Результаты проведенных исследований

При исследовании эргономических свойств СИБ все саперы-испытатели смогли выполнять профессиональную работу (3-4 балла), отказов не было.

Эргономические свойства взрывозащитных костюмов "Доспехи-КП" в штатной комплектации и такого же костюма, но оснащенного комплектом защитных структур "Волан", были оценены саперами-испытателями довольно высоко (соответственно, 23 и 24 балла из 35 возможных).

Как известно, к взрывозащитным костюмам предъявляются несколько иные требования, нежели к бронежилетам. Взрывозащитный костюм должен защитить сапера не только от осколков, но и от действия воздушной ударной волны, то есть быть герметичным. Герметичность костюма обусловливает повышенное потоотделение и может вызвать перегрев организма сапера, что создает определенный дискомфорт. При исследовании ВЗК-2 для активной вентиляции подкостюмного пространства был использован электрический вентилятор, работающий от аккумулятора, который размещали на спине костюма. Использование которого в подкостюмном пространстве ВЗК-2 улучшает условия работы, однако вентилятор является источником постоянного шума.

По оценке саперов-испытателей "сапог Шаповалова" получили 28 из возможных 50 баллов, а противоминная обувь сапера ВС Франции – 39 баллов. По их свидетельству, адаптация к работе в противоминной обуви наступает через 5-6 часов. Во время испытаний с использованием защитной обуви сапера ВС Франции отмечены следующие недостатки, затрудняющие движения сапера по разным грунтам за счет скольжения, прилипание грунтов на подошву.

Похожие замечания по скольжению саперов на разных грунтах отмечены и при использовании отечественной противоминной обуви. Кроме того, за счет использования в их конструкции металла и брезента их масса в 2 раза больше зарубежного аналога, а металлические застежки при подрыве могут служить вторичным ранящим снарядом.

В рамках серии экспериментов с использованием антропоморфных         манекенов было выполнено 8 подрывов. Результаты измерения избыточного давления во фронте воздушной ударной волны, в подкостюмном пространстве, а также ударного ускорения, действующего на голову антропоморфного манекена, представлены в таблице 2.

Сопоставление величин горизонтальных ударных ускорений, действующих на голову антропоморфного манекена при дистантном подрыве с пороговыми значениями по "кривой Патрика" в координатах "перегрузка-время", свидетельствует о безопасном уровне воздействия ударных ускорений во всех опытах, с точки зрения возможности получения закрытой черепно-мозговой травмы. Если значения избыточного давления во фронте воздушной ударной волны в пределах серии были сходными, то в подкостюмном пространстве ВЗК-1 и ВЗК-2 за счет усиленного комплекта защитных бронепанелей, значения избыточного давления заметно различались.

Таблица 2

Результаты измерения воздушной ударной волны (ВУВ)

и горизонтальных ударных ускорений (УУ)

*- различия избыточного давления статистически достоверны (р < 0,05)

**- различия длительности импульса статистически достоверны (р < 0,05)

В экспериментах, выполненных с использованием крупных животных (свиней), также было проведено 8 подрывов. Поскольку условия выполнения подрывов были такими же, как и в опытах с антропоморфными манекенами, результаты измерения избыточного давления во фронте ВУВ и в подкостюмном пространстве оказались сходными.

При расчете степени тяжести состояния животных согласно шкалы ВПХ-СП (био), мы использовали результаты измерений, сделанных спустя 1 час от подрыва, поскольку именно они, по мнению М.В. Тюрина (2000) и других авторов, в наибольшей степени коррелируют с тяжестью состояния пострадавших.

Минимальные величины импульса воздействия ВУВ в первой серии (условия подрыва: масса ВВ - 1,5 кг, расстояние - 3,0 м) получили животные защищенные ВЗК-2, и составили в первом опыте 93 (30 кПа х 3,1 мс), во втором - 87 (31 кПа х 2,8 мс). Функциональные изменения сразу после подрыва характеризовались у животных повышением частоты сердечных сокращений (р < 0,05), однако спустя час все показатели, приходили в норму. Таким образом первая группа характеризовалась только функциональными изменениями.

Взрывное повреждение легкой степени тяжести получили животные, облаченные в ВЗК-1 (условия подрыва: масса ВВ - 1,5 кг, расстояние - 3,0 м) и в ВЗК-2 (условия подрыва: масса ВВ - 2,0 кг, расстояние - 1,5 м). Величина импульса воздействия воздушной ударной волны при этом составила, соответственно 174 и 171 (58 кПа х 3,0мс, 61 кПа х 2,8 мс), 189 и 186 (61 кПа х 3,1 мс, 62 кПа х 3,0 мс). Так в серии с животными, которые были размещены на расстоянии 3,0 м при подрыве заряда ВВ массой 1,5 кг в тротиловом эквиваленте, у одного защищенного  ВЗК-1 было зафиксировано поверхностное касательное ранение левого бедра, у других не было обнаружено морфологических повреждений от воздействия осколков. Такого рода осколочные ранения не способны нанести сколько-нибудь серьезного ущерба здоровью животных, то есть взрывное поражение может быть обусловлено только воздействием воздушной ударной волны. У этих животных отмечалось достоверное (р < 0,05) повышение ЧСС и снижение АД. Различия в исходных значениях всех показателей вариабельности сердечного ритма, за исключением SDNN, со значениями, полученными сразу и спустя 1 час после подрыва, также оказались достоверными

(р < 0,05). Все показатели пришли в норму спустя сутки после подрыва.

Взрывное повреждение средней степени тяжести получили животные, облаченные в ВЗК-1 (условия подрыва: масса ВВ - 2,0 кг, расстояние - 1,5 м). Величина импульса воздействия воздушной ударной волны при этом составила 235 и 255 (81 кПа х 2,9 мс, 85 кПа х 3,0 мс). При осмотре у одного из животных, зафиксировано слепое осколочное ранение нижней челюсти вследствие сквозного пробития забрала шлема. У животных повышались ЧСС и ЧДД, при этом снижалось АД. Показатели вариабельности сердечного ритма даже спустя 24 часа после подрыва достоверно (р < 0,05) отличались от исходных, но наблюдалась тенденция к их нормализации (табл.3).

Таблица 3

Показатели функционального состояния животных

*- различия статистически достоверны в группах по степени тяжести (р < 0,05)

Спустя сутки после подрывов животные были выведены из эксперимента и проведено секционное и гистологическое исследование. У животных первой группы, без внешних повреждении, при секционном исследовании изменений во внутренних органах как при макроскопическом, так и при микроскопическом исследовании не выявлено. А у животных второй группы, получивших взрывное повреждение легкой степени тяжести, выявлены отдельные мелкоточечные кровоизлияния в легких, локализованные субплеврально, другие органы без изменений.

При вскрытии животных, которые при подрыве получили взрывные повреждения средней степени тяжести, выявлены ушибы (гематомы) легких, у одного с поверхностным разрывом ткани легкого длиной 1,5 см и глубиной 2 мм; диагностированы также кровоизлияния в стенку толстой кишки размерами до 2,5 см в диаметре. У другого обнаружена подкапсульная поверхностная гематома на передней поверхности печени размером 10х15 см.

Секционное и гистологическое исследование подтвердило оценку тяжести взрывных повреждений и тяжести их состояния, сделанную по результатам проведенных клинических и лабораторных методов исследования.

При осмотре взрывозащитных костюмов было зафиксировано большое количество попаданий осколков. Большинство из которых не обладали достаточной кинетической энергией, чтобы поразить находящееся в ВЗК экспериментальное животное, то есть взрывные повреждения могли быть обусловлены только воздействием затекающей ударной волны (табл. 4).

Таблица 4

Результаты осмотра ВЗК после экспериментальных подрывов

По условиям исследования защитных свойств противоминной обуви в первой серии были выполнены экспериментальные подрывы механического модели нижней конечности. В следующей серии экспериментов в противоминную обувь помещали нижние конечности биоманекенов. Условия подрывов оставались прежними. В таблице 5 приведены результаты измерения вертикальных ударных ускорений, действующие на нижние конечности.

Таблица 5

Результаты измерения ударных ускорений

*- различия статистически достоверны (р < 0,05)

Внешний осмотр конечностей биоманекенов после подрыва показал следующее. На конечности, помещенной в "сапог Шаповалова", отсутствуют признаки повреждения кожного покрова и деформации стопы, в то время как на стопе конечности, помещенной в образец противоминной обуви ВС Франции, видны глубокие рвано-ушибленные раны, стопа деформирована.

При рентгенологическом исследовании нижних конечностей биоманекенов после подрывов в отечественном образце зафиксированы: многооскольчатые переломы дистального метаэпифиза большеберцовой кости со смещением отломков, многооскольчатые переломы нижней трети малоберцовой кости со смещением отломков.

На нижних конечностях биоманекенов после подрыва в зарубежном образце ПМО, рентгенологически были установлены: многооскольчатые переломы дистального метаэпифиза большеберцовой кости со смещением, многооскольчатые переломы наружной лодыжки голени и верхней трети малоберцовой кости со смещением, многооскольчатые переломы таранной кости и пяточной кости, а также множественные переломо-вывихи плюсневых костей (табл. 6).

Таблица 6

 Результаты оценки тяжести полученных повреждений по шкале ВПХ-П(МТ)

Как показало проведенное экспериментальное исследование, при контактном подрыве (масса взрывчатого вещества - 50 г), вне зависимости от типа противоминной обуви ("сапог Шаповалова" или защитная обувь сапера ВС Франции), развиваются тяжелые взрывные повреждения - множественные открытые и/или закрытые переломы костей голени и стопы, включая перелом дистального отдела голени.

При оценке тяжести взрывной травмы, в соответствии со шкалой ВПХ-П(МТ), было просуммировано количество баллов, в которые "оценивается" то или иное повреждение. В соответствии с методикой, разработанной на кафедре военно-полевой хирургии ВМедА им.С.М. Кирова, оба повреждения больше 1,3 баллов и классифицируются как тяжелые. Однако, анализируя характер травмы нижней конечности биоманекена, при подрыве в отечественной противоминной обуви можно говорить о меньшей тяжести полученных повреждений на 1,6 балла в сравнении с зарубежным аналогом, следовательно об относительно благоприятном прогнозе исхода травмы (срок лечения до 6 месяцев, вероятность инвалидизации - 15-20 % случаев). Объем повреждений при использовании противоминной обуви ВС Франции в 100 % случаев приводит к инвалидности и может стать причиной ампутации голени.

ВЫВОДЫ

1. Взрывозащитные костюмы при дистантных подрывах, обеспечивают надежную защиту головы, груди и живота от осколков. Однако, защита нижних конечностей остается низкой, наблюдается до 43% осколочных пробитий. Основной механизм дистантных минно-взрывных повреждений определен вследствии "затекания" ударной волны в подкостюмное пространство.

2. Уровень горизонтальных ударных ускорений 52-79 g при длительности воздействия до 1,6 мс свидетельствует о безопасном уровне воздействия и может служить порогом травмобезопасности человека с точки зрения возможности получения закрытой черепно-мозговой травмы по "кривой Патрика" в координатах "перегрузка-время".

3. Применение отечественной противоминной обуви "сапог Шаповалова" по эргономическим характеристикам существенно уступает защитной обуви сапера ВС Франции, однако позволяет существенно снизить величину вертикальных ударных ускорений до 1,5 g воздействующую на нижние конечности при контактных подрывах, тем самым обеспечить сохранность стопы (срок лечения 5-6 мес., инвалидизация до 20% случаев).

4. Современные средства бронезащиты сапера обладают высокими эргономическими свойствами, позволяющими осуществлять профессиональную деятельность в течении 7 часов. Уверенность саперов в надежных защитных свойствах повышает мотивацию к их применению.

5. В качестве порога травмобезопасности определен уровень контузионных повреждений, соответствующих легкой степени тяжести, возникающий при воздействии импульса затекающей ударной волны (ΔР 171-174 кПа). При этом возможно временное нарушение боеспособности до 15 минут и возвращение в строй в течение 1 суток.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Проведение экспериментального исследования позволило сформулировать медико-технические требования по совершенствованию эргономических и защитных свойств средств индивидуальной бронезащиты сапера.

1. Добиться большей герметичности при фиксации забрала к шлему, что уменьшит "затекание" ударной волны в подшлемное пространство.

2. Укомплектовать взрывозащитные костюмы, для гарантии обеспечения травмобезопасности органа слуха (повреждения барабанных перепонок) дополнительной защитой наружного слухового прохода, например "беруши".

3. Разработать новые, более безопасные крепления на отечественном образце противоминной обуви. Металлические пряжки неудобны и, кроме того, при подрыве могут стать вторичными ранящими снарядами.

4. На отечественном образце противоминной обуви "сапог Шаповалова" применить более совершенные материалы защиты голени, которые позволили бы уменьшить массу "сапог" без потери защитных свойств.