מאיפה הגיע המונח 'כוח סוס'?

כיום, נודע לנו שהמונח "כוח סוס" מתייחס לכוחו של מנוע. הגענו להנחה שמכונית עם מנוע של 400 כוחות סוס תעבור מהר יותר ממכונית עם מנוע של 130 כוחות סוס. אך עם כל הכבוד לאומץ האציל, ישנם בעלי חיים חזקים יותר. מדוע, למשל, אנחנו לא מתרברבים ב"כוח השוורים "או" כוח השוורים "של המנוע שלנו כיום?

מהנדס סקוטי ג'יימס וואט בשלהי שנות ה -60 של המאה העשרים, כאשר היה לו גרסה משופרת מאוד של מנוע הקיטור הזמין מסחרית. תומאס ניוקומן עיצב בשנת 1712. על ידי הוספת מעבה נפרד, העיצוב של וואט ביטל את מחזורי הקירור והחימום המחוזרים המתמדת של פחם המתבקשים על ידי מנוע הקיטור של ניוקומן.

מלבד היותו ממציא מוכשר, וואט היה גם ריאליסט מסור. הוא ידע שכדי לשגשג מכושר ההמצאה שלו, עליו למכור בפועל את מנוע הקיטור החדש שלו - להרבה אנשים.

אז וואט חזר לעבוד, והפעם "להמציא" דרך פשוטה להסביר את כוחו של מנוע הקיטור המשופר שלו באופן שהלקוחות הפוטנציאליים שלו יכלו להבין בקלות.

בידיעה שרוב האנשים שהיו ברשותם של מנועי הקיטור של ניוקומן השתמשו בהם למשימות הכרוכות במשיכה, דחיפה או הרמת חפצים כבדים, נזכר וואט ב קטע מתוך ספר מוקדם בו המחבר חישב את תפוקת האנרגיה הפוטנציאלית של "מנועים" מכניים שניתן להשתמש בהם כדי להחליף עבור סוסים עבודות כאלה.

בספרו משנת 1702 חבר הכורה, ממציא ומהנדס אנגלי תומאס סייברי כתב: "כך שמנוע שיעלה מים כמו שני סוסים, עובד יחד בפעם אחת בעבודה כזו, ניתן לעשות, ושעבורם יש לשמור כל הזמן עשרה או שנים-עשר סוסים כדי לעשות זאת. ואז אני אומר, מנוע כזה עשוי להיות גדול מספיק בכדי לבצע את העבודות הנדרשות בהעסקת שמונה, עשר, חמש עשרה או עשרים סוסים כדי להיות מתוחזקים ללא הרף ולשמור על ביצוע כזה עבודה... "

לאחר שעשה כמה חישובים גסים מאוד, וואט החליט לטעון שרק אחד ממנועי הקיטור המשופרים שלו יכול לייצר מספיק כוח כדי להחליף 10 סוסים מושכי עגלה - או 10 "כוחות סוס."

וואלה! כאשר עסקי מנוע הקיטור של וואט זינקו, מתחרותיו החלו לפרסם את כוח המנועים שלהם ב"כוח סוס ", וכך הפכו את המונח למדד סטנדרטי לעוצמת המנוע המשמש עד היום.

עד שנת 1804, מנוע הקיטור של וואט החליף את מנוע הניוקומן, שהוביל ישירות להמצאת הקטר הראשון מונע הקיטור.

אה, וכן, המונח "ואט", כיחידת מדידה סטנדרטית של כוח חשמלי ומכני המופיע כמעט בכל נורה שנמכרת כיום, נקרא לכבוד אותו ג'יימס וואט בשנת 1882.

כשהוא מדירג את מנועי הקיטור שלו על "10 כוחות סוס", ואט עשה שגיאה קלה. הוא ביסס את המתמטיקה שלו על כוחם של סוסי שטלנד או של סוסי פוני "בור" שבגלל גודלם הירוד, הם נהגו בדרך כלל למשוך עגלות דרך פירים של מכרות פחם.

חישוב ידוע באותה תקופה, פוני בור אחד יכול היה לגרור עגלה אחת מלאה 220 ליטר פחם בגובה של מטר וחצי במעלה מינאש תוך דקה, או 22,000 פאונד לדקה. וואט הניח אז באופן שגוי כי סוסים רגילים חייבים להיות חזקים לפחות ב -50% מהסוסי פוני, ובכך מייצרים כוח סוס אחד שווה 33,000 פאונד לדקה. למעשה, סוס רגיל הוא רק מעט חזק יותר מפוני בור או שווה לערך 0.7 כוחות סוס כפי שנמדד כיום.

בימיו הראשונים של הרכבת אמריקאית, קטרי קיטור, כמו אלה המבוססים על הקיטור של ואט מנוע, נחשב למסוכן מדי, חלש ולא אמין שאפשר לסמוך עליו עם הובלת אדם נוסעים. לבסוף, בשנת 1827, חברת הרכבות בלטימור ואוהיו, B&O, קיבלה את אמנת ארה"ב הראשונה שהובילה מטענים ונוסעים באמצעות קטרים ​​מונעים קיטור.

למרות שהיה לו את האמנה, ה- B&O נאבק למצוא מנוע קיטור המסוגל לנסוע מעל גבעות תלולות ושטח מחוספס, ואילץ את החברה להסתמך בעיקר על רכבות רתומות לסוסים.

להצלה הגיע התעשיין פיטר קופר שהציע לתכנן ולבנות ללא עלות ל- B&O, קטר אדים שלטענתו יהפוך את הרכבות הרתומות לסוסים מיושנות. היצירה של קופר, הידועה "תום אגודל"הפך לקטר הקיטור הראשון שנבנה על ידי אמריקה הפועל על מסילת ברזל ציבורית.

כפי שתוכנן על ידי קופר, טום אגודל היה קטר ארבע גלגלים (0-4-0) עם דוד מים אנכי ופחם וגלילים רכובים אנכיים שהניעו את הגלגלים על אחד הסרנים. במשקל של כ- 810 פאונד, הקטר התאפיין בשלל אלתורים, כולל צינורות דוד העשויים מחביות רובה.

כמובן שהיה מניע מאחורי הנדיבות לכאורה של קופר. הוא בדיוק קרה לו שטח של דונם על שטח שנמצא לאורך המסלולים המוצעים של הצימרים, הערך של אשר יגדל באופן אקספוננציאלי אם הרכבת, המופעלת על ידי קטרי הקיטור של טום אגודל, מצליח.

ב- 28 באוגוסט 1830, טום אגודל של קופר עבר בדיקות ביצועים על פסי B&O מחוץ לבולטימור, מרילנד, כאשר רכבת רתומה לסוסים נעצרה לצד על המסילה הסמוכה. מבט לא מכבד למכונה המונעת על ידי קיטור, נהג הרכבת הרתומה לסוסים אתגר את טום אגודל למירוץ. כיוון שזכייה באירוע כזה הייתה חלון ראווה גדול ופרסומי של המנוע שלו, קופר קיבל בשקיקה והמירוץ הסתיים.

אגודל טום התאדה במהירות ליתרון גדול וצומח, אך כאשר אחת מחגורות הכונן שלו נשברה, והביאה את קטר הקיטור לעצירה, הרכבת הישנה והרתומה לסוסים ניצחה במירוץ.

בזמן שהפסיד בקרב, קופר ניצח במלחמה. מנהלי ה- B&O התרשמו כל כך מהמהירות והעוצמה של המנוע שלו, עד שהחליטו להתחיל להשתמש בקטרי הקיטור שלו בכל הרכבות שלהם.

בזמן שהסיעה נוסעים עד לפחות במרץ 1831, מעולם לא הועמד התום אגודל לשירות מסחרי רגיל וחוסך לחלקים בשנת 1834.

B&O הפך להיות אחד הרכבות הגדולות והמוצלחות הכלכלית בארצות הברית. מפיטר קופר נהנה ממכירת מנועי הקיטור שלו והיבשה למסילת הרכבת, ונהנה מקריירה ארוכה כמשקיע ופילנתרופ. בשנת 1859 השתמשו בכסף שנתרם על ידי קופר לפתיחתו קופר יוניון לקידום מדע ואמנות בעיר ניו יורק.