В начале 1990-х годов перед НАСА встал вопрос о создании нового поколения композиционных структур для применения на космических объектах (солнечный парус, обеспечение жесткости скафандров и т.д.).
Исследовательский центр НАСА в Лэнгли обратил внимание на работы, проводившиеся в Университете Бригама Янга (Brigham Young University или BYU) под руководством профессора Дэвида Дженсена (David Jensen). Целью этих исследований было создание трехмерной композитной структуры превосходящей по своим характеристикам разработанную в начале 70-х годов в McDonnell Douglas Astronautics Co изогридную сетку.
Результатом более чем 7-летней работы, проводившейся при финансовой поддержке НАСА, стало создание композитной изотропной структуры, известной под названием IsoTruss. Через некоторое время эти разработки, в соответствии с программой SPINOFF, были переданы для внедрения в гражданский сектор экономики. Данная композитная структура защищена патентами US 5921048A «Three-dimensional iso-tross structure», US 20050115186A1 « Iso-truss structure».
IsoTruss это трехмерная ферменная конструкция, основными элементами которой являются равнобедренные треугольники и образованные ими пирамиды. Известно, что любая ферменная конструкция обладает в разы более высокой несушей способностью, чем сплошная металлическая или трубчатая конструкция аналогичного веса.
Благодаря однонаправленной ориентации волокон относительно оси действия нагрузки обеспечивается максимальное использование их механических свойств. В случае же, например, с трубчатой конструкцией, при намотке со стандартными углами, модуль волокон может снизиться до 50% из-за их не осевой ориентации.
IsoTruss может работать на растяжение, сжатие, кручение, изгиб или любую их комбинацию. Для многих структурных применений композитные сетчатые структуры IsoTruss® обеспечивают значительное улучшение структурных характеристик по сравнению с традиционными композитными конфигурациями, такими как традиционные оболочки или сэндвич-структуры. Прочность и жесткость могут быть адаптированы для разных нагрузок и за счет изменения материала и размеров и формы ячеек
Конструктивно обеспечивается высокая устойчивость к внешним повреждениям, в зависимости от их вида, снижение прочности не превышает 12-25%, а в большинстве случаев не произойдет вообще. В то же время у композитных трубчатых конструкций при повреждении снижение прочности достигает 80%. Сетчатая структура обеспечивает снижение аэродинамического сопротивления на 30% .
Для изготовления структуры IsoTruss могут использоваться любые применяемые волокна и смолы. По сравнению с трубчатыми конструкциями обеспечивается снижение расхода материалов до 50%.
Для конструкций, испытывающих в основном воздействие изгибающих нагрузок, вес эквивалентной IsoTruss структуры из углеволокна составляет: 8% от веса стали, 24% от веса алюминия, 54% от сплошных углеродных структур (например, трубы). Даже в сравнении с оптимизированными стальными ферменными конструкциями, вес IsoTruss из углеволокна не превысит 17% от веса равнопрочной стальной.
