EP1000312B1 - Munition de contre mesure - Google Patents

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EP1000312B1
EP1000312B1 EP99922246A EP99922246A EP1000312B1 EP 1000312 B1 EP1000312 B1 EP 1000312B1 EP 99922246 A EP99922246 A EP 99922246A EP 99922246 A EP99922246 A EP 99922246A EP 1000312 B1 EP1000312 B1 EP 1000312B1
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charge
hollow charges
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Joel Thomson-CSF-Propriété Intellectuelle FERRON
J.P. Thomson-CSF Propriété Intellectuelle GUILLON
C. Thomson-CSF Propriété Intellectuelle PERTHUIS
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TDA Armements SAS
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TDA Armements SAS
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63G—OFFENSIVE OR DEFENSIVE ARRANGEMENTS ON VESSELS; MINE-LAYING; MINE-SWEEPING; SUBMARINES; AIRCRAFT CARRIERS
    • B63G7/00—Mine-sweeping; Vessels characterised thereby
    • B63G7/02—Mine-sweeping means, Means for destroying mines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B12/00—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material
    • F42B12/02—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect
    • F42B12/04—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect of armour-piercing type
    • F42B12/10—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect of armour-piercing type with shaped or hollow charge
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F42—AMMUNITION; BLASTING
    • F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
    • F42B12/00—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material
    • F42B12/02—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect
    • F42B12/04—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect of armour-piercing type
    • F42B12/10—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect of armour-piercing type with shaped or hollow charge
    • F42B12/16—Projectiles, missiles or mines characterised by the warhead, the intended effect, or the material characterised by the warhead or the intended effect of armour-piercing type with shaped or hollow charge in combination with an additional projectile or charge, acting successively on the target
    • F42B12/18—Hollow charges in tandem arrangement

Definitions

  • the invention relates to the field of countermeasures ammunition, in particular but not exclusively munitions intended for the destruction or neutralization of weapons containing very few explosives sensitive such as underwater mines.
  • Such ammunition can be torpedoes, underwater vehicles, guided or autonomous, ammunition installed directly by deminers or more generally demining systems.
  • SEAFOX An example of such a demining system is known as designation of SEAFOX.
  • This system consists of an underwater vehicle wire guide which will be placed near the mine. It carries a load hollow which by its capacity of perforation will, with its jet, cross the mine. This aggression is generally likely to render the mine inoperative. This is a first level of efficiency, but we know that mine hunters wish to see disappear the sonar echo of the mine, which means a burst into small pieces. Such an effect is obtained when the throw of the shaped charge has the capacity when it enters the load explosive from the mine, creating a shock with sufficient energy to cause the almost immediate detonation of it.
  • the invention relates to a counter ammunition measurement comprising a lethal system having an axis of attack, characterized in what it comprises at least three hollow charges including the longitudinal axes are concurrent and evenly distributed angularly around the axis of attack, each shaped charge being intended to produce a jet of shaped charge acting concomitantly in an area of a target, the area being defined by the intersection with the target of the cone containing the concurrent axes of shaped charges and centered on the axis of attack.
  • the invention also relates to a use of ammunition as an underwater vehicle for the destruction of submerged mines.
  • the ammunition is placed in attack position in front of a mooring mine 1.
  • Mooring mine 1 is kept immersed in water by a rope 2 attached to a toad or base 3.
  • a shell 4 often made of steel, constitutes the float of the mine and inside, a tank 5 contains the explosive charge 6.
  • the mine also includes detection means 7 connected to a setting device fire 8.
  • the ammunition which bears the reference 9 in the figure la consists a vehicle 10 and a lethal system in the form of a shaped charge comprising a coating 11, an explosive charge 12, a containment side 13, a safety and ignition system 14.
  • a dead volume 15 is generally necessary for the proper functioning of the shaped charge.
  • the ammunition 9 can operate the shaped charge without being in contact with the mine.
  • FIG. 1b The ignition of the hollow charge provokes in a diagrammatic manner in FIG. 1b, the explosion of the explosive charge 12 which transforms the coating 11 into a jet 16 animated with a speed of several km / s. This speed allows the jet to hydrodynamically pass through the steel walls of the shell 4 and of the tank 5 to reach the explosive charge 6.
  • the jet 16 by creating a crater in the explosive charge 6 of the mine 1 generates a shock wave which develops zone 17 under very strong pressure. If the pressure in zone 17 is high enough over a sufficient surface, the criterion V 2 d is satisfied and the explosive charge 6 is detonated which pulverizes the mine 1.
  • FIGS. 2a and 2b where the elements homologous to those of FIG.
  • the lethal system is composed of three hollow charges 18a, 18b, 18c evenly distributed around the axis of attack (OO ') of the lethal system.
  • These hollow charges are arranged in the directions of three planes at 120 ° and their longitudinal axes X'X, are concurrent forward at a point ⁇ of the axis OO 'whose adjustment is predetermined according to the distance d ammunition attack.
  • the three hollow charges are identical, they are constituted in a similar manner to that shown in FIG. 1a, of a coating 11, of an explosive charge 12, of a confinement 13 and of a system of simultaneous firing 19 of the three shaped charges.
  • the coating 11 is for example made of copper, but other types of material such as aluminum or synthetic products (teflon, etc.) or liquid products (water, etc.) are of interest for the application. It is important that the firing system 19 guarantees good simultaneous operation of the hollow charges to allow the effects sought by the invention as described.
  • the firing system 19 can be a known electronic device which simultaneously initiates three detonator primers with a projected layer 20.
  • Another embodiment can consist of a pyrotechnic distributor which, starting from a single detonator, goes simultaneously propagate the detonation towards the hollow charges.
  • Figure 2c shows after the explosion of the shaped charges 18a, 18b, 18c, the interaction of the jets 16 on the mine explosive.
  • Each of the jets develops around the crater it creates, a zone 17 of overpressure, the zone 17 being defined by the intersection with the target 14 of the cone containing the concurrent axes XX 'of the hollow charges and centered on the axis of attack 00 '.
  • the zones of overpressure by joining together confine each other and create a surface, subjected to a significant pressure, greater than the sum of the three individual surfaces.
  • FIGs 3a and 3b where elements homologous to those of Figures 2a and 2b are shown with the same references, represent a second embodiment of the lethal system according to the invention.
  • the shaped charges are placed one behind the other slightly offset in 3 planes 120 ° and their axes of revolution X'X are concurrent at a point ⁇ , located at the front of the system, the position of which is predetermined according to the ammunition attack conditions.
  • the ignition system 19 controls the initiator of the detonating primers with projected layers 20 of each shaped charge according to a chronology such as the heads of the jets, preferably constant velocity, simultaneously attacks the explosive charge of the mine.
  • the firing systems 19 of each of the shaped charges can be advantageously replaced by a unique firing system produced in the form of the synchronous pyrotechnic distributor shown in Figures 4a and 4b.
  • This comprises an input pyrotechnic relay 21 which is put in communication with each of the explosive charges by relay 22 through conduits 23.
  • relay 21 is initialized by a primer, the detonation produced propagates through a pyrotechnic network formed by the conduits 23 into which is injected by example an explosive with thermosetting binder.
  • These have a length which is determined to maintain a symmetry of the paths of the detonation waves and result in a simultaneous emergence of the detonation at relay output 22.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Air Bags (AREA)
  • Portable Nailing Machines And Staplers (AREA)

Description

L'invention se situe dans le domaine des munitions de contre-mesure, en particulier mais non exclusivement les munitions destinées à la destruction ou la neutralisation d'armes contenant des explosifs très peu sensibles telles que des mines sous-marines. De telles munitions peuvent être des torpilles, des véhicules sous-marins, filoguidés ou autonomes, des munitions installées directement par les démineurs ou plus généralement des systèmes de déminage.
Un exemple de tel système de déminage est connu sous la désignation de SEAFOX. Ce système est constitué d'un véhicule sous-marin filoguidé qui va se placer à proximité de la mine. Il transporte une charge creuse qui par sa capacité de perforation va, avec son jet, traverser la mine. Cette agression est généralement de nature à rendre la mine inopérante. C'est un premier niveau d'efficacité, mais on sait que les chasseurs de mines souhaitent voir disparaítre l'écho sonar de la mine, ce qui signifie un éclatement en petits morceaux. Un tel effet est obtenu lorsque le jet de la charge creuse a la capacité lors de sa pénétration dans le chargement explosif de la mine, de créer un choc dont l'énergie est suffisante pour entraíner la détonation quasi-immédiate de celui-ci.
On sait que la capacité de ce type de munition à détruire une cible par entraínement en détonation de l'explosif qu'elle contient peut être caractérisée par un critère énergétique V2d, dit de HELD, où V représente la vitesse du jet au contact de l'explosif et d son diamètre. Cette capacité sera atteinte lorsque le critère sera supérieur à une valeur seuil qui dépend notamment de l'explosif de la cible.
L'emploi d'explosifs de moins en moins sensibles dans les mines considérées comme cibles, nécessite, pour obtenir leur destruction par détonation d'atteindre des valeurs de critère de plus en plus élevées, ce qui peut s'obtenir en augmentant les valeurs des deux paramètres V et d.
Il doit être noté ici avant la suite de l'exposé que l'emploi d'une charge creuse unique comme indiqué dans l'art antérieur peut permettre une destruction complète de la cible pour les modèles les plus vulnérables d'entre elles. Toutefois en fonction de l'explosif de chargement de la cible, il ne sera pas possible d'atteindre la valeur seuil du critère, même après optimisation de la charge creuse car pour des raisons physiques la vitesse du jet est limitée et son diamètre est proportionnel au calibre de la charge creuse.
La présente invention a pour but d'augmenter à volume constant l'efficacité d'une munition de contre-mesure. Elle a pour but en particulier :
  • soit de réduire le volume consacré à la charge pour un type de cible donné,
  • soit d'augmenter à volume constant l'agression V2d sur l'explosif de la cible, afin de l'entraíner en détonation, même lorsqu'il est d'un type peu vulnérable.
A toutes ces fins, l'invention a pour objet une munition de contre mesure comportant un système létal ayant un axe d'attaque, caractérisé en ce qu'il comporte au moins trois charges creuses dont les axes longitudinaux sont concourants et équirépartis angulairement autour de l'axe d'attaque, chaque charge creuse étant destinée à produire un jet de charge creuse agissant concomitamment dans une zone d'une cible, la zone étant définie par l'intersection avec la cible du cône contenant les axes concourants des charges creuses et centré sur l'axe d'attaque.
L'invention a également pour objet une utilisation de la munition comme véhicule sous marin pour la destruction de mines immergées.
L'action simultanée des jets de ces charges creuses est destinée à provoquer :
  • une perforation des structures et enveloppes de la cible après franchissement du milieu séparant la munition de la cible à l'instant du fonctionnement, à titre d'exemple le milieu peut être de l'eau,
  • une agression importante du chargement explosif de la cible du fait de la combinaison des effets des ondes de chocs pendant la pénétration. Ces jets doivent être concourants pour que leurs effets soient cumulatifs sur une grande surface.
  • la satisfaction du critère V2d pour obtenir la destruction par détonation des explosifs de la cible. Lorsque ces explosifs sont peu vulnérables et par conséquent ont des diamètres critiques importants, l'augmentation du critère par le facteur V ne vaut que si d est supérieur à une valeur minimale fonction de l'explosif. Cette valeur est difficilement atteignable avec une seule charge creuse sans aboutir à un calibre de charge prohibitif.
Ce sont ces effets qui permettent à volume égal de répartir l'énergie sur plus grande surface et de favoriser la détonation des explosifs peu sensibles.
D'autres avantages et particularités de réalisation de l'invention apparaítront au cours de la description détaillée qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation de l'invention. Ces exemples sont décrits en référence aux dessins annexés dans lesquels :
  • la figure la représente une vue en coupe d'une munition de type véhicule sous marin suivant l'art antérieur, équipé d'un système létal à une seule charge creuse en position d'attaque vis à vis d'une mine à orin.
  • la figure 1b est une vue en coupe, du mode d'action du jet de la charge creuse de la munition représentée à la figure 1a sur l'explosif d'une mine.
  • les figures 2a et 2b un premier mode de réalisation d'une munition à multi-charges creuses selon l'invention.
  • la figure 2c une vue en coupe du mode d'action des jets des charges creuses de la munition représentée aux figures 2a et 2b.
  • les figures 3a et 3b un deuxième mode de réalisation d'une munition à multi-charges creuses selon l'invention.
  • les figures 4a et 4b un mode de réalisation d'un distributeur pyrotechnique synchrone utilisable pour la mise à feu du mode de réalisation des figures 2a et 2b.
Dans l'exemple d'utilisation d'une munition sous marine pour la destruction de mines à orin qui est montré à la figure 1a, la munition est placée en position d'attaque devant une mine à orin 1. La mine à orin 1 est maintenue immergée dans l'eau par un orin 2 fixé à un crapaud ou socle 3. Classiquement une coquille 4, souvent en acier, constitue le flotteur de la mine et à l'intérieur, un réservoir 5 contient le chargement explosif 6. La mine comprend aussi des moyens de détection 7 reliés à un dispositif de mise à feu 8.
La munition qui porte la référence 9 sur la figure la se compose d'un véhicule 10 et d'un système létal sous la forme d'une charge creuse comprenant un revêtement 11, un chargement explosif 12, un confinement latéral 13, un système de sécurité et mise à feu 14. Un volume mort 15 est généralement nécessaire au bon fonctionnement de la charge creuse. Dans certains cas la munition 9 peut faire fonctionner la charge creuse sans être au contact de la mine.
La mise à feu de la charge creuse provoque de la façon schématisée sur la figure 1b, l'explosion du chargement explosif 12 qui transforme le revêtement 11 en un jet 16 animé d'une vitesse de plusieurs km/s. Cette vitesse permet au jet de traverser hydrodynamiquement les parois d'acier de la coquille 4 et du réservoir 5 pour atteindre le chargement explosif 6. Le jet 16 en créant un cratère dans le chargement explosif 6 de la mine 1 génère une onde de choc qui développe une zone 17 sous très forte pression. Si la pression dans la zone 17 est assez élevée sur une surface suffisante, le critère V2d est satisfait et le chargement explosif 6 se trouve entraíné en détonation ce qui pulvérise la mine 1.
Suivant un premier mode de réalisation de l'invention qui est représenté aux figures 2a et 2b où les éléments homologues à ceux de la figure la sont représentés avec les mêmes références, le système létal est composé de trois charges creuses 18a, 18b, 18c équiréparties autour de l'axe d'attaque (OO') du système létal. Ces charges creuses sont disposées suivant les directions de trois plans à 120° et leurs axes longitudinaux X'X, sont concourants vers l'avant en un point α de l'axe OO' dont le réglage est prédéterminé en fonction de la distance d'attaque de la munition. A titre d'exemple les trois charges creuses sont identiques, elles sont constituées de façon similaire à celle représentée à la figure 1a, d'un revêtement 11, d'un chargement explosif 12, d'un confinement 13 et d'un système de mise à feu simultanée 19 des trois charges creuses. Le revêtement 11 est par exemple en cuivre, mais d'autres types de matériaux tels que l'aluminium ou des produits synthétiques (téflon...) ou des produits liquides (eau...) présentent un intérêt pour l'application. Il est important que le système de mise à feu 19 garantisse une bonne simultanéité de fonctionnement des charges creuses pour permettre les effets recherchés par l'invention tels qu'ils sont décrits. A titre d'exemple, le système de mise à feu 19 peut être un dispositif électronique connu qui amorce simultanément trois amorces détonateur à couche projetée 20. Un autre mode de réalisation peut consister en un distributeur pyrotechnique qui à partir d'un détonateur unique va propager simultanément la détonation vers les charges creuses.
La figure 2c montre après l'explosion des charges creuses 18a, 18b, 18c, l'interaction des jets 16 sur l'explosif de la mine. Chacun des jets développe autour du cratère qu'il crée, une zone 17 de surpression, la zone 17 étant définie par l'intersection avec la cible 14 du cône contenant les axes concourants XX' des charges creuses et centré sur l'axe d'attaque 00'. Les zones de surpression en se rejoignant se confinent mutuellement et crée une surface, soumise à une pression importante, supérieure à la somme des trois surfaces individuelles. Comme la vitesse d'un jet de charge creuse est en première approximation indépendante du calibre, il apparaít que le critère V2d sera plus facilement satisfait avec cette organisation de munition pour un volume plus faible et une quantité d'explosif bien moindre ce qui facilite largement la logistique au niveau des stockages des munitions, notamment dans les soutes des chasseurs de mines.
Les figures 3a et 3b, où les éléments homologues à ceux des figures 2a et 2b sont représentés avec les mêmes références, représentent un deuxième mode de réalisation du système létal selon l'invention. Pour réduire l'encombrement en calibre du système, les charges creuses sont placées les unes derrière les autres légèrement décalées dans 3 plans à 120° et leurs axes de révolution X'X sont concourants en un point α, situé à l'avant du système, dont la position est prédéterminée en fonction des conditions d'attaque de la munition. Pour obtenir une convergence spatio-temporelle des jets, le système de mise à feu 19 pilote l'initiateur des amorces détonateurs à couches projetées 20 de chaque charge creuse suivant une chronologie telle que les têtes des jets, de préférence homocinétique, agresse simultanément le chargement explosif de la mine.
Naturellement la réalisation du système létal selon l'invention n'est pas limitée à la seule mise en oeuvre de trois charges creuses et il va de soi que cette mise en oeuvre peut aussi être effectuée avec un nombre N supérieur à trois de charges équiréparties autour de l'axe d'attaque. Il est à noter qu'un nombre de charges N=2 ne permet pas la création d'une zone de confinement également répartie autour du point d'attaque de la mine.
Suivant encore un autre mode de réalisation de l'invention, les systèmes de mise à feu 19 de chacune des charges creuses peuvent être avantageusement remplacés par un système de mise à feu unique réalisé sous la forme du distributeur pyrotechnique synchrone représenté aux figures 4a et 4b. Celui-ci comporte un relais pyrotechnique d'entrée 21 qui est mis en communication avec chacun des chargements explosifs par des relais 22 au travers de conduits 23. Lorsqu'avec ce dispositif le relais 21 est initialisé par une amorce, la détonation produite se propage à travers un réseau pyrotechnique formé par les conduits 23 dans lesquels est injecté par exemple un explosif à liant thermodurcissable. Ces derniers ont une longueur qui est déterminée pour conserver une symétrie des trajets des ondes de détonation et aboutir à une émergence simultanée de la détonation en sortie des relais 22.
Suivant ce même principe, il est aussi possible de réaliser un distributeur pyrotechnique séquentiel dont le réseau de conduits 23 est dissymétrique pour être adapté au mode de réalisation des figures 3a et 3b, afin de respecter la chronologie nécessaire à son fonctionnement.
Enfin il est également possible sans sortir du cadre de l'invention de réaliser des munitions constituées d'un nombre entier de paquets placés les uns derrière les autres légèrement décalés multiple de au moins trois charges creuses pour réaliser N zones d'agression de la cible afin d'élargir la surface d'efficacité de la munition et ainsi compenser d'éventuelles erreurs de positionnement de celle-ci. La multiplication des axes d'attaque X'X sera alors d'autant plus intéressante que le pointage est incertain.
On pourra également, lorsque la munition est destinée à travailler à grande distance d'attaque et pour éviter de consommer les jets des charges creuses dans l'eau, adapter devant le système létal soit une charge creuse dont le jet cratérise l'eau en formant un tunnel pour le passage des jets du système létal, soit de la même manière une charge explosive qui crée une bulle entre le système létal et la mine.

Claims (12)

  1. Munition de contre mesure comportant un système létal composé par plusieurs charges creuses réparties autour d'un axe d'attaque (00'), les charges creuses (18a, 18b, 18c) ayant des axes longitudinaux (XX') concourants chaque charge creuse étant destinée à produire un jet de charge creuse (16) agissant concomitamment dans une zone (17) d'une cible (14) avec les autres charges creuses, caractérisée en ce que
    les axes longitudinaux (XX') sont équirépartis angulairement autour de l'axe d'attaque (00')
    les charges creuses (18a, 18b, 18c) sont an moins au nombre de trois, la zone (17) étant définie par l'intersection avec la cible (14) du cône contenant les axes concourants (XX') des charges creuses et centré sur l'axe d'attaque (00').
  2. Munition selon la revendication 1 caractérisée en ce que le système létal comprend un nombre entier N de paquets d'au moins trois charges creuses (18a, 18b, 18c) pour former N zones d'agression de la cible (14).
  3. Munition selon la revendication 1 caractérisée en ce que les charges creuses (18a,18b,18c) sont au nombre de trois et sont disposées suivant les directions de trois plans à 120°.
  4. Munition selon la revendication 1 caractérisée en ce que les charges creuses (18a, 18b, 18c) sont placées les une derrière les autres, légèrement décalées.
  5. Munition selon la revendication 2 caractérisée en ce que les paquets sont placés les uns derrière les autres légèrement décalés.
  6. Munition selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisée en ce que la mise à feu (19) des charges creuses (18a, 18b, 18c) est assurée par un dispositif synchrone comportant une amorce détonateur à couche projetée par charge creuse.
  7. Munition selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisée en ce que la mise à feu (19) des charges creuses (18a,18b, 18c) est assurée par un distributeur pyrotechnique (21, 22, 23) initié par une seule amorce.
  8. Munition selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisée en ce que la mise à feu des charges creuses (18a, 18b, 18c) est assurée par un dispositif pyrotechnique (19) qui assure une chronologie compensant les écarts de trajet des jets.
  9. Munition selon les revendications 1 à 8 caractérisée en ce que les charges creuses ont un revêtement (11) en métal ou en matériau synthétique ou liquide.
  10. Munition selon l'une quelconque des revendications 1 à 9 caractérisée en ce qu'elle comprend une charge creuse additionnelle placée devant le système létal.
  11. Munition selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisée en ce qu'elle comprend une charge explosive placée devant le système létal.
  12. Utilisation de la munition selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 comme véhicule sous marin pour la destruction de mines.
EP99922246A 1998-06-09 1999-06-01 Munition de contre mesure Expired - Lifetime EP1000312B1 (fr)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9807241A FR2779514B1 (fr) 1998-06-09 1998-06-09 Munition de contre mesure
FR9807241 1998-06-09
PCT/FR1999/001283 WO1999064812A1 (fr) 1998-06-09 1999-06-01 Munition de contre mesure

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EP1000312A1 EP1000312A1 (fr) 2000-05-17
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DE (1) DE69911884T2 (fr)
DK (1) DK1000312T3 (fr)
ES (1) ES2209435T3 (fr)
FR (1) FR2779514B1 (fr)
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