трд что это такое
Что такое TRD?
Что такое TRD? Это (Toyota Racing Development) подразделение компании Toyota, фирменное тюнинг-ателье для всех автомобилей Toyota, Lexus, Subaru и Scion. TRD отвечает за повышение эксплуатационных качеств, и поддерживает спортивные интересы Toyota по всему миру. TRD производит различные продукты и аксессуары тюнинга, в частности элементы подвески, нагнетатели и колесные диски. Продукты TRD доступны через дилеров Toyota, а также в качестве аксессуаров на новых автомобилях. Тюнинг для автомобилей Lexus в настоящее время известен как F-Sport, и измененные модели Lexus отмечаются буквой F для отличия от TRD. TRD похож на другие фирменные тюнинг-ателье, такие, как Mazdaspeed (Mazda), Nismo (Nissan), Ralliart (Mitsubishi), STi (Subaru), Ford Performance Vehicles (Ford, Австралия), Special Vehicle Team (Ford, Северная Америка), Street and Racing Technology (Chrysler), Holden Special Vehicles (Holden), подразделение Mercedes AMG, модели BMW «M», модели Audi «S» и «RS» или модели Volvo Polestar.
На июнь 2013 года существует два официальных филиала TRD: TRD Japan в Японии (Toyota Technocraft) и в США TRD USA.
Японский гоночный отдел TRD концентрируется на чемпионатах Super GT Series (JGTC), Японская Формула-3, ESSO Formula Toyota Series, и гонки Netz Cup (Vitz Series).
Американский гоночный отдел TRD концентрируется на чемпионате Off Road Racing (CORR), NASCAR Camping World Truck Series, Grand-Am Cup Sports Touring, National Hot Rod Association (NHRA) Import Drags, а начиная с 2007 года, в сериях NASCAR Sprint Cup и Xfinity. Раньше отдел работал с машинами в таких чемпионатах, как Baja 1000, IMSA, CART Championship World Series (с 1996 по 2002 годы) и Toyota Atlantic Series (с 1990 по 2005 годы), Indy Racing League (с 2003 по 2005 годы).
Toyota Motorsport GmbH или TMG, работает с командой Toyota Racing. На чемпионате мира по ралли (WRC) выступали ралли версии Toyota Corolla, также была две попытки участия (в 1998 и 1999) в 24 часа Ле-Мана с GT-One. TMG в настоящее время работает на 24 часах Ле Мана и на World Endurance Championship.
История бренда, или Почему авто с шильдиком «TRD» нельзя считать обычными «Тойотами»
7 июня 1954 года, когда еще ни Corolla, ни Crown не было в «арсенале» молодой и неизвестной за пределами Японии компании Toyota, а Land Cruiser даже не думал обзаводиться дверями и жесткой крышей, было создано подразделение Toyota Technocraft Co., Ltd. Его образовали для того, чтобы уделять больше внимания сервису уже выпущенных автомобилей. Однако вскоре для поднятия престижа марки Toyota стала принимать участие в гонках, и концерну потребовались оригинальные двигатели, коробки передач и многое другое. Так в рамках существующего департамента было создано гоночное подразделение, и Technocraft стал также заниматься оригинальными компонентами двигателей, трансмиссии, подвески и электрооборудования. Если частные клиенты автоконцерна обращались за нестандартным автомобилем, их тоже направляли в «особый отдел», одно из подразделений которого получило собственное имя – Toyota Racing Development.
Мастера TRD стали работать над машинами, предназначенными для шоссейно-кольцевых гонок. Параллельно с «заводской» деятельностью начались и продажи комплектующих для частных автомобилей Toyota. С 1979 года машины, построенные в «придворном» ателье концерна, начали участвовать в японской Формуле-3. Они составили конкуренцию болидам от Mugen (мастерская Honda), ThreeBond (частная команда, специализирующаяся на «Ниссанах») и подготовленным в ателье HKS авто на основе агрегатов Mitsubishi.
Другая гоночная серия Страны восходящего солнца, где команда Toyota Motor представлена построенными в TRD машинами, – это национальный кузовной чемпионат Super GT, впервые проведенный в 1993 году. Если вкратце говорить об отличиях подготовленных по правилам чемпионата автомобилей от серийных авто, то фактически от заводских моделей остаются названия и каркасы кузовов. А когда среди японских спортсменов стали популярны драг-рейсинг и дрифтинг, ателье Toyota Racing Development практически сразу же откликнулось на пожелания ценителей спорткаров для таких заездов.
Когда марка Toyota Motor закрепилась на американском рынке достаточно хорошо, нужно было укрепить и позиции в автоспорте – гонки в США издавна любили. Снова на помощь приходит торговая марка Toyota Racing Development – в 1979 году было создано подразделение TRD USA. Особенности соревнований в Северной Америке послужили для «придворного» ателье толчком в развитии новых направлений. Доработанные в TRD USA автомобили участвовали и продолжают участвовать в национальных чемпионатах по внедорожным гонкам (Championship Off Road Racing, CORR), легковом и «пикаперском» кольцевых чемпионатах NASCAR, а также в заездах Национальной ассоциации хот-родов.
В наши дни компоненты от TRD – признанный эталон элементов для тюнинга авто марок Toyota, Scion и Lexus. Такую репутацию заводское ателье завоевало благодаря многочисленным шоу-карам и громким победам подготовленных им гоночных автомобилей. И кто знает, не будь компонентов от TRD – появились бы на свет «Марки» и «Супры», проезжающие дистанцию в 402 метра менее чем за десять секунд?
Тюнинг компании разных марок или что такое Trd!
Toyota Racing Development — TRD
TRD — это подразделение компании Toyota, занимающееся тюнингом серийных автомобилей Тойота и поддержкой интересов компании Тойота в автоспорте по всему миру.
Для поклонников Toyota — TRD это все равно что AMG для знатоков Mercedes или магическая М для фанатов BMW.
Тюнинг TRD может включать как легкий боди апгрейд так и серьезное вмешательство в подвеску и двигатель.
Направления департамента продукции и департамента автоспорта TRD:
Разработка и производство спортивных автомобилей.
Поддержка автоспорта
Полная разработка и прозводство автомобилей
Разработка, производство и обеспечение запчастями автоспорта
Разработка, производство и продажа под брендом TRD запчастей, одежды и аксессуаров.
ТРД производит разнообразную продукцию для тюнинга и аксессуары, включая улучшенные компоненты подвески, нагнетатели воздуха и колёса. Запчасти TRD можно приобрести у дилеров Тойота, а также заказать, как дополнительные опции при покупке нового автомобиля Toyota или Scion. Улучшенные запчасти для автомобилей Лексус теперь маркируются F-Sport, а продвинутые автомобили Lexus получают букву F, чтобы была видна разница между направлениями Lexus F и TRD. Подразделение TRD похоже на тюнинг мастерские других производителей:
Mazdaspeed (Mazda)
Nismo (Nissan)
Ralliart (Mitsubishi)
Mugen (Honda)
STi (Subaru)
Ford Performance Vehicles (Ford Australia)
Special Vehicle Team (Ford North America)
Street and Racing Technology (Chrysler)
Holden Special Vehicles (Holden)
Mercedes AMG division
BMW «M» models
Audi «RS» models,
У Шевроле тюнинговое направление называется SS — Супер Спорт Super Sport, а у Volvo R-Design модели.
На сегодняшний день существует два основных подразделения TRD: TRD Япония (ака Toyota Technocraft) и TRD США. Каждое из этих подразделений имеет отдел тюнинга и отдел соревнований (гонок). Команда Тойота Европа — TTE переросла в Toyota Formula One Team (также известной как Panasonic Toyota Racing) и не подконтрольна TRD. Также существуeт отделениe TRD Австралия, открытое в августе 2007 года.
Как работают турбореактивные двигатели? Какие бывают ТРД?
Турбореактивный двигатель (периодически мы будем его называть сокращенно ТРД) — сколько в этом названии величественного, сразу представляются самолеты, ракеты, космос. Безусловно тот толчок научно-технического прогресса, который произошел благодаря изобретению реактивного двигателя, сыграл очень большую роль в развитии транспорта, и не только авиационного. Также на близкой нашему порталу железной дороге за счет турбореактивной тяги работают такие локомотивы как газотурбовозы, и РЖД считает их довольно перспективными, правда в рамках «штучной» эксплуатации. Водный транспорт тоже не уступает, в мире полно всяких авторских катеров с газотурбинными установками, способными развивать бешенное ускорение, и конечно экранопланы, вроде заржавевшего «Каспийского монстра», используют реактивную тягу для движения.
В данном материале мы не будем обсуждать трехэтажные формулы, учить фамилии конструкторов и первооткрывателей. Особенностью рубрики является попытка простого объяснения работы сложных технических устройств в области транспорта. Также поговорим о видах и принципах работы турбореактивных двигателей. Но начнем мы с обратного: как же ТРД удается перемещать летательные аппараты и экранопланы, что дало толчок к развитию ТРД?
Как турбореактивные двигатели перемещают летательные аппараты и экранопланы
Представьте себе ситуацию, будто вы сидите посреди большой пустой комнаты на стуле с колесиками, но дотянуться ногами до пола не можете, и предметов вокруг, от которых можно оттолкнуться тоже нет, а вам нужно как-то переместиться в сторону выхода. Задача эта совершенно не решаема, если у вас нет при себе никаких предметов, включая одежду. Но если при вас есть хоть что-то, обладающее массой, вы можете со всей силы отбросить это в сторону, противоположную выходу. Удивительным образом стул двинется в сторону выхода, и если вдруг в кармане вы обнаружите пару гантелей или гирю, особых проблем с путешествием не будет.
Когда человечество получило доступ к поршневым двигателям высокой на тот момент мощности, пришла идея создания летательных аппаратов, известных ныне как самолеты. На валу поршневого движка внутреннего сгорания устанавливался винт с лопастями, отбрасывающий большой объем воздуха, в противоположном полету направлении. Однако скорость полетов на ДВС с воздушным винтом была весьма ограничена, а растущей индустриализации требовались все большие скорости, и тогда вспомнили про газовую турбину.
Движение летательного аппарата с турбореактивными двигателями происходит за счет отбрасывания двигателем газовой смеси с высокой скоростью и в большом объеме, в противоположную движению самолета сторону. Все довольно просто. Воздух — это газовая смесь, и каждый газ, входящий в данную смесь, обладает массой, плотностью, объемом и температурой. Реактивная сила, создаваемая двигателем, зависит от скорости истекания газовой струи и ее массе (или объема при заданной плотности). Чем выше любой из множителей, тем выше сила отталкивания самолета в противоположном направлении.
Принцип действия турбореактивного двигателя
Академическое понятие ТРД выглядит так:
Турбореактивный двигатель — газотурбинный двигатель, в котором химическая энергия топлива преобразуется в кинетическую энергию струй газов, вытекающих из реактивного сопла.
Поясним некоторые моменты: газотурбинный двигатель — это основа любого ТРД, рассматривая далее виды турбореактивных двигателей, данный факт будет хорошо прослеживаться. Под химической энергией имеется в виду высвобождение большого количества теплоты за счет сгорания топлива в присутствии кислорода. Что же касается сопла, то струя газа не всегда имеет максимальную кинетическую энергию при выходе из него, почему — рассмотрим далее.
Основной принцип работы любого газотурбинного двигателя — тепловое расширение воздуха за счет сгорания топлива, и как следствие образование реактивной струи — быстродвижущегося потока газов.
Как это работает
Турбина — это колесо с лопатками (своего рода лопастями), направленных к потоку газов под некоторым углом. Соответственно чем быстрее движется этот поток, тем большее усилие воздействует на лопатки, заставляя их поворачивать турбинное колесо. Надо сказать, что справедливо и обратное утверждение: если турбинное колесо вращается не за счет реактивной струи, то лопатки начинают увлекать за особой воздушный поток, словно вентилятор. Кстати лопасти винта самолета, мельницы или ветрогенератора используют похожий принцип, что и турбинное колесо, только в последнем случае давление, температура и скорость потока куда выше.
Обратите внимание на иллюстрацию работы классической турбореактивной установки, или иначе говоря газотурбинной установки. Мы видим общий вал, на котором расположены кольца (колеса) с лопатками (их все можно также назвать турбинными кольцами (колесами), так как они ни чем не отличаются). С левой стороны изображена «холодная» а справа «горячая» части турбины. Давайте рассмотрим рабочий процесс данного двигателя, слева на право, с самого момента запуска:
Виды турбореактивных двигателей в авиации
Турбореактивные установки используются сейчас во многих областях техники, сохраняя единый принцип действия. В основе различий в типах ТРД лежит использование кинетической энергии газа, оставшейся после прохождения турбинных колес. Ее можно использовать как напрямую — то есть как реактивную струю, а можно направить еще на ряд турбинных колес, только уже вращающих другие валы. С каждым таким колесом струя газа будет терять энергию, и последующее использование ее реактивных качеств будет уже неоправданным, но как оказалось большим самолетам лучше всего летать не за счет непосредственно реактивной струи газа из камеры сгорания, а за счет большого винта, либо за счет вентилятора огромного диаметра.
Такое раздельное использование газовой струи ввело в обиход двигателестроителей такое понятие как «двухконтурность» турбореактивных двигателей. Контур — это один путь для воздушной струи через двигатель, соответственно один контур — это всегда главная газовая турбина, а второй контур это вентилятор огромного диаметра, создающий гораздо более массивный воздушный поток. Если объем одного контура превышает объем другого, речь идет о большой или малой степени двухконтурности.
Турбовинтовой двигатель
Начнем с двигателей с самым большим показателем степени двухконтурности (это условное выражение, так как подобные двигатели не принято называть двухконтурными) — Турбовинтовых ТРД.
Во главе угла газовая турбина, есть и компрессор низкого и высокого давления, и воздухозаборник, правда не прямоточный, а также камера сгорания и турбина отбора мощности, так сказать, да, чуть не забыл про сопло. Хотя от него в данном двигателе толку никакого нет. Струя газа после камеры сгорания тратит 5% своей энергии на вращение компрессоров, и 90% на вращение турбинного колеса, установленного на валу воздушного винта, через планетарный редуктор для увеличения мощности, за счет снижения оборотов. Таким образом реактивная струя вращает массивный винт, который действительно очень большой. Самолеты на поршневых двигателях не могли о таких винтах даже мечтать.
Сейчас большая авиация уже отказалась от таких двигателей в пользу турбовентиляторных ТРД, однако на малой авиации турбовиновые машины не теряют популярность. Даже на небольшие самолеты есть возможность установки турбовинтовых моторов, так как они гораздо надежней поршневых двигателей внутреннего сгорания, однако производство ТРД всегда обходится дороже, так как там важна точность обработки материалов и их качество, ведь работать предстоит при высоких давлениях, скоростях и температурах.
Турбовентиляторный двигатель
Вот здесь можно разгуляться по степеням двухконтурности, каких соотношений только в мире не найти. В свое время инженеры заметили, что вентилятор, состоящий из большого количества лопастей (как большой компрессор ТРД), способен создавать более быстрый и стабильный поток воздуха, нежели винт, но и это не все прелести. Многие из нас, кто родом из СССР, наверняка помнят, что было, когда где-то в небе пролетал самолет. Неважно какая у него была высота, хоть все 11 км, всегда у земли был слышен грохот реактивных машин или винтов. Жизнь возле аэропортов вообще представляла из себя сущий кошмар, с трясущимися стенами. Но вот сейчас все это в прошлом. Разве что военные учения с их турбовинтовыми бомбардировщиками, напомнят о прошлых временах в авиации.
Так вот турбовентиляторный ТРД подарил нам тишину. Их гигантский размер и высокая мощность не требуют высоких оборотов, а значит не производят сильный шум.
Как можно видеть из схемы, основное отличие от турбовинтового двигателя заключается в том, что отбор реактивной мощности идет на вращение вентилятора, а не винта. Турбовентиляторный двигатель создает движущую реактивную струю на 70% за счет вентилятора, 30% выходящих из сопла газов.
Турбовентиляторный двигатель
Турбовальные и иные виды ТРД
Я думаю мне удалось продемонстрировать связь всех видов ТРД друг с другом, и огромное множество применений этого революционного изобретения рассматривать не имеет смысла. Скажем лишь, что не только самолеты используют реактивную мощность, но и вертолеты.
На вертолетах ТРД установлен таким образом, чтобы струи газа, выходящие из сопла, были направлены назад. Это помогает уменьшить расход топлива и скорость при движении вперед. А вот основной потребитель мощности, через вал и редуктор реактивной турбины, установлен перпендикулярно турбодвигателю — на крыше. В принципе через редуктор можно передать вращательное движение от вала куда угодно и как угодно. Такие ТРД называют турбовальными.
Двигатель для турбовинтовых самолетов также вариация турбовального двигателя
Двухконтурный турбореактивный двигатель (ТРДД и ТРДДФ).
Здравствуйте, друзья!
ТРДД с вентилятором на входе.
В сегодняшней небольшой статье продолжаем более конкретное знакомство с типами авиационных двигателей. Двухконтурный турбореактивный двигатель ( ТРДД ) уже не раз упоминался по сайту и осталось только познакомиться с ним поближе.
Главная идея статьи в том, чтобы понять каково, собственно, главное отличие ТРДД от его предшественника, так сказать первого звена в двигательном семействе, обычного турбореактивного двигателя ( ТРД ).
Правильней, наверное, было бы сказать даже не просто отличие, а преимущество. Ведь на сегодняшний день ТРД активно сдает свои позиции (если уже не сдал совсем :-)) двухконтурному двигателю. ТРДД теперь превратился в самый распространенный воздушно-реактивный авиационный двигатель на земле.
В одной из прошлых статей я упомянул как-то прочитанный мной в одной из книг интересный факт, неплохо характеризующий этот недостаток. Там было сказано, что в течение одной летной смены полка сверхзвуковых бомбардировщиков ТУ-22 (они были оснащены ТРДФ) потреблялось количество керосина, равное месячному бюджету Белорусской ССР по топливу. За достоверность сказанного не ручаюсь, но очень похоже на правду :-).
То есть для повышения экономичности было бы конечно хорошо снизить подачу топлива в двигатель. Но ведь чем меньше топлива в камере сгорания, тем меньше температура газа. Воздушный поток, проходящий через двигатель, получит меньше энергии, и в дальнейшем, при выходе из сопла, скорость потока будет ниже. А это значит, что и тяга тоже уменьшится.
Выходит, ничего хорошего 🙂 … Однако есть возможность этого избежать. Уменьшение тяги, полученное за счет падения скорости истечения газовоздушного потока из двигателя, можно компенсировать увеличением самого этого потока, то есть, правильней говоря, увеличением его массы. Или на техническом языке: нужно увеличить расход воздуха через двигатель. Чем больше масса воздуха, тем больше импульс тяги, создаваемый двигателем. Это, я думаю, всем уже ясно. Реактивное движение : чем больше из движка «вылетело», тем сильнее его самого толкнуло в обратную сторону :-).
Что же получилось в итоге? А то, что тяга осталась той же, а расход топлива уменьшился. То есть улучшилась экономичность, иначе говоря повысился коэффициент полезного действия двигателя ( кпд ).
Или же немного по-другому: можно при тех же энергетических затратах пропускать через двигатель значительно большую массу воздуха, но с малой скоростью ее истечения. При этом получим большую тягу с меньшими удельными параметрами расхода топлива. То есть суть дела та же :-)…
Все вышесказанное как раз и есть основной принцип работы двухконтурного турбореактивного двигателя. Получили, так сказать, мое любимое объяснение «на пальцах» :-)…
А теперь подтвердим этот факт парочкой формул. Тяга воздушно-реактивного двигателя (коим и является, как известно, ТРД) определяется простым выражением, вытекающим из закона сохранения импульса:
Итак, мы с вами выяснили, что для ТРДД должен быть организован дополнительный расход воздуха. Конструктивно это выполняется путем добавления к уже существующему ТРД так называемого второго контура, выполненного в виде кольцевого канала как бы поверх уже существующих габаритов. Этот канал проходит от компрессора до сопла, минуя камеру сгорания и турбину. Первый же контур (внутренний) представляет собой по сути обычный ТРД со всеми присущими ему атрибутами и принципом работы.
Воздух, поступая из самолетного воздухозаборника (входного устройства) на вход в двигатель, попадает в так называемый компрессор низкого давления ( КНД ), степень повышения давления в котором действительно невысока (в среднем от 1,5 до 3 ). Этот компрессор состоит из небольшого количества ступеней. Обычно от одной до пяти. Передние ступени КНД могут носить название « вентилятор ».
Далее сжатый до определенного уровня воздух делится на два потока. Один поступает в первый (внутренний) контур и работает там, как в обычном турбореактивном двигателе, а другой попадает в вышеозначенный второй ( или внешний) контур и, следуя по нему, истекает из реактивного сопла, создавая при этом реактивную тягу.
Степень двухконтурности К от 0,5 до 2 имеют двигатели, стоящие на самолетах, предназначенных для полета на высоких дозвуковых и сверхзвуковых скоростях. Обычно это военные самолеты. А если К>2, то это уже скорей всего движок для пассажирского лайнера или транспортника, потому что большая степень двухконтурности означает большой расход воздуха, что подразумевает, в свою очередь, большие диаметральные размеры движка. А это никакой истребитель себе позволить не может :-).
ТРДДФ Eurojet EJ200. На фото ниже его рисунок с разрезом. Устанавливается на истребитель Eurofighter Typhoon.
Двухконтурный турбореактивный двигатель Eurojet EJ200 с малой степенью двухконтурности. Второй контур голубого цвета. Устанавливается на истребитель Eurofighter Typhoon.
Истребитель Eurofighter Typhoon с двигателями Eurojet EJ200.
ТРДДФ F100-PW-229. Типичный двигатель со смешением потоков. Хорошо просматривается второй контур (темный цвет). Устанавливался на истребители F-15 и F-16.
Истребитель F-15 с двигателями F100-PW-229.
Истребитель F-16 с двигателем F100-PW-229.
ТРДДФ АЛ-31Ф. Устанавливается на истребитель СУ-27.
Истребитель СУ-27УБ с двигателями АЛ-31Ф.
ТРДДФ РД-33. Устанавливается на самолеты МИГ-29, МИГ-35.
Истребитель МИГ-29 с двигателями РД-33.
Однако правильнее будет сказать, что все эти двигатели не ТРДД, а ТРДДФ, то есть двухконтурные турбореактивные двигатели с форсажем.
Дело в том, что двухконтурный двигатель достаточно эффективен (как в плане экономии, так и в тяговом отношении) именно на дозвуковых скоростях. Например, ТРДД со степенью двухконтурности М=1 имеет на взлете (максимальный режим на малой скорости) тягу на 25% выше, чем ТРД с такой же тягой на скорости 1000 км/ч.
Это в целом повышает эффективность двухконтурного турбореактивного двигателя. В движках, предназначенных для сверхзвуковых самолетов (ТРДДФ, степень двухконтурности меньше 1)) роль камеры смешения выполняет форсажная камера. Конструкция ее и принцип работы такие же, как и у простого ТРДФ.
Это совмещение функций очень удобно. Потому что, ведь, надо понимать, что дополнительная камера смешения – это дополнительные габариты и масса. Поэтому движки с большой степенью двухконтурности (К>4), обычно итак уже имеющие немалые габариты и массу :-), чаще всего выполняются без смешения потоков.
Слово английское и по-английски все, пожалуй, нормально звучит :-). Но, извините, по-русски не могу я назвать вентилятором те 3-4 ступени компрессора на входе в движок с малой степенью двухконтурности (работающие на второй контур), которые и диаметр-то имеют еле отличающийся от диаметра остальных ступеней компрессора низкого давления (да и высокого тоже).
Двухконтурный турбореактивный двигатель Д-18Т. Устанавливается на АН-124 и АН-225.
ТРДД с низкой и высокой степенью двухконтурности.
Вот, пожалуй, и все. На такой самоутверждающейся ноте и закончим сегодня. Продолжение, как говорится, следует…