EP2383538A1 - Dispositif d'amorçage à initiation par influence pour projectile - Google Patents

Dispositif d'amorçage à initiation par influence pour projectile Download PDF

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EP2383538A1
EP2383538A1 EP11290172A EP11290172A EP2383538A1 EP 2383538 A1 EP2383538 A1 EP 2383538A1 EP 11290172 A EP11290172 A EP 11290172A EP 11290172 A EP11290172 A EP 11290172A EP 2383538 A1 EP2383538 A1 EP 2383538A1
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EP
European Patent Office
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detonator
safety
projectile
initiation
arming
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Withdrawn
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EP11290172A
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German (de)
English (en)
Inventor
Pierre Pavec
Renaud Lafont
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Nexter Munitions SA
Original Assignee
Nexter Munitions SA
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C9/00—Time fuzes; Combined time and percussion or pressure-actuated fuzes; Fuzes for timed self-destruction of ammunition
    • F42C9/14—Double fuzes; Multiple fuzes
    • F42C9/147—Impact fuze in combination with electric time fuze
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C15/00—Arming-means in fuzes; Safety means for preventing premature detonation of fuzes or charges
    • F42C15/005—Combination-type safety mechanisms, i.e. two or more safeties are moved in a predetermined sequence to each other
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C15/00—Arming-means in fuzes; Safety means for preventing premature detonation of fuzes or charges
    • F42C15/18—Arming-means in fuzes; Safety means for preventing premature detonation of fuzes or charges wherein a carrier for an element of the pyrotechnic or explosive train is moved
    • F42C15/188—Arming-means in fuzes; Safety means for preventing premature detonation of fuzes or charges wherein a carrier for an element of the pyrotechnic or explosive train is moved using a rotatable carrier
    • F42C15/192—Arming-means in fuzes; Safety means for preventing premature detonation of fuzes or charges wherein a carrier for an element of the pyrotechnic or explosive train is moved using a rotatable carrier rotatable in a plane which is parallel to the longitudinal axis of the projectile
    • F42C15/196—Arming-means in fuzes; Safety means for preventing premature detonation of fuzes or charges wherein a carrier for an element of the pyrotechnic or explosive train is moved using a rotatable carrier rotatable in a plane which is parallel to the longitudinal axis of the projectile by the action of centrifugal or inertia forces on the carrier body, e.g. the carrier having eccentrically mounted weights or eccentric centre of gravity
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42C—AMMUNITION FUZES; ARMING OR SAFETY MEANS THEREFOR
    • F42C15/00—Arming-means in fuzes; Safety means for preventing premature detonation of fuzes or charges
    • F42C15/40—Arming-means in fuzes; Safety means for preventing premature detonation of fuzes or charges wherein the safety or arming action is effected electrically

Definitions

  • the technical field of the invention is that of devices for priming a projectile.
  • these devices comprise a safety and arming device which ensures a misalignment of the pyrotechnic initiation chain and an electric initiation detonator which is actuated by a setting module. electronic fire.
  • the electronic firing module makes it possible to manage different modes of operation for the device, for example: a chronometric mode (with programming before timing firing), an impact mode, a delayed impact mode ...
  • the chronometric module incorporates one or more electronic cards as well as an energy source.
  • the detonator is most often attached to a movable primer door which is carried by the security and arming device. It is connected to the electronic module by conductors or flexible conductive tracks.
  • the electric detonator is disposed radially away from the impact sensitive detonator, which however has an axis parallel to that of the electric detonator.
  • the projection of the elements of the envelope of the electric detonator is therefore radially and towards the bottom of the channel and not towards the detonator sensitive to the shock itself.
  • this architecture requires the establishment of an electric detonator that penetrates deep inside the mechanical safety device. This results in a specific and complex architecture that is not compatible with the use of an existing mechanical safety device.
  • the object of the invention is to propose an architecture in which integration into a projectile is simplified because the safety and arming device is separated from the electronic module and the pyrotechnic component that is triggered by the latter.
  • the subject of the invention is a launching device for a projectile comprising a safety and arming device as well as a first electric initiation detonator which is actuated by an electronic firing module, a device comprising a second firing device.
  • detonator which is integral with a rotor or shutter of the safety and arming device, the second detonator being an impact sensitive detonator, the first detonator being arranged facing the second detonator when the safety and arming device is in the armed position, so that the initiation of the first detonator can lead by influence the initiation of the second detonator, characterized in that the first detonator is disposed along the axis of the projectile and coaxial with the second detonator when the security and arming device is in the armed position.
  • the first detonator is separated from the safety and arming device by a plate pierced with a hole.
  • the first detonator can be connected to an electronic board of the firing module.
  • the electronic card may carry a cup surrounding at least in part the first detonator, cup ensuring electrical contact between the card and the first detonator.
  • a countersink may be provided on the plate, countersink surrounding the hole, the front face of the electric detonator positioned in the vicinity or inside this countersink.
  • a priming device 1 (or rocket) according to the invention is incorporated in a body 2 of a projectile.
  • the projectile is here of gyro-stabilized type, that is to say animated with a rotation around its axis 16 which is communicated by the tube of the weapon.
  • This device comprises a safety and arming device 3 and a first detonator 5, which is electrically initiated, and which is actuated by an electronic firing module 4.
  • the safety and arming device 3 is a device comprising a rotor 6 carrying a second detonator 7 which is of impact-sensitive type, that is to say concretely a detonator type percussion. This device is incorporated in a housing 9a, 9b which is housed in a bore 20 of the body 2 of the projectile.
  • the rotor 6 has an unbalance and is disposed in a cage 8 which is pivotally mounted relative to the housing 9a, 9b of the safety device and arming.
  • the pivoting is done at the level of pins formed on the front and rear ends of the cage 8 and which are housed in complementary bores of the parts 9a and 9b of the housing.
  • the rotor 6 is immobilized in its safety position as shown in FIG. figure 1 by radial pins 10, themselves held in place by a hairspring 11.
  • the rotor 6 is also immobilized by a lock 12 in the form of a cylindrical sleeve and which is held pressed against a flat part 13 of the rotor by a spring washer 14.
  • the bushing 12 comprises an axial bore which, in conventional safety and arming devices, is intended to let a tip of a striker pass.
  • the striker is removed.
  • the plate 18 has an axial hole 18a which is aligned with the axis 16 of the projectile and with the first detonator 5.
  • a countersink 17 surrounds the hole 18a and the front face of the electric detonator 5 is positioned in the vicinity or inside this counterbore, near the hole 18a.
  • the electronic firing module 4 here comprises two electronic cards 21a, 21b on which are fixed components that need not be described in detail.
  • One of the cards carries in particular a microprocessor which receives by conductors (not shown) appropriate programming provided by a programming unit integral with the weapon.
  • the card 21b disposed opposite the hole 18a carries the first detonator 5 which is positioned in the vicinity or in the countersink 17.
  • the first detonator 5 is connected to the card 21b by its axial contact at a deformable pin connector carried by the map.
  • the electronic card carries a cup 22 which partially surrounds the electric detonator 5 and constitutes a second electrical contact for the first detonator 5 (contact between the electronic card and the metal cell of the first detonator).
  • the figure 2 shows the device after its exit out of the tube of the weapon and after ten meters of trajectory.
  • the axial acceleration due to the shot has led the sleeve 12 to pass through the washer 14. It does not thus blocks more rotor 6.
  • the washer 14 is designed to prevent a subsequent return of the sleeve to the rotor and thus comprises tabs (not visible in the figures but which are described by FR2689972 ).
  • the first detonator 5 is coaxial with the second detonator 7 and coaxial with the axis 16 of the projectile.
  • the first detonator 5 is closed by a straw (not visible in the figures).
  • a straw is a thin sheet that closes the envelope of a detonator after loading with the pyrotechnic compositions.
  • a straw is generally a sheet of metal (stainless steel) of the order of a few tenths of a millimeter thick.
  • This hole is calibrated and has a diameter substantially equal to that of the axial channel of the sleeve 12.
  • the second detonator 7 is then initiated by shock, both by the impact of the flail disc projected on it, and by influence, that is to say by the mechanical effects and generated remotely, such as the pressure and heat of the gases from the first detonator.
  • the invention makes it possible to maintain a safety and arming device already defined for a projectile family and, by associating it with an electronic module and an electric detonator, it authorizes the definition of a priming device. projectile conferring operating modes on trajectory (firing after programmed delay).
  • an advanced priming device is achieved by limiting development costs and it becomes possible to standardize the use of a given security and arming device in a whole family of projectiles of different calibres and having electronic structures. different.
  • a priming device has been described here, the safety and arming device of which implements the solutions described by the patent. FR2689972 . It is of course possible to define a priming device according to the invention which implements a safety and arming device of different design.
  • this device comprises a percussion detonator which is integral with a rotor or a shutter, the first detonator being arranged facing the second detonator when the safety and arming device is in the armed position, in such a way that the initiation of the first detonator can influence the initiation of the second detonator by influence.

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Abstract

L'invention a pour objet un dispositif d'amorçage (1) d'un projectile comportant un dispositif de sécurité et d'armement (3) ainsi qu'un premier détonateur (5) à initiation électrique qui est actionné par un module de mise à feu électronique (4). Ce dispositif d'amorçage comporte un deuxième détonateur (7) qui est solidaire d'un rotor (6) ou volet du dispositif de sécurité et d'armement (3), le deuxième détonateur (7) étant un détonateur sensible au choc, le premier détonateur (5) étant disposé en regard du deuxième détonateur (7) lorsque le dispositif de sécurité et d'armement (3) se trouve en position armée, de telle façon que l'initiation du premier détonateur (5) puisse entraîner par influence l'initiation du deuxième détonateur (7). Ce dispositif est caractérisé en ce que le premier détonateur (5) est disposé suivant l'axe (16) du projectile et coaxial au deuxième détonateur lorsque le dispositif de sécurité et d'armement (3) se trouve en position armée.

Description

  • Le domaine technique de l'invention est celui des dispositifs permettant l'amorçage d'un projectile.
  • D'une façon classique ces dispositifs (souvent baptisés "fusées") comportent un dispositif de sécurité et d'armement qui assure un désalignement de la chaîne pyrotechnique d'initiation ainsi qu'un détonateur à initiation électrique qui est actionné par un module de mise à feu électronique.
  • Ces dispositifs sont bien connus de l'Homme du Métier. On pourra par exemple consulter le brevet US5271327 qui décrit un tel dispositif.
  • Le module de mise à feu électronique permet de gérer différents modes de fonctionnement pour le dispositif, par exemple : un mode chronométrique (avec une programmation avant tir de la chronométrie), un mode impact, un mode impact retardé ...
  • Le module chronométrique incorpore une ou plusieurs cartes électroniques ainsi qu'une source d'énergie. Le détonateur est le plus souvent solidaire d'un volet porte amorce mobile qui est porté par le dispositif de sécurité et d'armement. Il est relié au module électronique par des conducteurs ou des pistes conductrices souples.
  • L'intégration de ce composant pyrotechnique dans un projectile est une opération délicate qui présente certains risques pyrotechniques.
  • Par ailleurs la définition d'un nouveau projectile impose l'étude et la mise au point d'une fusée complète incorporant le dispositif de sécurité et d'armement et le module électronique. Ces deux dispositifs sont en effet le plus souvent étroitement imbriqués et il n'est pas possible de modifier l'un sans modifier également l'autre. De telles modifications sont particulièrement délicates dans le domaine des projectiles de moyens calibre (calibre inférieur à 75mm) car les composants sont de dimensions réduites et l'espace disponible est également limité.
  • On connaît par le brevet US7600475 une fusée multimode comportant un premier détonateur à initiation électrique et un deuxième détonateur qui est solidaire d'un rotor. Lorsque ce dernier se trouve en position armée, il se positionne au voisinage du détonateur électrique dont il est séparé par un canal radial. L'initiation du détonateur électrique assure donc par influence celle du détonateur logé dans le rotor.
  • Cette fusée présente cependant des inconvénients. Le détonateur électrique est disposé radialement à distance du détonateur sensible au choc qui a cependant un axe parallèle à celui du détonateur électrique. La projection des éléments de l'enveloppe du détonateur électrique se fait donc de façon radiale et vers le fond du canal et non vers le détonateur sensible au choc lui même.
  • Par ailleurs cette architecture impose la mise en place d'un détonateur électrique qui pénètre profondèment à l'intérieur du dispositif de sécurité mécanique. Il en résulte une architecture spécifique et complexe qui n'est pas compatible de l'emploi d'un dispositif de sécurité mécanique existant.
  • L'invention a pour but de proposer une architecture dans laquelle l'intégration dans un projectile est simplifiée car le dispositif de sécurité et d'armement est séparé du module électronique et du composant pyrotechnique qui est déclenché par ce dernier.
  • Ainsi l'invention a pour objet un dispositif d'amorçage d'un projectile comportant un dispositif de sécurité et d'armement ainsi qu'un premier détonateur à initiation électrique qui est actionné par un module de mise à feu électronique, dispositif comportant un deuxième détonateur qui est solidaire d'un rotor ou volet du dispositif de sécurité et d'armement, le deuxième détonateur étant un détonateur sensible au choc, le premier détonateur étant disposé en regard du deuxième détonateur lorsque le dispositif de sécurité et d'armement se trouve en position armée, de telle façon que l'initiation du premier détonateur puisse entraîner par influence l'initiation du deuxième détonateur, dispositif caractérisé en ce que le premier détonateur est disposé suivant l'axe du projectile et coaxial au deuxième détonateur lorsque le dispositif de sécurité et d'armement se trouve en position armée.
  • Selon un mode particulier de réalisation, le premier détonateur est séparé du dispositif de sécurité et d'armement par une plaque percée d'un trou.
  • Le premier détonateur pourra être connecté à une carte électronique du module de mise à feu.
  • La carte électronique pourra porter une coupelle entourant au moins en partie le premier détonateur, coupelle assurant un contact électrique entre la carte et le premier détonateur.
  • Un lamage pourra être prévu sur la plaque, lamage entourant le trou, la face avant du détonateur électrique se positionnant au voisinage ou à l'intérieur de ce lamage.
  • L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre d'un mode particulier de réalisation, description faite en référence aux dessins annexés et dans lesquels :
    • la figure 1 est une vue partielle en coupe d'un projectile incorporant un dispositif d'amorçage selon l'invention, dispositif représenté en position de sécurité,
    • la figure 2 montre ce même dispositif en position armée.
  • En se reportant à la figure 1, un dispositif d'amorçage 1 (ou fusée) selon l'invention est incorporé dans un corps 2 d'un projectile. Le projectile est ici de type gyrostabilisé, c'est à dire animé d'une rotation autour de son axe 16 qui est communiquée par le tube de l'arme.
  • Ce dispositif comporte un dispositif de sécurité et d'armement 3 ainsi qu'un premier détonateur 5, qui est à initiation électrique, et qui est actionné par un module de mise à feu électronique 4.
  • Le dispositif de sécurité et d'armement 3 est un dispositif comprenant un rotor 6 portant un deuxième détonateur 7 qui est de type sensible au choc, c'est à dire concrètement un détonateur de type initiable par percussion. Ce dispositif est incorporé dans un boîtier 9a,9b qui se loge dans un alésage 20 du corps 2 du projectile.
  • Ce dispositif est décrit par le brevet FR2689972 (ainsi que par le brevet FR2533686 ) auxquels on pourra se reporter pour obtenir plus de détails.
  • Comme décrit par ce brevet, le rotor 6 comporte un balourd et il est disposé dans une cage 8 qui est montée pivotante par rapport au boîtier 9a,9b du dispositif de sécurité et d'armement. Le pivotement se fait au niveau de tourillons formé sur les extrémités avant et arrière de la cage 8 et qui se logent dans des alésages complémentaires des parties 9a et 9b du boîtier.
  • Le rotor 6 est immobilisé dans sa position de sécurité telle que représentée à la figure 1 par des goupilles radiales 10, elles-mêmes maintenues en place par un spiral 11.
  • Le rotor 6 est aussi immobilisé par un verrou 12 en forme de douille cylindrique et qui est maintenu appliqué contre un méplat 13 du rotor par une rondelle ressort 14.
  • La douille 12 comporte un perçage axial qui, dans les dispositifs de sécurité et d'armement classiques, est destiné à laisser passer une pointe d'un percuteur.
  • Cependant dans l'invention, le percuteur est retiré.
  • Cette structure est identique à celle décrite par FR2689972 et il n'est donc pas nécessaire de la décrire plus en détails.
  • Conformément à l'invention, il n'y a pas de percuteur. On voit sur la figure 1 qu'il y a une plaque entretoise 18 qui est pincée entre le fond 9b du boîtier du dispositif de sécurité et d'armement 3 et un épaulement 19 de l'alésage interne 20 du corps 2. La plaque 18 est fixe par rapport au corps 2 du projectile.
  • On remarque sur la figure 1 que la plaque 18 comporte un trou axial 18a qui est aligné avec l'axe 16 du projectile et avec le premier détonateur 5.
  • Un lamage 17 entoure le trou 18a et la face avant du détonateur électrique 5 se positionne au voisinage ou à l'intérieur de ce lamage, à proximité du trou 18a.
  • On remarque sur la figure 1 que le module de mise à feu électronique 4 comporte ici deux cartes électroniques 21a, 21b sur lesquelles sont fixés des composants qu'il n'est pas nécessaire de décrire en détails. Une des cartes porte en particulier un microprocesseur qui reçoit par des conducteurs (non représentés) une programmation appropriée fournie par un boîtier de programmation solidaire de l'arme.
  • La carte 21b disposée en regard du trou 18a porte le premier détonateur 5 qui se positionne au voisinage ou dans le lamage 17. Le premier détonateur 5 est raccordé sur la carte 21b par son contact axial au niveau d'un connecteur à broche déformable porté par la carte.
  • On remarque sur la figure 1 que la carte électronique porte une coupelle 22 qui entoure partiellement le détonateur électrique 5 et constitue un deuxième contact électrique pour le premier détonateur 5 (contact entre la carte électronique et l'alvéole métallique du premier détonateur).
  • Le fonctionnement du dispositif est le suivant :
  • La figure 2 montre le dispositif après sa sortie hors du tube de l'arme et après une dizaine de mètres de trajectoire. Lors du tir du projectile, l'accélération axiale due au tir a conduit la douille 12 à traverser la rondelle 14. Elle ne bloque donc plus le rotor 6. La rondelle 14 est conçue pour empêcher un retour ultérieur de la douille vers le rotor et comporte ainsi des languettes (non visibles sur les figures mais qui sont décrites par FR2689972 ).
  • La rotation du projectile a provoqué par ailleurs le déroulement du spiral 11 ce qui a assuré la sécurité de bouche du projectile. A l'issue du délai nécessaire pour dérouler le spiral 11, les goupilles radiales 10 ont été éjectées hors du rotor 6 qui a pu alors (à cause de son balourd) adopter sa position armée avec le deuxième détonateur 7 aligné suivant l'axe 16 du projectile.
  • C'est cette disposition qui est montrée par la figure 2. On remarque alors que la chaîne pyrotechnique se trouve alignée. Le premier détonateur 5 est coaxial avec le deuxième détonateur 7 et coaxial à l'axe 16 du projectile.
  • D'une façon classique, le premier détonateur 5 est obturé par un paillet (non visible sur les figures). Un paillet est une mince feuille qui ferme l'enveloppe d'un détonateur après son chargement avec les compositions pyrotechniques. Un paillet est généralement une feuille de métal (inox) de l'ordre de quelques dixièmes de millimètres d'épaisseur.
  • Dans cette configuration le paillet de fermeture du premier détonateur 5 se trouve au voisinage du trou 18a qui est percé dans la plaque 18.
  • Ce trou est calibré et a un diamètre sensiblement égal à celui du canal axial de la douille 12. Ainsi lors de l'initiation du premier détonateur 5, la pression des gaz va projeter le paillet qui sera découpé par le trou 18a et sera poussé au travers du trou axial de la douille 12 jusqu'au deuxième détonateur 7.
  • Le deuxième détonateur 7 est alors initié par choc, à la fois par l'impact du disque de paillet projeté sur lui, et par influence, c'est à dire par les effets mécaniques et thermiques engendrés à distance, tels que la pression et la chaleur des gaz issus du premier détonateur.
  • On voit que l'invention permet de conserver un dispositif de sécurité et d'armement déjà défini pour une famille de projectile et, en l'associant à un module électronique et un détonateur électrique, elle autorise la définition d'un dispositif d'amorçage de projectile conférant des modes de fonctionnement sur trajectoire (mise à feu après délai programmé).
  • On réalise ainsi un dispositif d'amorçage évolué en limitant les coûts de développement et il devient possible de standardiser l'emploi d'un dispositif de sécurité et d'armement donné dans toute une famille de projectiles de calibres différents et ayant des électroniques de structures différentes.
  • On a décrit ici un dispositif d'amorçage dont le dispositif de sécurité et d'armement met en oeuvre les solutions décrites par le brevet FR2689972 . Il est bien entendu possible de définir un dispositif d'amorçage selon l'invention qui met en oeuvre un dispositif de sécurité et d'armement de conception différente.
  • Il suffit simplement que ce dispositif comprenne un détonateur à percussion qui soit solidaire d'un rotor ou bien d'un volet, le premier détonateur étant disposé en regard du deuxième détonateur lorsque le dispositif de sécurité et d'armement se trouve en position armée, de telle façon que l'initiation du premier détonateur puisse entraîner par influence l'initiation du deuxième détonateur.

Claims (5)

  1. Dispositif d'amorçage (1) d'un projectile comportant un dispositif de sécurité et d'armement (3) ainsi qu'un premier détonateur (5) à initiation électrique qui est actionné par un module de mise à feu électronique (4), dispositif comportant un deuxième détonateur (7) qui est solidaire d'un rotor (6) ou volet du dispositif de sécurité et d'armement (3), le deuxième détonateur (7) étant un détonateur sensible au choc, le premier détonateur (5) étant disposé en regard du deuxième détonateur (7) lorsque le dispositif de sécurité et d'armement (3) se trouve en position armée, de telle façon que l'initiation du premier détonateur (5) puisse entraîner par influence l'initiation du deuxième détonateur (7), dispositif caractérisé en ce que le premier détonateur (5) est disposé suivant l'axe (16) du projectile et coaxial au deuxième détonateur lorsque le dispositif de sécurité et d'armement (3) se trouve en position armée.
  2. Dispositif d'amorçage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier détonateur (5) est séparé du dispositif de sécurité et d'armement (3) par une plaque (18) percée d'un trou (18a).
  3. Dispositif d'amorçage selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le premier détonateur (5) est connecté à une carte électronique (21b) du module de mise à feu (4).
  4. Dispositif d'amorçage selon la revendication 3, caractérisé en ce que la carte électronique (21b) porte une coupelle (22) entourant au moins en partie le premier détonateur (5), coupelle assurant un contact électrique entre la carte (21b) et le premier détonateur (5).
  5. Dispositif d'amorçage selon une des revendications 2 à 4, caractérisé en ce qu'un lamage (17) sur la plaque (18) entoure le trou (18a), la face avant du détonateur électrique (5) se positionnant au voisinage ou à l'intérieur de ce lamage.
EP11290172A 2010-04-27 2011-04-06 Dispositif d'amorçage à initiation par influence pour projectile Withdrawn EP2383538A1 (fr)

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