Сегодня стало общеизвестным, что термин «мощность» относится к мощности двигателя. Мы пришли к выводу, что автомобиль с 400-сильным двигателем будет двигаться быстрее, чем автомобиль с 130-сильным двигателем. Но при всем уважении к благородному коню, некоторые животные сильнее. Почему, например, сегодня мы не хвастаемся «силой вола» или «силой быка» нашего двигателя?
Шотландский инженер Джеймс Уотт Он знал, что в конце 1760-х у него было много хорошего, когда он придумал значительно улучшенную версию первого коммерчески доступного парового двигателя. Томас Ньюкомен был разработан в 1712 году. Благодаря добавлению отдельного конденсатора конструкция Watt исключает постоянные циклы траты угля и охлаждения, которые требуются паровому двигателю Newcomen.
Помимо того, что Уотт был опытным изобретателем, он также был преданным реалистом. Он знал, что для того, чтобы преуспеть в своей изобретательности, ему пришлось продать свой новый паровой двигатель - многим людям.
Итак, Ватт вернулся к работе, на этот раз «изобрел» простой способ объяснить мощь своего усовершенствованного парового двигателя так, чтобы его потенциальные клиенты могли легко понять.
Зная, что большинство людей, которым принадлежали паровые двигатели Newcomen, использовали их для задач, связанных с вытягиванием, толканием или подъемом тяжелых предметов, Ватт вспомнил отрывок из ранней книги, в которой автор рассчитал выход потенциальной энергии механических «двигателей», которые могут быть использованы для замены лошадей для такие работы.
В своей книге 1702 года Друг шахтераАнглийский изобретатель и инженер Томас Савери написал: «Так что двигатель, который поднимет столько воды, сколько две лошади, работая вместе в одно время в такой работе может делать, и для этого должно быть постоянно держать десять или двенадцать лошадей для того же. Тогда я говорю, что такой двигатель можно сделать достаточно большим, чтобы выполнять работу, необходимую для использования восьми, десяти, пятнадцати или двадцати лошадей, которые постоянно обслуживаются и сохраняются для выполнения такой работы… »
Сделав несколько очень грубых расчетов, Уотт решил заявить, что только один из его улучшенных паровых двигателей может производить достаточно мощности, чтобы заменить 10 лошадей, тянущих телегу, или 10 «лошадиных сил».
Вуаля! По мере роста бизнеса паровых двигателей Уатта его конкуренты начали рекламировать мощность своих двигателей в «лошадиных силах», что делает этот термин стандартной мерой мощности двигателя, используемой до сих пор.
К 1804 году паровой двигатель Ватта заменил двигатель Ньюкомена, что привело к созданию первого парового локомотива.
О, да, термин «ватт», как стандартная единица измерения электрической и механической мощности, которая встречается почти во всех лампах, продаваемых сегодня, был назван в честь того же Джеймса Ватта в 1882 году.
Ватт соскучился по истинной «лошадиной силе»
Оценив свои паровые двигатели на «10 лошадиных силах», Ватт допустил небольшую ошибку. Он основывал свою математику на силе Шетландских или «ямных» пони, которые из-за их небольшого размера обычно использовались для протаскивания тележек через шахты угольных шахт.
Хорошо известный расчет того времени: один пит-пони может перевозить одну тележку, заполненную 220 фунтами угля, на 100 футов вверх по шахте за 1 минуту, или 22 000 фунт-футов в минуту. Тогда Ватт ошибочно предположил, что обычные лошади должны быть как минимум на 50% сильнее, чем ямы-пони, что составляет одну лошадиную силу, равную 33 000 фунт-футов в минуту. На самом деле, стандартная лошадь лишь немного более мощная, чем пони-яма, или равна примерно 0,7 лошадиным силам, измеренным сегодня.
В знаменитой гонке лошади против Steam, Horse Wins
В первые дни американской железной дороги, паровозы, как те, на базе паровой Уатта двигатель, считались слишком опасными, слабыми и ненадежными, чтобы доверять транспортировку человека пассажиры. Наконец, в 1827 году железнодорожная компания Балтимора и Огайо B & Oбыл выдан первый чартер в США для перевозки грузов и пассажиров с использованием паровозов.
Несмотря на чартер, B & O изо всех сил пытался найти паровой двигатель, способный путешествовать по крутым холмам и пересеченной местности, вынуждая компанию полагаться в основном на гужевые поезда.
На помощь пришел промышленник Питер Купер, который предложил бесплатно спроектировать и построить B & O паровоз, который, как он утверждал, сделает устаревшими железнодорожные вагоны. Творение Купера, знаменитыймальчик с пальчикСтал первым паровозом американского производства, работающим на коммерческой железной дороге.
По замыслу Купера, Tom Thumb был четырехколесным (0-4-0) локомотивом с вертикальным угольным водонагревателем и вертикально установленными цилиндрами, которые приводили колеса в движение на одной из осей. При весе около 810 фунтов локомотив характеризовался множеством импровизаций, в том числе котельных труб из стволов винтовки.
Конечно, за явной щедростью Купера был мотив. У него как раз случился собственный акр на акр земли, расположенной вдоль предложенных маршрутов B & O, ценность которая будет расти в геометрической прогрессии, если железная дорога будет питаться от его паровозов Tom Thumb, добиться успеха.
28 августа 1830 года Том Тумб из Cooper проходил тестирование производительности на путях B & O за пределами Балтимора, штат Мэриленд, когда рядом с ним на соседних путях останавливался поезд, запряженный лошадьми. Бросив паровоз с неуважительным взглядом, машинист поезда, запряженного лошадьми, бросил «Том-пальм» на гонку. Видя победу в таком событии как отличную бесплатную рекламную витрину для своего двигателя, Купер с радостью согласился, и гонка началась.
Tom Thumb быстро добился большого и растущего лидерства, но когда один из его приводных ремней сломался, остановив паровоз, старый надежный гужевой поезд выиграл гонку.
Пока он проиграл битву, Купер выиграл войну. Руководители B & O были настолько впечатлены скоростью и мощностью его двигателя, что решили начать использовать его паровозы на всех своих поездах.
В то время как он перевозил пассажиров, по крайней мере, до марта 1831 года, Tom Thumb никогда не был помещен в обычную коммерческую службу и был спасен для частей в 1834 году.
B & O стала одной из крупнейших и наиболее успешных в финансовом отношении железных дорог в Соединенных Штатах. Питер Купер получил большую прибыль от продажи своих паровых машин и земли на железной дороге, а также долгое время работал инвестором и филантропом. В 1859 году деньги, пожертвованные Купером, были использованы для открытия Купер Союз по продвижению науки и искусства в Нью-Йорке.