Morphological study of fly-ash block under angular impact of 9 mm projectile

Cover Page

Cite item

Abstract

BACKGROUND: Concrete structures utilized in protective buildings such as ammunition depots and bunkers are susceptible to missile impacts, necessitating a comprehensive ballistic assessment involving penetration and perforation mechanics. Most of the empirical and analytical models for projectile penetration in concrete primarily focus on determining the penetration depth, scabbing, and perforation thicknesses. Concrete structures subjected to firearm attacks exhibit distinct fracture modes that can aid in identifying the firearm used and potential firing locations.

AIM: This study aims to comprehend the effects of the angular firing of a 9 mm full metal jacketed projectile on aerated concrete blocks, fired from a 5 m range. The goal is to generate hypotheses and conclusions based solely on the observable damage resulting from bullet impacts. A meticulous analysis of the incurred damages can unveil a range of possibilities.

MATERIALS AND METHODS: The sample comprised 12 aerated concrete blocks, each subject to 9×19 mm bullets fired from four different angles: 0°, 15°, 30°, and 45°. The relationship between impact angle and entry hole dimensions was established using the best-fit ellipse method.

RESULTS: Examination of the fracture pattern revealed significant damage at both entry and exit holes for a 0° impact angle. As the impact angle increased, the exit hole diameter progressively decreased, culminating in no perforation at a 45° angle. This trend correlated with fracture patterns near entry and exit holes, along with energy dissipation at the impact site corresponding to the impact angle.

CONCLUSION: A trend was observed between projectile energy loss upon impact and resultant damage to aerated concrete block surfaces. Analysis of aerated concrete block components deposited on the bullets, including rifling details, can help link them to the gunshot openings and firearms recovered at crime scenes.

About the authors

Malika Singh

LNJN NICFS National Forensic Sciences University

Email: singhmalika98@gmail.com
ORCID iD: 0009-0005-4749-1622
India, New Delhi

Dr. Richa Rohatgi

LNJN NICFS National Forensic Sciences University

Email: rrohatgi2020@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-5514-953X

MD, Dr. Sci. (Med.), Assistant Professor

India, New Delhi

Saurabh Kumar

National Forensic Sciences University – Ballistics Research Centre & Testing Range

Author for correspondence.
Email: saurabh.kumar@nfsu.ac.in
ORCID iD: 0000-0001-8442-1096

MD, Dr. Sci. (Med.)

India, Gandhinagar

Dr Sanjay Gupta

Department of Forensic Medicine & Toxicology, All India Institute of Medical Sciences

Email: drsanjaymdfm@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-3829-3155

MD, Dr. Sci. (Med.), Professor

India, Rajkot (Gujarat)

References

  1. Heard B. Handbook of firearms and ballistics, 2nd ed. Hoboken, N.J.: Wiley; 2013.
  2. Jamnam S, Maho B, Techaphatthanakon A, et al. Steel fiber reinforced concrete panels subjected to impact projectiles with different caliber sizes and muzzle energies. Case Studies Construction Materials. 2020;(13):e0030. doi: 10.1016/j.cscm.2020.e00360
  3. Backman M. Terminal ballistics. China Lake, Calif: Naval Weapons Center; 1976. 232 р.
  4. Werner S, Thienel K, Kustermann A. Study of fractured surfaces of concrete caused by projectile impact. Int J Impact Engineering. 2013;(52):23–27. doi: 10.1016/j.ijimpeng.2012.09.005
  5. Mattijssen E, Kerkhoff W. Bullet trajectory reconstruction: Methods, accuracy and precision. Forensic Sci Int. 2016;(262):204–211. doi: 10.1016/j.forsciint.2016.03.039
  6. Bureau of Indian Standards: E-Sale Search Result. Standardsbis.bsbedge.com; 1984. [Online]. Available from: https://standardsbis.bsbedge.com/BIS_SearchStandard.aspx?keyword=autoclaved%20&id=0. Accessed: 11 Feb 2022.
  7. AAC Block. Satyambuildtech.com. [Online]. Available from: https://www.satyambuildtech.com. Accessed: 28 Apr 2022.
  8. Visit of Bimstecnations Army Chiefs, Ficci.in, 2018. [Online]. Available from: https://ficci.in/events/23972/ISP/FICCI_ADB_Defence_EquipmentCatalogue_For_BIMSTEC_Nations.pdf. Accessed: 13 May 2022.
  9. Li Q, Chen X. Penetration and perforation into metallic targets by a non-deformable projectile. Engineering Plasticity Impact Dynamics. 2001. doi: 10.1142/9789812794536_0010
  10. Liscio E, Imran R. Angle of impact determination from bullet holes in a metal surface. Forensic Sci Int. 2020;(317):110504. doi: 10.1016/j.forsciint.2020.110504
  11. Walters M, Liscio E. The accuracy and repeatability of reconstructing single bullet impacts using the 2D ellipse method. J Forensic Sci. 2020;65(4):1120–1127. doi: 10.1111/1556-4029.14309
  12. Nordin F, Bominathan U, Abdullah A, Chang K. Forensic significance of gunshot impact marks on inanimate objects: The need for translational research. J Forensic Sci. 2019;65(1):11–25. doi: 10.1111/1556-4029
  13. Gangopadhyay S, Rohatgi R. Trajectory simulations by the numerical solution of the point-mass equations of motion for 7.62 mm/.308” rifle bullets. Russ J Forensic Med. 2022;8(2):23–36. (In Russ). doi: 10.17816/fm730

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Singh_Table 1-2

Download (11KB)
3. Fig. 1. Local Damages and Global Failure.

Download (88KB)
4. Fig. 2. Graphical Representation of Firing Test Setup.

Download (157KB)
5. Fig. 3. Impact Energy

Download (51KB)
6. Fig. 4. Energy Loss.

Download (57KB)
7. Fig. 5. Entry Holes at 5m Range at Different Angles — 0°, 15°, 30°, 45°, Respectively.

Download (211KB)
8. Fig. 6. Exit Holes at 5m Range at Different Angles: 0°, 15°, 30°, and 45°.

Download (230KB)
9. Fig. 7. Diameter of Entry Hole vs. Exit Hole.

Download (69KB)
10. Fig. 8. Least Squares Fit.

Download (42KB)
11. Fig. 9. Trajectory of the Impacted Bullet Fired at 0° from 5m Range.

Download (383KB)
12. Singh_Table 1-1

Download (60KB)

Copyright (c) 2023 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».