弹孔边缘的平行纱线明显缺损，弹孔四角纱线完全断裂，弹孔形状方圆形，边缘有较浓的烟垢。尖圆的92式手枪弹形成的弹孔，如图5所示，出口呈“四芒星”状，内部纱线较长且向中心汇聚，四个角的纱线少，中心纱线较多，从侧向观察，如图6所示，纱线断端整齐，整体呈“金字塔”形。

图4 92式手枪弹射入口

图5 92式手枪弹射出口

图6 92式手枪弹射出口（侧视）

与56式步枪弹相比，92式手枪弹的速度下降使弹头冲击区中的纱线缺损明显降低。由于弹头尖锐度不如56式步枪弹，弹孔中心的经纬纱线受到的牵拉下降，减少了纱线向中心的位移，弹孔的四角撕裂变得轻微，出口俯视图的“四叶草”形也没有56式步枪弹的典型，纱线在牵拉作用下的位移减少，造成出口侧形成“金字塔”状翻卷。

（三）半球头手枪弹射击弹孔

59式手枪配用59式9mm半球头手枪弹，枪口初速315m/s，利用激光测速仪在2m处测得的弹着速度为308m/s，平纹织物在半球形的弹头作用下先后形成“圆形”和“菱形”变形区，经纬纱线从织物中抽拔而出，然后形成断裂。［2］从实验结果看，如图7所示，断裂纱线明显向弹孔中心汇聚，经纬纱线大部分从弹孔中心处断裂，纱线断端散开明显呈毛绒状，弹孔形状方圆，边缘有较浓的烟垢。如图8所示，59式手枪弹形成的弹孔出口呈长方形，半球头弹抽拔作用较强，与织物接触面积最大，弹头的旋转摩擦使纱线弯曲撕扯，弹孔四角有轻微撕裂，弹孔中心纱线缺损较多，纱线断端整齐，在弹孔边缘缠绕，纱线数量未见减少。从侧向观察，如图9所示，纱线整体隆起很小。

图7 59式手枪弹射入口

图8 59式手枪弹射出口

图9 59式手枪弹射出口（侧视）

59式手枪弹的速度较低，造成弹头冲击区中的纱线缺损很轻微。由于弹头圆钝，弹孔中心的经纬纱线受到的牵拉产生的位移很少，弹孔的四角撕裂变得非常不明显，出口俯视图只能从弹孔四角发现很小的撕裂，出口侧的纱线翻卷不明显。

（四）平头手枪弹射击弹孔

9mm警用转轮枪配用9mm平头转轮枪弹，枪口初速220m/s，利用激光测速仪在2m处测得的弹着速度为212m/s，平头弹的特殊形状形成了明显剪切作用，弹孔特征比较特殊。

9mm警用转轮枪发射的平头弹弹体的垂直棱边产生剪切作用，使纱线内部应力大于纱线断裂失效阈值，纱线发生断裂，若弹孔两个对边纱线均断裂，将从织物上分离出形如薄圆盘的小块织物，若仅一侧纱线断裂，弹孔中心将形成编织结构较完整的片状织物断离。平头弹在织物上弹孔的缺损明显，纱线断端整齐，边缘有较淡的烟垢，如图10－12所示，弹孔出入口呈长方型，从侧向观察，纱线断端整齐，整体呈斜坡状。

图10 9mm警用转轮枪弹射入口

图11 9mm警用转轮枪弹射出口

图12 9mm警用转轮枪弹射出口（侧视）

平头的9mm转轮枪弹弹头边缘的剪切作用使弹孔边缘纱线首先断裂，由于弹头冲击作用不高，弹孔一侧纱线断裂释放能量后，另一侧纱线没有达到断裂阈值依然相连，当织物的经纬纱线密度不相等时，在密度低的方向，两侧纱线断裂严重，密度高的方向，纱线只在一侧断裂。这种情况造成弹孔边缘纱线断裂形成一定的缺损，弹孔中心纱线密集。

通过观测发现，实验结果表现出的弹孔形态规律与理论分析的结果符合程度很高，弹头形状和速度对弹孔形态具有明显的影响效果，另外，弹孔边缘的烟垢伴随的枪支枪弹种类的不同也产生了一些差别，其原因与枪弹发射药的不同有关。对平纹织物上弹着痕迹与枪弹种类相关性研究，控制了影响因素的数量，为分析弹孔与弹头的关系，提供了较好的条件。

四、结论

理论分析和实验观测的结果表明，平纹织物的弹着痕迹与枪弹的弹着速度和弹头形状具有明显的相关性。

从弹着速度的角度看，弹着速度越高，弹孔内部缺损越严重，表现为纱线断裂点增加，断端纱线解体越明显，弹孔出口纱线外翻越严重。

从弹头形状看，尖头弹，纱线断裂点集中在弹孔中心，且较长纱线靠近各边中点且数量很少。钝头弹，弹着瞬间接触更多的纱线，造成更多的缺损或卷曲。平头弹，边缘剪切作用使纱线断裂点在弹孔边缘，能够冲出织物碎片，造成较大缺损。

对于不同型号的枪支，射击弹头的形状与速度的搭配关系有明显的差别，为利用平纹织物上弹着痕迹区分枪支和枪弹的种类提供了条件。弹孔边缘烟垢状态，与枪弹种类也具有相关性。

［1］刘 勤，等．不同结构相涤纶平纹织物的拉伸与撕裂性能分析［J］．纺织科技进展，2009（1）．

［2］李裕春，等．半球头弹体撞击作用下平纹物动态响应的数值模拟［J］．玻璃钢/复合材料，2010（3）．