Eindballistiek: raken van het doel met kogels

Het tuimelen van een kogel (draaiende, buitelende bewegingen maken) heeft veel te maken met het verwondingspatroon dat de kogel aanricht aan het doel. Het wetenschappelijke onderdeel van de ballistiek dat zich hier mee bezighoudt wordt eindballistiek genoemd. Waar de kogels in vuurwapens nog het begin vormen van deze wetenschap, is de schade die ze veroorzaken aan het einde (tot het projectiel tot stilstand komt) ook reden van onderzoek.

Eindballistiek: Kinetische energie naar weefsel

Een korte, hoge snelheidskogel begint snel te tuimelen in weefsel. Dit zorgt ervoor dat meer weefsel wordt verplaatst en hierdoor wordt er meer kinetische energie (KE) aan het weefsel afgegeven. De kogel komt snel in het weefsel tot stilstand.

Een langere, zwaardere kogel zal in tegenstelling tot een korte kogel meer kinetische over een lange afstand overhouden en dit overdragen wanneer hij het doel raakt, maar het kan gebeuren dat het projectiel zo goed doordringt in het weefsel dat de kogel het doel met veel van zijn KE verlaat. Hierdoor hoeft het weefsel niet erg te beschadigen.

Zelfs een kogel met een lage KE kan aanzienlijke weefselschade veroorzaken. Maar dan moet het wel zo worden ontworpen dat echte alle KE aan het doel wordt afgegeven én het doel dichtbij is. Dit laatste kan worden bereikt door bijvoorbeeld een handwapen zo dicht mogelijk bij het doel af te vuren.

Het beschadigen van weefsel

Kogels kunnen op drie manieren weefsel beschadigen (Adams, 1982):

• Scheuren en verpletteren. Lage snelheidskogels, zoals in pistolen, die een snelheid hebben van minder dan 300 m/s berokkenen vrijwel al hun schade via het verpletteren.
• Cavitatie. Cavitatie gaat gepaard met projectielen die meer dan 300 m/s gaan. Een "permanente" holte wordt veroorzaakt door de weg van de kogel zelf, terwijl een "tijdelijke" holte door voortdurende voorwaartse versnelling van het middel (lucht of weefsel) in het spoor van de kogel wordt gevormd. Dit veroorzaakt dat de wondholte naar buiten worden uitgerekt. Cavitatie zorgt in zeldzame gevallen voor botbreuken (Fackler, 1996)
• Drukgolven. Drukgolven drukken het weefsel samen en reizen de kogel vooruit maar kunnen ook zijdelings het weefsel in. Deze golven duren enkel enkele microseconden en veroorzaken geen diepgaande vernietiging bij lage snelheden. Bij hoge snelheden kunnen drukgolven tot 200 maal de atmosferische druk bereiken (Dimaio en Zumwalt, 1977).

Wondballistiek

De natuur- en wiskunde voor wondballistiek, betrekking hebbend op de slingering van onstabiele projectielen, is beschreven. Het model werkt alleen goed bij niet vervormbare kogels. Maar dit gaat niet altijd op, getuige de afbeelding rechts. Wanneer de kogel een doel raakt, kunnen er aanzienlijke misvormingen en fragmentaties ontstaan. In dit voorbeeld, is de loodkogel duidelijk misvormd geworden en van het koperjasje gescheiden.

Snelheid en massa projectiel beïnvloeden verwonding

De snelheid en de massa van de kogel zullen de aard van de verwonding beïnvloeden. De snelheid is gerangschikt als laag indien deze niet boven de 600 m/s komt (Wilson, 1977).

M-16 en jachtgeweer

Een geweer als de M-16 (.223 kaliber) wordt bijvoorbeeld ontworpen om grote oppervlaktewonden met hoge snelheid te produceren. Dit worden dan kogels met een relatief lage massa die snel tuimelen, cavitatie veroorzaken (dit heeft dus betrekking op de eerder genoemde holtes in het weefsel) en snel hun energie afgeven. Een jachtgeweer (.308 kaliber of groter) zou een grotere kogelmassa hebben om een grotere diepte te doen ontstaan (groot doordringvermogen) om groot wild over een afstand te doden.

Bescherming tegen vervormingen en hitte

Het is nu duidelijk dat het ontwerp van de kogel belangrijk is in het vermogen om te verwonden. In de "Overeenkomst van Den Haag" uit 1899 (en later de "Overeenkomst van Genève") is vastgelegd dat het verboden is om in oorlogstijd kogels te gebruiken die bij het raken van (menselijk) weefsel uitzetten en vervormen. Daarom hebben de militaire kogels volledige metaaljasjes rond de loodkern.

Zonder dit verdrag zou dit eigenlijk ook nodig zijn, want de moderne militaire aanvalsgeweren schieten projectielen af met een hoge snelheid (boven 600 m/s) en daarbij is een huls zeer welkom. Immers, het lood van de kogel is al aardig gesmolten bij dergelijke snelheden en dan is het noodzakelijk om een metaaljasje te gebruiken voor de stabiliteit.

Holle kogels: Hollowpoint-design

Toch ondertekenden de politieafdelingen, de jagers en niet de vergeten de "bad guys" het verdrag niet en konden daardoor voor lage snelheid kogels, wapenpatronen gebruiken die een kommetje of holletje in de punt hebben (het “hollowpoint”-design) en speciaal waren ontworpen om te vervormen bij het raken van het doel. Dergelijke vervormingen zorgen ervoor dat alle kinetische energie (KE) van de kogel aan het weefsel wordt overgedragen over een kleine afstand. Hierdoor ontstaat een enorme schade in vergelijking tot andere kogels die niet een dergelijk kommetje hebben.