EP0294263A1 - Procédé permettant d'augmenter la sensibilité à l'impact d'un projectile portant une fusée percutante - Google Patents

Procédé permettant d'augmenter la sensibilité à l'impact d'un projectile portant une fusée percutante Download PDF

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EP0294263A1
EP0294263A1 EP88401209A EP88401209A EP0294263A1 EP 0294263 A1 EP0294263 A1 EP 0294263A1 EP 88401209 A EP88401209 A EP 88401209A EP 88401209 A EP88401209 A EP 88401209A EP 0294263 A1 EP0294263 A1 EP 0294263A1
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warhead
impact
projectile
intermediate piece
thickness
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Régis Riffet
Jean-Paul Duparc
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Giat Industries SA
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Etat Francais
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B10/00—Means for influencing, e.g. improving, the aerodynamic properties of projectiles or missiles; Arrangements on projectiles or missiles for stabilising, steering, range-reducing, range-increasing or fall-retarding
    • F42B10/32—Range-reducing or range-increasing arrangements; Fall-retarding means
    • F42B10/38—Range-increasing arrangements
    • F42B10/42—Streamlined projectiles
    • F42B10/46—Streamlined nose cones; Windshields; Radomes

Definitions

  • the present invention applies to explosive ammunition of medium caliber and relates to a method making it possible to increase the sensitivity to the impact of a projectile carrying a percussion rocket, as well as the devices making it possible to implement such a method.
  • the current field of use of medium caliber ammunition is such that it covers all forms of combat. As such, they can be directed against a wide variety of objectives, in particular light vehicles or aircraft.
  • this type of target made up of thin sheets which are easy to pierce, requires great sensitivity from said rockets.
  • the object of the present invention is to propose a method allowing a simple adjustment of the specific sensitivity of a projectile, without intervention on the rocket, but by increasing the motive force of the percussive moving mass of this rocket by an increase in the deceleration when puncturing a thin target.
  • the method according to the invention is characterized in that means are integrated into the projectile making it possible, following the impact on a target, to deform the warhead which results in an increase in the diameter of the front face of that and which is likely to slow the penetration of the projectile into the target.
  • a device making it possible to implement this process is characterized in that the means consist of at least one rupture initiation made on the warhead.
  • the incipient fractures can result from internal and coaxial recesses in the warhead
  • the warhead can comprise at least two incipient fractures practiced according to internal or external generators
  • an intermediate piece can be placed inside the warhead, this intermediate piece may include a peripheral zone in contact with the warhead and having a profile capable of shearing said warhead on impact, the intermediate piece may include at least one cylindrical hole, and it may be integral with the warhead, the intermediate piece may be constituted by a compressed pyrotechnic composition.
  • the means consist of a particular architecture of the warhead which comprises a front part, connected without a rupture initiation to a middle part, and a rear part at the level of which the warhead is made integral with the body of the projectile by a connecting means, and in that the thickness of the front part is greater than 130% of the thickness of the middle part, the latter thickness being such that the force necessary to cause its plastic deformation is less than that necessary to break the connecting means.
  • the projectile represented in FIG. 1 comprises a body 1, carrying a belt 2, and at the rear, a percussion base rocket 3 which comprises, in known manner, a percussive moving mass, responsible for initiating a pyrotechnic charge 4 (generally explosive) by means of a primer 5.
  • a pyrotechnic charge 4 generally explosive
  • the aerodynamic profiling of this projectile is obtained by the addition of a ballistic warhead 6 which has a nose whose front face 12, coming into contact with the target, is substantially circular.
  • This warhead tends, following an impact on a thin target, to slide on the body of the projectile, as shown Figure 2, without significant changes to its profile.
  • the target is easily perforated and it follows that the slowdown following the impact may be insufficient to ensure the operation of the base rocket 3.
  • FIG. 3 A first example of the device according to the invention is shown in FIG. 3.
  • a rupture initiation 8 is caused inside the warhead 6 by means of a cylindrical recess 7, other shapes can be given to this. recess, for example conical.
  • the initiation of rupture 8 may result from a sudden variation in the thickness of the warhead as in the case of a solid warhead nose (for ballistic reasons) as shown in FIG. 5.
  • FIGS. 6 and 7 show a warhead in which four breaking initiators 8 have been made along internal generatrices and spaced apart from each other by 90 °.
  • the embrittlement thus obtained causes the crushing of the warhead on impact as shown in FIG. 7, and a very strong deceleration which it is possible to modulate by varying the number and the section of the incipient fractures 8.
  • This intermediate piece can be full or have one or more holes 10 (see FIG. 8) made axially or radially.
  • the nose of the warhead will be embedded in these holes on impact.
  • the sensitivity will be adjusted by adjusting the diameter and / or the height of the intermediate piece 9 or even the number, the diameter and the position of any holes. Furthermore, the increase in mass linked to the presence of the part 9 can have a favorable influence on the ballistics of the projectile.
  • FIG. 9 shows such a variant in which the intermediate piece 9 behaves like a cookie cutter, due to the presence of a sharp peripheral zone 11.
  • the sensitivity will depend on the section to be sheared, the latter depending on the diameter of the peripheral zone 11 and on the thickness of the warhead with respect to said zone 11.
  • Figure 11 shows another embodiment of the device according to the invention.
  • the means making it possible to deform the warhead on impact are constituted by a particular architecture of the warhead which comprises three parts:
  • the limit between the middle part and the rear part corresponds substantially to the contact zone between the body 1 and the warhead 6.
  • the warhead 6 being in contact with the cylindrical front end 18 of the body 1, the thickness of the rear part thus increases substantially linearly up to the thread 17.
  • the nose retains its rigidity during the deformation of the middle part 14 and there is no separation of the front and middle parts.
  • Figure 12 shows such a warhead after impact on a target.
  • the increase in diameter can be up to 250%, this due to the large length of the middle part which extends over substantially 50% of the total length of the warhead, it is possible to adjust this increase in diameter by varying the length of this middle part, for example by placing an intermediate part inside the warhead, part on which the rear part will bear.

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Abstract

Le secteur technique de l'invention est celui des munitions de moyen calibre, comportant une fusée percutante (3), notamment de culot, et une ogive balistique (6).
Le procédé selon l'invention consiste à intégrer au projectile des moyens permettant de réaliser consécutivement à un impact sur une cible, une déformation de l'ogive (6), de nature à ralentir la pénétration du projectile dans la cible, permettant ainsi d'augmenter la force motrice de la masse mobile percutante de la fusée et d'accroître la sensibilité spécifique de la munition.
Application aux munitions explosives de moyen calibre.

Description

  • La présente invention s'applique aux munitions explosives de moyen calibre et a pour objet un procédé permettant d'augmenter la sensibilité à l'impact d'un projectile portant une fusée percutante, ainsi que les dispositifs permettant de mettre en oeuvre un tel procédé.
  • Le domaine actuel d'utilisation des munitions de moyen calibre est tel qu'il recouvre toutes les formes de combat. A ce titre, elles peuvent être dirigées à l'encontre d'objectifs les plus divers et notamment de véhicules légers ou d'aéronefs.
  • Pour des projectiles munis de fusées percutantes, en particulier de fusées de culot, ce type de cible, constitué de tôles minces faciles à perforer, réclame de la part desdites fusées une grande sensibilité.
  • Or, ces mêmes projectiles doivent pouvoir être tirés sans dommage au travers d'obstacles naturels comme du feuillage ou la pluie tropicale; on conçoit dans ces conditions que le réglage de la sensibilité d'une fusée soit délicat.
  • Chaque type de fusée ayant sa sensibilité propre, en adéquation avec le projectile auquel elle est destinée, et ce projectile ayant lui-même des caractéristiques déterminées (masse, vitesse initiale, etc...), on est en présence d'un "couple" difficilement dissociable et ayant une sensibilité spécifique. Aussi n'existe-t-il que peu de cas d'interchangeabilité absolue en dehors de familles de munitions ayant des caractéristiques communes ou à défaut très voisines.
  • L'adaptation d'une fusée connue à un projectile nouveau ou différent suppose alors une redéfinition de tout ou partie des paramètres agissant sur la sensibilité de la fusée et qui sont:
        -ajustement de la masse mobile percutante
        -sensibilité de l'amorce
        -éventuellement, modification du point d'équilibre de l'auto-destruction.
  • En pratique, ces modifications ont des implications sur la conception même de la fusée, mais aussi parfois du projectile, sur la durée et le coût des études et développement et rendent délicates sinon prohibitives de telles modifications.
  • L'objet de la présente invention est de proposer une procédé permettant un réglage simple de la sensibilité spécifique d'un projectile, sans intervention sur la fusée, mais en augmentant la force motrice de la masse mobile percutante de cette fusée par un accroissement de la décélération lors de la perforation d'une cible mince.
  • Le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que l'on intègre au projectile des moyens permettant de réaliser, consécutivement à l'impact sur une cible, une déformation de l'ogive qui entraîne une augmentation du diamètre de la face avant de celle-ci et qui est de nature à ralentir la pénétration du projectile dans la cible.
  • Un dispositif permettant de mettre en oeuvre ce procédé est caractérisé en ce que les moyens sont constitués par au moins une amorce de rupture pratiquée sur l'ogive.
  • Selon différentes variantes:
        les amorces de rupture peuvent résulter de chambrages internes et coaxiaux à l'ogive,
        l'ogive peut comporter au moins deux amorces de rupture pratiquées suivant des génératrices internes ou externes,
        une pièce intermédiaire peut être disposée à l'intérieur de l'ogive,
        cette pièce intermédiaire pourra comporter une zone périphérique en contact avec l'ogive et ayant un profil de nature à cisailler ladite ogive à l'impact,
        la pièce intermédiaire pourra comporter au moins un trou cylindrique, et elle sera éventuellement solidaire de l'ogive,
        la pièce intermédiaire pourra être constituée par une composition pyrotechnique comprimée.
  • Un autre mode de réalisation d'un dispositif permettant de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention est caractérisé en ce que les moyens sont constitués par une architecture particulière de l'ogive qui comprend une partie frontale, raccordée sans amorce de rupture à une partie médiane, et une partie arrière au niveau de laquelle l'ogive est rendu solidaire du corps du projectile par un moyen de liaison, et en ce que l'épaisseur de la partie frontale est supérieure à 130% de l'épaisseur de la partie médiane, cette dernière épaisseur étant telle que l'effort nécessaire pour provoquer sa déformation plastique soit inférieur à celui nécessaire pour rompre le moyen de liaison.
  • L'invention sera mieux comprise au vu de la description qui va suivre faite en regard de dessins annexés et dans lesquels:
    • - La Figure 1 est la représentation simplifiée d'une munition de moyen calibre à fusée de culot.
    • - La Figure 2 montre le comportement d'une ogive usuelle après un impact sur une cible mince.
    • - Les Figures 3 et 4 montrent un premier mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention dans lequel une ogive comporte une amorce de rupture résultant d'un chambrage, l'ogive est représentée avant et après impact.
    • - La Figure 5 montre une ogive dont le nez est plein, créant ainsi une variation d'épaisseur.
    • - Les Figures 6 et 7 montrent une ogive portant quatre amorces de rupture pratiquées à 90°, suivant des génératrices internes avant et après impact.
    • - La Figure 8 montre une ogive selon l'invention munie d'une pièce intermédiaire présentant un alésage axial.
    • - La Figure 9 représente une ogive et une pièce intermédiaire portant une zone périphérique tranchante pouvant cisailler ladite ogive à l'impact.
    • - La Figure 10 montre une variante dans laquelle l'ogive et la pièce intermédiaire sont solidiare.
    • - Les Figures 11 et 12 montrent un autre mode de réalisation d'une ogive permettant de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. La Figure 12 représentant cette ogive après impact sur une cible.
  • Le projectile représenté à la figure 1 comporte un corps 1, porteur d'une ceinture 2, et à l'arrière, d'une fusée de culot percutante 3 qui comporte, de façon connue, une masse mobile percutante, chargée d'initier un chargement pyrotechnique 4 (généralement explosif) au moyen d'une amorce 5.
  • Le profilage aérodynamique de ce projectile est obtenu par l'adjonction d'une ogive balistique 6 qui présente un nez dont la face avant 12, venant en contact avec la cible, est sensiblement circulaire.
  • Cette ogive, le plus souvent en alliage léger, (d'autres matériaux peuvent néanmoins convenir comme les matières plastiques), a tendance, à la suite d'un impact sur une cible mince, à glisser sur le corps du projectile, comme le montre la figure 2, sans modificatios importante de son profil. La cible est aisément perforée et il s'ensuit que le ralentissement consécutif à l'impact risque d'être insuffisant pour assurer le fonctionnement de la fusée de culot 3.
  • Un premier exemple du dispositif selon l'invention est représenté à la figure 3. On provoque une amorce de rupture 8 à l'intérieur de l'ogive 6 au moyen d'un chambrage cylindrique 7, d'autres formes pouvant être données à ce chambrage, par exemple coniques.
  • A l'impact, l'ogive ainsi fragilisée au niveau de l'amorce de rupture 8, se cisaille et son nez vient s'encastrer dans le chambrage 7, comme le montre la figure 4, modifiant ainsi très sensiblement le profil du projectile qui devient alors très défavorable à une bonne perforation car il présente en contact avec la cible une nouvelle face avant 12A de plus grand diamètre que la précédente, d'où une forte décélération permettant une meilleure exploitation de l'inertie de la masse mobile percutante de la fusée 3.
  • Ainsi l'impact entraîne une augmentation brutale du diamètre de la face avant de l'ogive, ce qui va provoquer une brutale décélération au lieu de la décélération progressive qui était obtenue avec l'ogive de la Figure 1. Cette décélération sera fonction du rapport de la section initiale de la face avant 12 à celle obtenue consécutivement à l'impact, donc elle sera une fonction de la valeur de la cote X de position du chambrage dans l'ogive, en jouant sur la valeur de cette dernière il sera donc possible d'ajuster la sensibilité à l'impact du projectile.
  • Il sera possible également d'ajuster le seuil inférieur de sensibilité du projectile (épaisseur minimale de cible assurant l'initiation) en jouant sur la valeur du diamètre D du chambrage, donc sur l'effort nécessaire pour cisailler l'ogive.
  • Il est encore possible de faire varier cette sensibilité en jouant sur les conicités intérieures, ou encore en multipliant les chambrages dans l'ogive, ce qui occasionnera plusieurs pics de décélération successifs au projectile.
  • A titre d'exemple, en comparant un projectile de calibre 30 mm selon l'état de la technique, pour lequel le diamètre du nez est de 10 mm, et un projectile identique équipé d'une ogive extérieurement identique à la précédente mais portant un chambrage interne pour lequel X= 15 mm et D= 17 mm, on a pu observer, grâce à l'invention, un gain de décélération de près de 75% à l'impact sur une cible mince.
  • L'amorce de rupture 8 peut résulter d'une brutale variation de l'épaisseur de l'ogive comme dans le cas d'un nez d'ogive plein (pour des raisons balistiques) tel que représenté sur la figure 5.
  • Les figures 6 et 7 montrent une ogive dans laquelle on a pratiqué quatre amorces de rupture 8 suivant des génératrices internes et espacées les unes des autres de 90°. La fragilisation ainsi obtenue provoque à l'impact l'écrasement de l'ogive comme le montre la figure 7, et une très forte décélération qu'il est possible de moduler en jouant sur le nombre et sur la section des amorces de rupture 8.
  • On peut encore accroître la sensibilité spécifique du projectile en interposant à l'intérieur de l'ogive, une pièce intermédiaire 9 sur laquelle vient s'écraser le nez de ladite ogive conférant un surcroît d'énergie à la masse mobile percutante de la fusée.
  • Cette pièce intermédiaire peut être pleine ou présenter un ou plusieurs trous 10 (voir figure 8) pratiqués axialement ou radialement.
  • Dans le cas de trous axiaux le nez de l'ogive viendra s'encastrer dans ces trous à l'impact.
  • On réglera la sensibilité en jouant sur le diamètre et/ou la hauteur de la pièce intermédiaire 9 ou encore sur le nombre, le diamètre et la position d'éventuels trous. Par ailleurs, l'accroissement de masse lié à la présence de la pièce 9 peut avoir une influence favorable sur la balistique du projectile.
  • A titre d'exemple en disposant une pièce intermédiaire en alliage d'aluminium dans un chambrage ayant les mêmes dimensions que celui de l'exemple précédent, on a pu observer un gain de décélération de l'ordre de 150% par rapport au projectile suivant l'état de la technique.
  • Il est possible de concevoir la pièce intermédiaire 9 de telle sorte qu'elle présente, au contact de l'ogive, un profil permettant de la cisailler à l'impact.
  • La figure 9 montre une telle variante dans laquelle la pièce intermédiaire 9 se comporte comme un emporte pièce, en raison de la présence d'une zone périphérique tranchante 11.
  • La sensibilité dépendra de la section à cisailler, cette dernière dépendant du diamètre de la zone périphérique 11 et de l'épaisseur de l'ogive au regard de ladite zone 11.
  • Par ailleurs, on peut envisager de solidariser l'ogive 6 et la pièce intermédiaire 9, par exemple en réalisant une ogive par moulage ou injection. Il est possible dans ce cas de regrouper les différentes possibilités de réglage de sensibilité permises par la présence d'amorces de rupture 8, d'une pièce intermédiaire 9 et de trous 10 comme le montre la figure 10.
  • On cherche souvent à renforcer le effets terminaux d'une munition par adjonction, lors du chargement de substances pyrotechniques ayant des propriétés particulières (incendiaires, à effet de souffle...).
  • Il sera donc particulièrement intéressant de réaliser la pièce intermédiaire 9 en composition pyrotechnique fortement comprimée, tout en conservant les possibilités de réglage de sensibilité propres à cette configuration.
  • Les figures précédentes ont montrés différents modes de réalisation du dispositif selon l'invention dans lesquels la déformation de l'ogive à l'impact était obtenue par la cassure de une ou plusieurs parties de l'ogive selon des amorces de rupture préparées.
  • La figure 11 montre un autre mode de réalisation du dispositif selon l'invention. Ici les moyens permettant de réaliser une déformation de l'ogive à l'impact sont constitués par une architecture particulière de l'ogive qui comprend trois parties:
  • Une partie frontale 13 d'épaisseur e1, qui constitue le nez, une partie médiane 14 d'épaisseur e2 constante, et une partie arrière 15 au niveau de laquelle est réalisée la solidarisation de l'ogive 6 et du corps 1 par un moyen de liaison, ici par un filetage 17.
  • La limite entre partie médiane et partie arrière correspond sensiblement à la zone de contact entre le corps 1 et l'ogive 6.
  • L'ogive 6 étant en contact avec l'extrémité avant cylindrique 18 du corps 1, l'épaisseur de la partie arrière croît ainsi sensiblement linéairement jusqu'au filetage 17.
  • Ces trois parties sont dimensionnées de la façon suivante:
  • On détermine l'effort axial qui exercé sur le nez de l'ogive serait nécessaire pour rompre le moyen de liaison de l'ogive et du corps, et on donne à la partie médiane une épaisseur e2, telle que l'effort nécessaire pour la déformer plastiquement soit inférieur à celui qui provoque la rupture du moyen de liaison.
  • Cette condition n'est pas suffisante pour obtenir un pic de décélération à l'impact sur une cible, il faut également donner à la partie frontale 13 un épaisseur e1 supérieure à 1,3 fois l'épaisseur e2, et prévoir, pour éviter toute amorce de rupture, un congé de raccordement 16 dont le rayon sera par exemple sensiblement égal à l'épaisseur e2.
  • Ainsi le nez conserve sa rigidité au cours de la déformation de la partie médiane 14 et il n'y a pas de séparation des parties frontale et médiane.
  • Alors on observe effectivement un pic de décélération à l'impact, ce qui ne s'observe pas pour une ogive dans laquelle partie frontale et médiane ont la même épaisseur e1, en effet dans ce cas l'absence de rigidité au niveau de la partie frontale entraîne une déformation totale de l'ogive et une décélération plus progressive.
  • Il est également nécessaire de prévoir le congé de raccordement 16, en effet l'épaisseur e1 est trop faible pour assurer la rigidité de l'ogive, et la séparation des parties frontales et médianes entraînerait une déformation totale de l'ogive sans pic de décélération.
  • La figure 12 montre une telle ogive après impact sur une cible. La déformation plastique de la partie médiane 14, qui intervient sans rupture des parties frontale et arrière, entraîne une augmentation sensible du diamètre de la face avant 12 de l'ogive et un pic de décélération.
  • L'augmentation de diamètre peut aller jusqu'à 250%, cela en raison de la longueur importante de la partie médiane qui s'étend sur sensiblement 50% de la longueur totale de l'ogive, il est possible d'ajuster cette augmentation de diamètre en jouant sur la longueur de cette partie médiane, par exemple en disposant une pièce intermédiaire à l'intérieur de l'ogive, pièce sur laquelle la partie arrière va prendre appui.
  • A titre d'exemple une ogive du type de celle représentée figure 11, en alliage d'aluminium, et pour laquelle e1 = 1,5 mm et e2 = 1 mm, permet d'obtenir un gain de décélération de l'ordre de 75% par rapport au projectile suivant l'état de la technique.
  • Il sera possible également d'ajuster le seuil inférieur de sensibilité du projectile (épaisseur minimale de cible assurant l'initiation) en jouant sur la valeur de l'épaisseur e2, donc sur la valeur de l'effort necessaire pour assurer une déformation plastique de la partie médiane 14.

Claims (10)

1-Procédé permettant d'augmenter la sensibilité à l'impact d'un projectile comportant une fusée percutante (3) et une ogive balistique (6), caractérisé en ce que l'on intègre au projectile des moyens permettant de réaliser, consécutivement à l'impact sur une cible, une déformation de l'ogive (6) qui entraîne une augmentation du diamètre de la face avant (12) de celle-ci et qui est de nature à ralentir la pénétration du projectile dans la cible.
2-Dispositif permettant de mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens sont constitués par au moins une amorce de rupture (8) pratiquée sur l'ogive (6).
3-Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la ou les amorces de rupture (8) résultent de chambrages internes (7) et coaxiaux à l'ogive (6).
4-Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux amorces de rupture (8) pratiquées suivant des génératrices internes ou externes de l'ogive (6).
5-Dispositif selon les revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'une pièce intermédiaire (9) est disposée à l'intérieur de l'ogive (6).
6-Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que la pièce intermédiaire (9) comporte une zone périphérique (11) en contact avec l'ogive (6) et ayant un profil de nature à cisailler ladite ogive à l'impact.
7-Dispositif selon les revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que la pièce intermédiaire (9) comporte au moins un trou cylindrique (10).
8-Dispositif selon les revendications 5 à 7, caractérisé en ce que la pièce intermédiaire (9) est solidaire de l'ogive (6).
9-Dispositif selon les revendications 5 à 7, caractérisé en ce que la pièce intermédiaire (9) est constituée par une composition pyrotechnique comprimeé.
10-Dispositif permettant de mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens sont constitués par une architecture particulière de l'ogive (6) qui comprend une partie frontale (13), raccordée sans amorce de rupture à une partie médiane (14), et une partie arrière (15) au niveau de laquelle l'ogive (6) est rendu solidaire du corps (1) du projectile par un moyen de liaison (17), et en ce que l'épaisseur (e1) de la partie frontale est supérieure à 130% de l'épaisseur (e2) de la partie médiane, cette dernière épaisseur étant telle que l'effort nécessaire pour provoquer sa déformation plastique soit inférieur à celui nécessaire pour rompre le moyen de liaison (17).
EP19880401209 1987-05-21 1988-05-18 Procédé permettant d'augmenter la sensibilité à l'impact d'un projectile portant une fusée percutante Expired - Lifetime EP0294263B1 (fr)

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