Idag har det blivit allmänt känt att termen ”hästkrafter” hänvisar till kraften hos en motor. Vi har antagit att en bil med en 400-hästkraftsmotor går snabbare än en bil med en 130-hästkraftsmotor. Men med all respekt för den ädla kullen är vissa djur starkare. Varför till exempel skryter vi inte av vår motorns "oxenpower" eller "bullpower" idag?
Skotsk ingenjör James Watt visste att han hade en bra sak för honom i slutet av 1760-talet när han kom med en kraftigt förbättrad version av den första kommersiellt tillgängliga ångmotorn Thomas Newcomen hade designat 1712. Genom att lägga till en separat kondensator eliminerade Watts konstruktion de ständiga kolavfallscyklerna för kylning och återuppvärmning som krävs av Newcomens ångmotor.
Förutom att han var en framgångsrik uppfinnare var Watt också en dedikerad realist. Han visste att för att lyckas med sin uppfinningsrikedom måste han sälja sin nya ångmotor - till många människor.
Så, Watt gick tillbaka till jobbet, den här gången för att ”uppfinna” ett enkelt sätt att förklara kraften i sin förbättrade ångmotor på ett sätt som hans potentiella kunder lätt kunde förstå.
Genom att veta att de flesta som ägde Newcomens ångmotorer använde dem för uppgifter som involverade att dra, skjuta eller lyfta tunga föremål, erinrade Watt om avsnitt från en tidig bok där författaren hade beräknat den potentiella energiproduktionen för mekaniska "motorer" som kan användas för att ersätta hästar för sådana jobb.
I sin bok 1702 Miner's Friend, Engelska uppfinnare och ingenjör Thomas Savery har skrivit: ”Så att en motor som kommer att ta upp så mycket vatten som två hästar, arbetar tillsammans på en gång i ett sådant arbete kan göra, och för vilka det hela tiden måste hållas tio eller tolv hästar för att göra detsamma. Då säger jag att en sådan motor kan göras tillräckligt stor för att utföra det arbete som krävs för att anställa åtta, tio, femton eller tjugo hästar för att ständigt underhållas och hållas för att göra ett sådant arbete... ”
Efter att ha gjort några mycket grova beräkningar, beslutade Watt att hävda att bara en av hans förbättrade ångmotorer kunde producera tillräckligt med kraft för att ersätta 10 av vagnsdragande hästar - eller 10 "hästkrafter."
Voila! När Watts ångmotorverksamhet steg kraftigt började hans konkurrenter marknadsföra kraften i sina motorer i "hästkrafter", vilket gjorde termen till ett standardmått på motorkraften som fortfarande används idag.
År 1804 hade Wattts ångmotor ersatt Newcomen-motorn, vilket direkt ledde till uppfinningen av det första ångdrivna loket.
Åh, och ja, termen "watt", som en standardmätningsenhet för elektrisk och mekanisk kraft som verkar nästan varje glödlampa som säljs idag, fick namnet till samma James Watt 1882.
Watt missade den sanna 'hästkraften'
När han bedömde sin ångmotor på ”10 hästkrafter” hade Watt gjort ett litet fel. Han hade baserat sin matematik på kraften från Shetland eller "grop" -ponnyer som på grund av deras minskande storlek vanligtvis användes för att dra vagnar genom kolgruvornas axlar.
En välkänd beräkning vid den tiden, en pit ponny kunde dra en vagn fylld med 220 kg kol 100 meter upp en mineshaft på 1 minut, eller 22 000 pund / minut. Watt antog då felaktigt att vanliga hästar måste vara minst 50% starkare än pit ponnyer, vilket gör en hästkraft lika med 33 000 pund / minut. I själva verket är en standardhäst bara lite kraftfullare än en gropponny eller lika med cirka 0,7 hästkrafter, mätt i dag.
In a Famous Race of Horse vs. Steam, Horse Wins
I de tidiga dagarna av amerikansk järnväg, ånglok, som de baserade på Watt ånga motor, ansågs vara för farlig, svag och opålitlig för att bli betrodd med transport av människor passagerare. Slutligen, 1827, Baltimore och Ohio Railroad, B&O, beviljades den första amerikanska stadgan för att transportera både gods och passagerare med ångdrivna lok.
Trots att han hade chartret kämpade B&O med att hitta en ångmotor som kunde resa över branta kullar och grov terräng, vilket tvingade företaget att huvudsakligen lita på hästdragna tåg.
Till räddningen kom industrimannen Peter Cooper som erbjöd att designa och bygga, utan kostnad för B&O, en ånglok som han hävdade skulle göra hästdragna järnvägar föråldrade. Cooper skapelse, den berömda "tom tumme”Blev den första amerikanbyggda ånglokomotiv som körde på en kommersiellt driftad offentlig järnväg.
Som designat av Cooper var Tom Thumb ett lokomotiv med fyra hjul (0-4-0) med en vertikal, koleldad vattenpanna och vertikalt monterade cylindrar som drev hjulen på en av axlarna. Väger cirka 810 pund, kännetecknades loket av en mängd improvisationer, inklusive pannrör tillverkade av gevärfat.
Naturligtvis fanns det ett motiv bakom Coopers uppenbara generositet. Han råkade precis äga tunnland efter tunnland mark som ligger längs B & O: s föreslagna rutter, värdet av som skulle växa exponentiellt om järnvägen, drivs av hans Tom Thumb ånglok, lyckas.
Den 28 augusti 1830 genomgick Cooper's Tom Thumb prestandatest på B&O-spåren utanför Baltimore, Maryland, när ett hästdraget tåg stannade längs med på de närliggande spåren. Kastande den ångdrivna maskinen ett respektlöst blick utmanade föraren av det hästdragna tåget Tom Thumb till ett lopp. Cooper såg att han vann en sådan händelse som en stor och gratis reklamutställning för sin motor, och Cooper accepterade ivrigt och loppet var på.
Tom Thumb ångade snabbt till en stor och växande ledning, men när en av dess drivrem brast och bröt ånglokomotivet till stopp, vann det gamla tillförlitliga hästtåget tävlingen.
Medan han hade tappat striden vann Cooper kriget. Chefer för B&O hade varit så imponerade av hans motors hastighet och kraft att de beslutade att börja använda hans ånglok i alla sina tåg.
Medan den transporterade passagerare fram till minst mars 1831 placerades Tom Thumb aldrig i regelbunden kommersiell tjänst och räddades för delar 1834.
B&O växte till att bli en av de största och mest ekonomiskt framgångsrika järnvägarna i USA. Peter Cooper fick en lång karriär som investerare och filantrop genom att ha tjänat mycket på försäljningen av sina ångmotorer och land till järnvägen. 1859 användes pengar som donerats av Cooper för att öppna Cooper Union för främjande av vetenskap och konst i New York City.