淺析槍擊鋼化玻璃矩形碎塊特征

梁帥，包清

（1.鐵道警察學(xué)院，河南鄭州450053；2.上海市公安局刑事偵查總隊(duì)，上海200083）

淺析槍擊鋼化玻璃矩形碎塊特征

梁帥1，包清2

（1.鐵道警察學(xué)院，河南鄭州450053；2.上海市公安局刑事偵查總隊(duì)，上海200083）

目的總結(jié)槍擊鋼化玻璃碎塊特征，以期區(qū)分發(fā)射槍種范圍，為快速偵破案件提供線索。方法在相同條件下，利用不同動(dòng)能區(qū)間的槍支槍擊同一批次鋼化玻璃制作樣本，統(tǒng)計(jì)矩形碎塊的面積大小和個(gè)數(shù)，研究總結(jié)鋼化玻璃碎塊特征。結(jié)果鋼化玻璃矩形碎塊面積大小和個(gè)數(shù)與發(fā)射槍種的彈頭動(dòng)能具有相關(guān)性。射擊彈頭動(dòng)能越高，碎塊面積越大，碎塊個(gè)數(shù)越少。當(dāng)撞擊點(diǎn)位于鋼化玻璃中心時(shí)，放射紋區(qū)的矩形碎塊面積差別不大；當(dāng)撞擊點(diǎn)位于鋼化玻璃邊框時(shí)，距離撞擊點(diǎn)較近處邊框附近處的矩形碎塊面積較?。痪嚯x撞擊點(diǎn)較遠(yuǎn)處邊框附近處矩形碎塊面積較大。結(jié)論通過(guò)分析矩形碎塊面積大小和個(gè)數(shù)，可以大致確定發(fā)射槍支的彈頭動(dòng)能，為區(qū)分發(fā)射槍種縮小范圍。

鋼化玻璃；矩形碎塊；發(fā)射槍種

Abstract:ObjectivesTo summarize the characteristics of fragments of toughened glass being shot from middle or long distance in order to distinguish the kind of shooting guns for obtaining case clues.MethodIn the middle or long distance，under the same condition，guns of different kinetic energy range were used to shoot the same batch of toughened glass.The size and number of rectangular fragments were then counted and analyzed.ResultsThe size and number of rectangular fragments were positively related to the kinetic energy.When the impact point was located in the center of toughened glass，the area of broken rectangular fragments was not significantly different.When the impact point was close to the frame of toughened glass，the area of broken rectangle fragments was smaller near the frame，and larger near the border of the impact point.ConclusionBy analyzing the size and number of rectangular fragments，the bullet’s kinetic energy can be determined roughly，which helps narrowing the scope of gun’s varieties.

Keywords:toughened glass;rectangular fragment;type of shooting gun

鋼化玻璃又稱(chēng)強(qiáng)化玻璃[1]，是通過(guò)物理或化學(xué)的方法，在玻璃表面形成壓應(yīng)力層，使玻璃本身具有較高的抗壓強(qiáng)度。槍擊玻璃案件很少出現(xiàn)，但一旦出現(xiàn)，必會(huì)引起人員和社會(huì)恐慌，對(duì)國(guó)家形象造成不良影響，快速偵破案件成為現(xiàn)實(shí)需要。在前面的研究中，通過(guò)分析彈孔直徑和彈孔形態(tài)，可以基本確定發(fā)射槍支的彈頭動(dòng)能、彈頭材質(zhì)和彈頭速度，為區(qū)分發(fā)射槍種縮小范圍[2]。

目前槍擊鋼化玻璃破碎裂紋形態(tài)的研究一直處于真空狀態(tài)。為了充分確定發(fā)射槍種，探求碎塊大小、碎塊個(gè)數(shù)與發(fā)射槍種的具體關(guān)系，故設(shè)計(jì)模擬實(shí)驗(yàn)，從中尋找槍支彈頭動(dòng)能對(duì)玻璃矩形碎塊面積和個(gè)數(shù)的影響。

槍支發(fā)射彈頭沖擊鋼化玻璃時(shí)，其產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過(guò)鋼化玻璃的表面應(yīng)力，鋼化玻璃會(huì)破碎發(fā)生斷裂，并不斷產(chǎn)生分叉，由于應(yīng)力是雙軸的，故微裂紋形成出來(lái)的兩個(gè)分支將會(huì)擴(kuò)展而且再形成分支，此過(guò)程延續(xù)到整個(gè)鋼化玻璃，導(dǎo)致產(chǎn)生大量的類(lèi)似矩形碎塊。

槍擊鋼化玻璃中單位面積內(nèi)的碎塊數(shù)就是剛化程度的粗略估量，實(shí)驗(yàn)所用的玻璃樣本選取的是同一批次的鋼化玻璃。因此，可以把實(shí)驗(yàn)樣本的表面應(yīng)力近似看成一個(gè)固定值，所有槍種的鋼化玻璃樣本剛化程度相同；在同一表面應(yīng)力下，鋼化玻璃受到?jīng)_擊后產(chǎn)生的碎塊個(gè)數(shù)為一定值。不同槍支的特征數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 槍支的特征數(shù)據(jù)[1]

1 材料與方法

1.1 材料

轉(zhuǎn)輪槍、92式手槍、64式手槍、54式手槍、79式?jīng)_鋒槍、81式步槍、裝填小口徑步槍彈、手槍彈的槍支各1支；相對(duì)應(yīng)的子彈若干發(fā)；同一批次的300 mm×300 mm×5 mm品牌鋼化玻璃若干，透明貼膜若干，噴霧器一只，鋼化玻璃固定架一個(gè)，單反相機(jī)一臺(tái)；相機(jī)固定架一臺(tái)；photoshop軟件。

1.2 方法

將透明貼膜貼在鋼化玻璃板上，貼膜起固定作用，防止鋼化玻璃破碎產(chǎn)生的矩形碎塊散落，不能有效研究破碎裂紋痕跡。取32塊鋼化玻璃，依次固定于固定架上，將玻璃平面垂直于地面，槍支與鋼化玻璃相距5 m[3]，然后用不同動(dòng)能區(qū)間的槍支正射[4]，制作不同槍種的槍擊鋼化玻璃樣本，并在鋼化玻璃樣本上注明發(fā)射槍種。在每一槍種對(duì)應(yīng)的動(dòng)能區(qū)間內(nèi)，制作4個(gè)相似的鋼化玻璃樣本，從中選取3個(gè)相近樣本進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量與統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同槍支彈頭動(dòng)能與矩形碎塊個(gè)數(shù)的相關(guān)性分析

排除不同批次鋼化玻璃的干擾，統(tǒng)計(jì)鋼化玻璃單位面積碎塊的數(shù)量，并分析碎塊個(gè)數(shù)與不同槍種發(fā)射速度、彈頭動(dòng)能的關(guān)系。

碎塊計(jì)數(shù)時(shí)，應(yīng)去除距離彈孔中心半徑70mm以及距鋼化玻璃邊緣25mm范圍內(nèi)的部分。從鋼化玻璃中選擇碎片最大的部分，在這部分中用50mm×50mm的計(jì)數(shù)框計(jì)算框內(nèi)的碎塊數(shù)，每個(gè)碎片內(nèi)不能有貫穿的裂紋存在，橫跨計(jì)數(shù)框邊緣的碎塊按1/2個(gè)碎塊計(jì)算。計(jì)數(shù)框計(jì)算碎塊個(gè)數(shù)的方法如圖1所示。

圖1 計(jì)數(shù)框計(jì)數(shù)方法標(biāo)示

取一紅色矩形框近似作為50 mm×50 mm的計(jì)數(shù)框，在不同槍種槍擊鋼化玻璃樣本中選擇碎塊最大的部分，（計(jì)數(shù)框內(nèi)的碎塊個(gè)數(shù)可以代表整塊鋼化玻璃樣本的碎塊個(gè)數(shù)）注意測(cè)量區(qū)域要避開(kāi)邊框以及閉合圓環(huán)區(qū)；我們將紅色矩形框內(nèi)的圖像經(jīng)Photoshop放大，逐一查數(shù)碎塊的數(shù)量，對(duì)不同槍種的樣本分別計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)，每種樣本四組數(shù)據(jù)[5]，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)如表2所示。

表2 槍擊鋼化玻璃碎塊個(gè)數(shù)數(shù)理統(tǒng)計(jì)

通過(guò)分析統(tǒng)計(jì)表中數(shù)據(jù)可知：不同槍種槍擊鋼化玻璃的彈頭動(dòng)能不同，閉合圓環(huán)外產(chǎn)生的碎塊個(gè)數(shù)也不同；槍支彈頭的動(dòng)能越小，碎塊密度越大，數(shù)量越多，鋼化玻璃破碎越大；隨著彈頭動(dòng)能的增大，碎塊個(gè)數(shù)越來(lái)越少。

我們依據(jù)槍擊鋼化玻璃形成的矩形碎塊個(gè)數(shù)，確定槍支彈頭的初始動(dòng)能區(qū)間，進(jìn)一步確定槍支種類(lèi)。

圖2 撞擊點(diǎn)位于中心圖

2.2 不同槍支彈頭動(dòng)能與矩形碎塊面積大小的相關(guān)性分析

選取92式手槍槍擊鋼化玻璃具有代表性的樣本，一種為撞擊點(diǎn)處于鋼化玻璃中心的樣本，另一種是撞擊點(diǎn)靠近鋼化玻璃邊框的樣本；比對(duì)兩類(lèi)鋼化玻璃樣本中碎塊面積與撞擊點(diǎn)位置的關(guān)系。

92式手槍兩類(lèi)代表性樣本的碎塊面積特征圖如圖2～3所示。

圖3 撞擊點(diǎn)位于邊框

通過(guò)對(duì)上面兩類(lèi)92式手槍代表性樣本的碎塊面積特征圖的分析：矩形碎塊的面積大小與沖擊點(diǎn)的位置以及距鋼化玻璃四個(gè)邊界的位置有關(guān)。

當(dāng)撞擊點(diǎn)位于鋼化玻璃中心時(shí)，放射紋區(qū)的矩形碎塊面積差別不大；當(dāng)撞擊點(diǎn)位于鋼化玻璃邊框時(shí)：距離撞擊點(diǎn)較近處邊框附近處的矩形碎塊密度較密，面積較?。痪嚯x撞擊點(diǎn)較遠(yuǎn)處邊框附近處矩形碎塊密度校稀疏，面積較大。

選取撞擊點(diǎn)位于鋼化玻璃中心的樣本，從不同槍種槍擊鋼化玻璃的樣本中依次截取碎塊最大的區(qū)域，每種槍種選取特征最為明顯的碎塊面積截圖，對(duì)不同彈頭速度、彈頭動(dòng)能的鋼化玻璃碎塊面積進(jìn)行比對(duì)。

裝填小口徑手槍彈、轉(zhuǎn)輪槍、裝填小口徑步槍彈、64式手槍、92式手槍、54式手槍、79式?jīng)_鋒槍、81式步槍槍擊鋼化玻璃碎塊面積特征圖如圖4～11所示。

圖4 裝填小口徑手槍彈碎塊面積特征

圖6 裝填小口徑步槍彈碎塊面積特征

圖8 92式手槍碎塊面積特征

圖5 轉(zhuǎn)輪槍碎塊面積特征

圖7 64式手槍碎塊面積特征

圖9 54式手槍碎塊面積特征

圖10 79式?jīng)_鋒槍碎塊面積特征

圖11 81式步槍碎塊面積特征

通過(guò)對(duì)裝填小口徑手槍彈、轉(zhuǎn)輪槍、裝填小口徑步槍彈、64式手槍、92式手槍、54式手槍、79式?jīng)_鋒槍、81式步槍槍擊鋼化玻璃碎塊面積特征圖的分析：彈頭動(dòng)能與碎塊面積具有正相關(guān)的關(guān)系，彈頭動(dòng)能越大，碎塊面積越大。

當(dāng)沖擊波的能量較低時(shí)（1J以下），鋼化玻璃內(nèi)拉應(yīng)力較小，裂紋前沿基本不會(huì)發(fā)生分叉，或分叉的裂紋數(shù)量很少，直接擴(kuò)裂至鋼化玻璃的四個(gè)邊框，所以此時(shí)的碎塊面積較小，破碎較為完全，碎塊較碎；當(dāng)沖擊波能量較大時(shí)（1J以上），鋼化玻璃內(nèi)拉應(yīng)力較大，裂紋前沿不斷發(fā)生擴(kuò)展并分叉，原始分支將繼續(xù)擴(kuò)展形成新的分支，持續(xù)延續(xù)到鋼化玻璃的四個(gè)邊框，致使形成的放射紋形態(tài)彎曲，裂紋曲率半徑變大，所以此時(shí)碎塊面積較大，破碎不完全，碎塊個(gè)數(shù)較少。當(dāng)沖擊波動(dòng)能逐漸增加時(shí)，碎塊面積逐漸增大，破碎程度越來(lái)越不完全，破碎個(gè)數(shù)越來(lái)越少。

3 結(jié)論

本文研究總結(jié)槍擊鋼化玻璃碎塊特征，發(fā)現(xiàn)射擊彈頭動(dòng)能越高，碎塊面積越大，碎塊個(gè)數(shù)越少。當(dāng)撞擊點(diǎn)位于鋼化玻璃中心時(shí)，放射紋區(qū)的矩形碎塊面積差別不大；當(dāng)撞擊點(diǎn)位于鋼化玻璃邊框時(shí)：距離撞擊點(diǎn)較近處邊框附近處的矩形碎塊面積較??；距離撞擊點(diǎn)較遠(yuǎn)處邊框附近處矩形碎塊面積較大。通過(guò)分析碎塊面積大小和碎塊個(gè)數(shù)，可以有助于確定發(fā)射槍支的彈頭動(dòng)能，為區(qū)分發(fā)射槍種縮小范圍，對(duì)槍擊案件性質(zhì)判斷和提供線索具有指導(dǎo)作用和參考價(jià)值。

[1] 戴林.特殊痕跡檢驗(yàn)[M].北京：警官教育出版社，1994：222-261.

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（本文編輯：卞新偉）

Analysis of the Characteristics of Rectangular Fragments of Toughened Glass Being Shot

LIANG Shuai1，BAO Qing2
（1.Railway Police College，Zhengzhou 450053，China;2.Criminal Investigation Corps of Shanghai Municipal Public Security Bureau，Shanghai 200083，China）

DF794.3

A

10.3969/j.issn.1671-2072.2017.05.012

1671-2072-（2017）05-0068-05

2016-11-17

梁帥（1989—），男，講師，碩士，主要從事痕跡檢驗(yàn)研究。E-mail:849217266@qq.com。