皮肤模拟物对子弹在弹道明胶中轨迹偏转的影响研究

为探究皮肤模拟物对子弹穿透人体组织时轨迹偏转的影响，研究人员采用9?mm Luger全金属被甲圆头弹（FMJ-RN）射击覆盖皮肤模拟物的弹道明胶块，通过测量子弹入射与出射角度差评估偏转效应。结果表明，尽管所用皮肤模拟物的弹道阻力（0.22–0.29?J/mm2）高于真实人体皮肤（0.12–0.26?J/mm2），但其存在并未显著改变子弹偏转轨迹，为法医弹道学中组织模拟物的选择提供了重要依据。

　　

在法医弹道学和创伤力学领域，子弹穿透人体组织时的轨迹偏转行为一直是研究难点。由于直接使用人体样本（PMHS）存在伦理和技术限制，弹道明胶（ballistic gelatine）作为标准组织模拟物被广泛应用。然而，明胶的均质性无法反映真实人体的多层结构差异，尤其是皮肤等高强度组织的潜在影响。此前研究多聚焦于骨骼模拟物（如Synbone?），但其与人类骨骼的定量差异尚存争议。为此，W. Kerkhoff等研究者转向皮肤模拟物，试图通过量化其弹道阻力（ballistic resistance）和对子弹偏转的影响，填补软组织异质性建模的空白。

研究团队选用9?mm Luger全金属被甲圆头弹（FMJ-RN），射击覆盖铬鞣牛皮（皮肤模拟物）的10%弹道明胶块，模拟子弹穿透皮肤包裹的人体组织场景。通过高速摄影和角度计算，对比子弹在有无皮肤模拟物时的偏转差异。关键实验技术包括：1）弹道阻力阈值测定（定义为50%子弹穿透概率对应的能量密度，单位J/mm²）；2）多位置皮肤模拟物配置（前侧、后侧及双侧覆盖）；3）温度控制（4±1°C标准）下的明胶块射击序列；4）与历史无皮肤模拟物数据的统计学对比。

Methods and materials
研究设计聚焦于皮肤模拟物对子弹偏转的潜在影响。选用FMJ-RN子弹因其在明胶中呈现典型的稳定飞行（前6?cm）-偏转（16–18?cm）行为，便于观察皮肤模拟物是否改变偏转起始点。

Deflection experiments
140次射击数据显示，皮肤模拟物覆盖位置（前/后/双侧）对偏转角度无显著影响。尽管部分明胶块温度在实验末期升至5°C以上（超出标准±1°C范围），但94%的射击仍处于有效温度区间，数据可靠性得以保障。

Discussion
皮肤模拟物的弹道阻力（0.22–0.29?J/mm²）虽高于文献报道的人体皮肤值（0.12–0.26?J/mm²），但未引发额外偏转。这一结果挑战了“高阻力组织必然导致更大偏转”的假设，提示子弹偏转主要受明胶均质介质主导。

Conclusion
研究证实，即使采用高阻力皮肤模拟物，子弹在弹道明胶中的偏转行为仍保持稳定。该结论为法医重建射击事件提供了关键依据：当使用明胶模型时，无需因皮肤层的存在调整偏转预测算法。

重要意义
该研究首次量化评估了皮肤模拟物对子弹轨迹的力学影响，解决了法医弹道学中关于组织异质性建模的争议。成果发表于《Forensic Science International》，为射击事件重建、创伤机理分析及模拟物开发提供了理论基石。后续研究可进一步探索多层组织（如皮肤-脂肪-肌肉复合体）的协同效应。