Isogrid

アイソグリッドは、通常、三角形の補強ストリンガーが一体化した一枚の金属板から形成される、部分的に中空になった構造の一種です。1975年にマクドネル・ダグラス社（現在はボーイング社の一部）によって特許が取得されました。^{[ 1 ] [ 2 ]} アイソグリッドは非常に軽量で剛性があります。^{[ 3 ]}他の材料と比較すると製造コストが高いため、宇宙飛行用途や一部の航空宇宙用途に限定されています。

アイソグリッド構造はサンドイッチ構造の複合パネルと関連があり、どちらもサンドイッチ理論を用いてモデル化できます。サンドイッチ理論とは、分離された剛性の高い表面シートと、より軽量な相互接続層からなる構造を記述する理論です。サンドイッチ複合構造ではシートが閉じられ、発泡体やハニカム構造になっているのに対し、アイソグリッドは単一の材料シートから製造され、大きな三角形の開口部とフランジに開いたパターンが設けられています。

アイソグリッド構造は、格子構造で補強された薄い外皮で構成されています。このような構造は、構造的な強度と軽量性の両方を備えているため、航空業界で採用されています。^{[ 5 ]}

アイソグリッドという用語は、構造が等方性材料のように振る舞い、どの軸に沿っても同じ特性を持つため使用されます。従来、正三角形パターンは、簡略化された解析に適しているため使用されていました。^{[ 6 ] [ 7 ]}変形構造として、直交格子（ワッフル格子とも呼ばれる）があり、これは三角形ではなく長方形の開口部を使用する。等方性ではない（向きによって特性が異なる）が、多くの用途に適しており、製造も容易である。

アイソグリッドの補強材は、一般的にアルミニウムなどの単一の材料シートの片面からCNCフライス盤で機械加工されます。厚さが0.04インチ（1.0 mm）未満の場合は、化学フライス加工が必要になる場合があります。^{[ 8 ]} 

全体的な材料費と製造コストの削減、高効率かつ高精度な製造、多孔性などのパラメータの制御が可能になることから、積層造形技術への大きな推進力が生まれている。また、テスト目的でのプロトタイプ製造の容易さも大きな貢献となっている。^{[ 9 ]}

複合アイソグリッドはリブとスキンの構成であり、リブの少なくとも一部はスキンとは異なる材料でできており、複合材はさまざまな手動または自動プロセスによって組み立てられます。^{[ 10 ]} これにより、非常に高い強度対重量比が得られます。^{[ 11 ]}

アイソグリッドパネルは、航空機や宇宙船など、軽量性、剛性、強度、耐損傷性が重要な用途において、自己剛性構造を形成します。航空宇宙分野におけるアイソグリッド構造には、ペイロードシュラウドやブースターなどがあり、これらは高G負荷下で上段とペイロードの全重量を支える必要があります。外側に面した一枚の密閉シートによる開放構造は、推進剤を密閉しつつ、使用時やメンテナンス時に排出できる必要があるロケット用推進剤タンクに特に適しています。

アイソグリッド構造を採用している宇宙船やロケットには、以下のようなものがある。

• デルタファミリー^{[ 6 ] [ 12 ]}
• アトラスファミリー^{[ 13 ]}
• スカイラブ宇宙ステーション軌道ワークショップモジュール^{[ 6 ]}
• SLSコアステージ^{[ 14 ]}
• CST-100 スターライナー^{[ 15 ]}
• SpaceXクルードラゴン^{[ 16 ]}

• ハニカム構造
• 中空構造部材
• スペースフレーム
• スピードホール
• トラス
• ワッフルスラブ、直交格子に似たコンクリート構造

• アイソグリッドプレートモデリング、ウィリアム・ケース博士、1997年
• アイソグリッド設計ハンドブック、NASA CR-124075、マクドネル・ダグラス、1973年
• 高度なグリッド補強複合構造（2006年4月22日にWayback Machineにアーカイブ済み）
• Isogrid - シェル構造ツール、1990年（2011年7月13日にWayback Machineにアーカイブ済み）
• サーフボードの製造に使用されるクォーターアイソグリッド