Balistická želatina - želatinové materiály, jejichž složení je speciálně vybráno tak, aby simulovalo fyzikální vlastnosti ( viskozita , hustota , odporová síla atd.) živých lidských tkání při experimentech za účelem studia škodlivého účinku střelných zbraní, munice , min, výbušných zařízení atd. .
Pro experimentální studium škodlivého účinku zraňujících projektilů různé povahy se od starověku používaly lidské mrtvoly, mrtvoly zvířat a jejich živí jedinci, ale i různé náhražky umělého původu: želatina, hlína , mýdlo, vazelína , nádoby na vodu. atd. [1] [2] . Mezi hlavní výhody umělých materiálů patří dostupnost, jednotnost struktury, reprezentativnost ve vztahu k většině biologických tkání, možnost variace jejich fyzikálních a technických parametrů a reprodukovatelnost experimentálních výsledků s jejich statisticky významným množstvím [3] .
Želatinové materiály jsou široce používány ke studiu různých fyzikálních a mechanických efektů a jevů balistiky rány , jako jsou například procesy vzniku a vývoje dočasné pulzující dutiny [3] . Na rozdíl od plastických imitátorů biologických tkání (průhledné glycerinové mýdlo, sochařská plastelína) má balistická želatina elastické vlastnosti, které umožňují sledovat celou podstatu evoluční dynamiky dočasné pulzující dutiny ve všech fázích její existence [3] . Pro registraci rysů jeho vývoje a útlumu v balistické želatině se používá pulzní mikrosekundová radiografie [3] a speciální akustické zařízení pro záznam poklesu tlaku v želatinových blocích [4] . Použití průhledných želatinových bloků v kombinaci s vysokorychlostním filmováním (s expoziční rychlostí řádově 1000-2000 snímků za sekundu) umožňuje vizuálně zachytit všechny vlastnosti průchodu zraňujícího projektilu přes cílový simulátor, včetně vnějších deformací objektů [3] . Studium okolí kanálu rány navíc umožňuje sestavit aproximaci parametrů disipace energie zraňujícího projektilu a odhadnout stupeň odumírání tkáně podél dutiny rány [2] .
Vzhledem k tomu, že lidská svalová tkáň je přibližně ze 75 % tvořena vodou , umožňuje 20 % balistická želatina modelovat její mechanické vlastnosti s vysokou mírou podobnosti navázáním kapalné fáze do formy vhodné pro experiment [5] . V některých výzkumných pracích je pro větší spolehlivost želatinová hmota doplněna o úlomky kožního a kostního materiálu nebo jejich náhražky (v podobě plastických tubulárních modelů apod.) [2] .
Složení želatinových materiálů je regulováno GOST [1] (například GOST 11293-78 [4] ), nicméně pro většinu testů se používá roztok želatiny 10 % (při teplotě 4 °C) nebo 20 % složení (při teplotě 10 °C) je považováno za obecně uznávaný standard [ 2] [3] [6] . Ve vědecké literatuře probíhá diskuse o tom, která konkrétní formulace želatiny (10% nebo 20%) je vhodnější pro napodobování biologických tkání, ale panuje shoda, že hustota 10% želatiny je bližší měkkým tkáním a 20 % je blíže svalům [2] . Celkové rozměry balistických želatinových bloků se zpravidla volí v závislosti na cílech experimentu a jsou 140 × 80 × 80 mm [1] [3] , 200 × 200 × 270 mm [3] atd.
Bylo zjištěno, že Poissonův poměr pro 10% želatinu se zvyšuje z 0,34 na 0,37 se zvýšením tlaku z 0 na 3 GPa a s dalším zvýšením tlaku až na 12 GPa je konstantní hodnota 0,37 [6 ] . Dostupné údaje naznačují, že odezva balistické želatiny na mechanické působení má nelineární a nestacionární vlastnosti, kromě toho lze přidat i prostorovou anizotropii [7] .