شبكة متساوية

الشبكة المتساوية هي نوع من الهياكل المجوفة جزئيًا، تتكون عادةً من صفيحة معدنية واحدة مزودة بدعامات تقوية مثلثة مدمجة . وقد حصلت شركة ماكدونيل دوغلاس (التي أصبحت الآن جزءًا من بوينغ ) على براءة اختراعها عام 1975. ^{[ 1 ] [ 2 ]} تتميز الشبكات المتساوية بخفة وزنها وصلابتها العالية. ^{[ 3 ]} ومقارنةً بالمواد الأخرى، فإن تصنيعها مكلف، ولذلك يقتصر استخدامها على تطبيقات رحلات الفضاء وبعض تطبيقات صناعة الطيران .

ترتبط هياكل الشبكة المتساوية بالألواح المركبة ذات البنية الشطيرية ؛ ويمكن نمذجة كليهما باستخدام نظرية الشطيرة ، التي تصف الهياكل ذات الصفائح الخارجية الصلبة المنفصلة وطبقة الربط الداخلية الأخف وزنًا. تُصنع هياكل الشبكة المتساوية من صفائح مفردة من المادة، وتتميز بفتحات مثلثة كبيرة الحجم، ونمط مفتوح عند الحواف ، مقارنةً بالصفائح المغلقة وهياكل الرغوة أو خلايا النحل المستخدمة في الهياكل المركبة الشطيرية.

تتكون الهياكل المتساوية الشبكة من طبقة رقيقة معززة بهيكل شبكي. وتُستخدم هذه الهياكل في صناعة الطيران نظرًا لما توفره من مقاومة هيكلية وخفة وزن. ^{[ 5 ]}

يُستخدم مصطلح الشبكة المتساوية لأن البنية تتصرف كمادة متجانسة الخواص، إذ تمتلك نفس الخصائص على طول أي محور. تقليديًا، كان يُستخدم نمط المثلث متساوي الأضلاع لأنه يُسهّل التحليل. ^{[ 6 ] [ 7 ]}يُعدّ نوع الشبكة المتعامدة (أو ما يُسمى أحيانًا بشبكة الوافل ) أحد أنواع الشبكات، حيث يستخدم فتحات مستطيلة بدلًا من المثلثة. وهي ليست متجانسة الخواص (أي أن لها خصائص مختلفة باختلاف اتجاهاتها)، ولكنها تُناسب العديد من حالات الاستخدام بشكل جيد، كما أنها أسهل في التصنيع.

تُصنع دعامات الشبكة المتساوية عادةً من وجه واحد للوحة واحدة من مادة مثل الألومنيوم باستخدام آلة تفريز CNC . وقد يتطلب سمك أقل من 1.0 مم (0.04 بوصة ) عمليات تفريز كيميائية . ^{[ 8 ]} 

شهدت تقنيات التصنيع الإضافي توجهاً كبيراً نحو هذا المجال نظراً لانخفاض تكاليف المواد والإنتاج الإجمالية، فضلاً عن كفاءتها ودقتها العالية، مع إمكانية التحكم في معايير مثل المسامية. كما ساهمت سهولة تصنيع النماذج الأولية لأغراض الاختبار بشكل كبير في هذا التوجه. ^{[ 9 ]}

تُعدّ الشبكات المتساوية المركبة عبارة عن تكوينات ذات أضلاع وغلاف، حيث يكون جزءٌ على الأقل من الضلع مصنوعًا من مادة مختلفة عن الغلاف، ويتم تجميع المركب من خلال عمليات يدوية أو آلية متنوعة. ^{[ 10 ]} وهذا ما يُتيح نسبًا عالية للغاية بين القوة والوزن. ^{[ 11 ]}

تُشكّل الألواح الشبكية المتساوية هياكل ذاتية الصلابة حيثما يكون الوزن الخفيف والصلابة والقوة ومقاومة التلف أمورًا بالغة الأهمية، كما هو الحال في الطائرات والمركبات الفضائية. تشمل هياكل الشبكة المتساوية في مجال الطيران والفضاء أغطية الحمولة والمعززات، التي يجب أن تتحمل الوزن الكامل للمراحل العليا والحمولات تحت تأثير قوى التسارع العالية. تصميمها المفتوح ذو الصفيحة الواحدة المغلقة المواجهة للخارج يجعلها مفيدة بشكل خاص لخزانات وقود الصواريخ، حيث يُعدّ إحكام غلق الوقود مع السماح بتصريفه أثناء الاستخدام أو الصيانة من الميزات الضرورية.

تتضمن بعض المركبات الفضائية ومركبات الإطلاق التي تستخدم هياكل الشبكة المتساوية ما يلي:

• عائلات دلتا ^{[ 6 ] [ 12 ]}
• عائلات أطلس ^{[ 13 ]}
• وحدة ورشة العمل المدارية لمحطة الفضاء سكايلاب ^{[ 6 ]}
• المرحلة الأساسية لنظام الإطلاق الفضائي ^{[ 14 ]}
• CST-100 ستارلاينر ^{[ 15 ]}
• مركبة كرو دراغون التابعة لشركة سبيس إكس ^{[ 16 ]}

• هيكل خلية النحل
• مقطع هيكلي مجوف
• هيكل فضائي
• ثقب السرعة
• الجمالون
• بلاطة وافل ، هيكل خرساني مشابه للشبكة المتعامدة

• نمذجة الصفائح المتساوية الشبكة، د. ويليام كيس، 1997
• دليل تصميم الشبكات المتساوية، ناسا CR-124075، ماكدونيل دوغلاس، 1973
• هياكل مركبة متطورة مدعمة بشبكة ( مؤرشفة بتاريخ 22 أبريل 2006 في أرشيف الإنترنت )
• أدوات هياكل الأغلفة - Isogrid، 1990. مؤرشف بتاريخ 13 يوليو 2011 في Wayback Machine.
• شبكة ربع متساوية تُستخدم في صناعة ألواح التزلج على الماء