Почему «лошадиная сила» до сих пор применяется для измерения мощности?
Мы привыкли, что мощность автомобилей измеряется в лошадиных силах. Только последние годы, с возросшей популярностью электромобилей (их история насчитывает порядка 200 лет), мощность иногда указывают в ваттах, но еще совсем недавно это вызывало недоумение, ведь речь идет об автомобиле, а не пылесосе. Да и зачем использовать другие единицы измерения, ведь на первый взгляд с “лошадиной силой” все предельно просто и понятно — она соответствует мощности одной рабочей лошади. Но на самом деле это не так. К примеру, согласно данным, которые приводит Университет Калгари, кратковременно рабочая лошадь может развить мощность до 13-15 лошадиных сил. Вообще лошадиные силы правильнее было бы называть человеческими силами, так как один среднестатистический человек может развить чуть более одной лошадиной силы. Но почему же тогда придумали этот термин и используют по сей день, если он не соответствует действительности?
Единица измерения «лошадиная сила» не имеет ничего общего с мощностью одной рабочей лошади
Кто и когда придумал термин “лошадиная сила”
Термин “лошадиная сила” был придуман Джеймсом Ваттом задолго до изобретения двигателя внутреннего сгорания — в конце XVIII века.
Этот шотландский инженер известен своими паровыми двигателями, которые на тот момент были невероятно эффективными. Однако он не преследовал цели точно указать мощность своих двигателей. Скорее наоборот, хотел прорекламировать и показать их превосходство над лошадьми.
Принцип, по которому Джеймс Ватт определял мощность двигателей, был достаточно прост. Из своих личных наблюдений он знал, что одна лошадь способна прокрутить мельничное колесо 144 раза за час. Используя это число, он подсчитал, что лошади способны толкать около 14 774 кг на 1 метр за одну минуту (32 572 фунта на 1 фут). Для удобства он округлил это значение до 33 000 фунтов на один фут в минуту (14 968,55 кг). Таким образом родилась единица измерения мощности.
Джеймс Ватт (Уатт), шотландский инженер, который придумал термин «лошадиная сила»
По сути, эта единица означает не мощность, а производительность. Но Ватта, как я сказал выше, не слишком заботила точность измерений. Главное, что покупателям было понятно, какой прирост производительности они получат, если купят один из его паровых двигателей.
Бесспорно, машины действительно были гораздо более мощными, надежными и производительными, чем лошади. Поэтому правдивость расчетов никого не интересовала.
Подписывайтесь на наш Яндекс.Дзен-канале, где вы найдете еще больше увлекательных материалов.
Со временем Ватт был признан инженерным гением. Ученые и инженеры настолько высоко оценили его новаторство и изобретательность, что единица измерения мощности в 1882 году была названа в его честь, то есть “ватт”. При этом для указания мощности моторов продолжали использовать лошадиные силы.
Таким образом, мы по сей день используем термин, созданный в рамках маркетинговой кампании. Но кого сейчас вообще заботит, соответствует он действительности или нет? Практически в каждом языке существует масса слов и терминов, которые уже давно оторваны от своего происхождения, и “лошадиные силы” один из них. Гораздо важнее, что узнав характеристику автомобиля, к примеру, 100 или 200 лошадиных сил, мы примерно понимаем, насколько у него мощный двигатель, и на что он способен.
Одна лошадиная сила составляет 735 Вт
Современное значение “лошадиной силы”
Разумеется, то определение лошадиной силы, которое было применено Ваттом, давно устарело. В настоящее время принято считать, что одна лошадиная сила — это мощность, которая необходима, чтобы поднять груз весом 75 кг на высоту в один метр за одну секунду. Одна лошадиная сила составляет 735 Вт или 0,735 кВт.
Конечно, при определении мощности автомобильного двигателя никакие грузы не поднимают. Все гораздо проще — этот параметр вычисляется путем умножения момента силы (крутящего момента) на частоту вращения вала. Крутящий момент — это, по сути, сила, с которой крутится вал, или сила, которую необходимо приложить к валу, чтобы он остановился.
Крутящий момент — сила, с которой вращается вал
Отсюда следует, что такие характеристики автомобиля, как динамика и максимальная скорость зависят не только от количества лошадиных сил, но и крутящего момента. В теории, коленчатый вал может вращаться без нагрузки с высокой скоростью, что обеспечит автомобиль большим количеством лошадиных сил.
Однако его фактическая мощность может быть низкой в результате малого крутящего момента. Другими словами, под нагрузкой двигатель может “не тянуть”. Поэтому в характеристиках указывают не только мощность двигателя в л.с., но и крутящий момент, который указывается в Ньютонах на метр.
На практике же на крутящий момент мало кто обращает внимания, так как оба параметра взаимосвязаны. Знания мощности обычно вполне достаточно, чтобы правильно оценить характер автомобиля. Напоследок отмечу, что средняя мощность легковых автомобилей в настоящее время составляет 117 лошадиных сил. Но существуют также настоящие монстры, как Hummer EV, мощность которого равна 830 л.с..
Наука физикаНаучные факты
Лошадиная сила
Лошадиная сила
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Лошади́ная си́ла (л. с.) — единица измерения мощности. Учёные очень редко пользуются этой единицей из-за её неоднозначного определения, но несмотря на это, она получила широкое распространение, особенно в автомобильной индустрии.
Стандартной единицей системы СИ для измерения мощности является ватт.
Лошадиная сила впервые предложена Джеймсом Уаттом, оценивающим мощность своих паровых двигателей. Предполагалось, что лошадь может поднимать в среднем 33 000 фунт-футов в минуту (например, 330 фунтов (150 кг) со скоростью 100 футов (30 м) в минуту), что равняется 745,69987158227022 Вт. Эту единицу до сих пор применяют в англоязычных странах (обозначение HP).
В большинстве европейских стран, в том числе в России, лошадиная сила определяется как 75 кгс·м/с, что составляет ровно 735,49875 Вт (иногда это называют «метрическая лошадиная сила»; обозначение PS (нем.), CV (фр.), pk (нид.)).
Существуют и другие определения лошадиной силы.
Как появилась «лошадиная сила»
Всем известна устаревшая единица мощности «лошадиная сила», которую сейчас заменила стандартная единица системы СИ – ватт. Однако до сих пор ее широко применяют, например, в автомобильной индустрии. Ученые же редко используют эту единицу из-за ее неоднозначного толкования.
Так что же такое «лошадиная сила»? В справочниках по физике указано, что лошадиная сила равна 75 кгс•м/с, что составляет ровно 735,49875 Вт. Чтобы представить себе, когда лошадь развивает такую мощность, нужно обратиться к истории возникновения этой единицы.
«Лошадиную силу» впервые предложил Джеймс Уатт, изобретатель парового двигателя. Свое изобретение он предлагал использовать для выкачивания воды из шахты. Но как объяснить прижимистым шахтовладельцам, что им предлагают купить и в чем преимущества этого нового приспособления? И вот для того чтобы оценить мощность новых двигателей, предприняли следующее. Запрягли лошадь в обычный водоподъемный насос, работающий на конной тяге, и посмотрели, сколько она поднимет за день воды. Затем присоединили к этому же насосу паровой двигатель и посмотрели, какой результат получится за день его работы. Поделили второе количество на первое и на этих цифрах объяснили шахтовладельцам, что насос заменяет N-ное число лошадей. Полученная в результате первого эксперимента мощность стала мерилом и получила название «лошадиная сила».
На самом деле мощность, которую средняя лошадь способна развивать сколько-нибудь долгое время, меньше полученной Уаттом величины. Или погонщик работал очень хорошо, или лошадь попалась очень «натренированная». Конечно, лошади бывают разные и невозможно ожидать, что и тяжеловоз и арабский скакун разовьют одинаковую мощность. И все же, когда лошадь создает такую мощность? На этот вопрос в журнале «American scientist» один из авторов предложил следующий вариант: мощность в одну лошадиную силу развивает лошадь массой 750 килограммов, перепрыгивающая через препятствие шириной и высотой в 183 сантиметра.
Анекдот в тему:
— Что такое одна лошадиная сила?
— Это сила одной лошади высотой один метp и весом один килогpамм.
— Позвольте, да где же вы видели такую лошадь?
— Ее трудно увидеть. Она хpанится в палате меp и весов под Паpижем!
{jcomments on}
Что такое лошадиная сила?
Что такое мощность? Не смотрите сейчас, но автомобильный эксперт в вашей жизни — тот, у кого есть мнение обо всем, что связано с колесами, — пытается найти запись в Википедии прямо сейчас.
Несмотря на то, что лошадиные силы являются общеизвестной и часто рекламируемой мерой мощности двигателя, а также основанием для бесчисленных покупок автомобилей и топливом для автомобильного хвастовства, очень немногие люди знают науку, стоящую за этим термином.
Генезис лошадиных сил
Чтобы понять корни этой необычной метрики, нам нужно повернуть время вспять, в 18 век, когда появление паровой энергии должно было обеспечить досрочный выход на пенсию многих трудолюбивых лошадей. Джеймс Уатт (1736-1819), изобретатель и инженер шотландского происхождения, пытался вызвать интерес к своей новой и улучшенной версии паровой машины. Проблема заключалась в том, как он мог продвигать настолько новый продукт, что не было точного способа измерить выгоду, которую он приносил?
Джеймс Уатт рассчитал мощность в лошадиных силах, исходя из того, сколько работы может выполнить мельничная лошадь.
Getty Images Вот почему Уатт заинтересовался рабочими лошадьми, которые тянули, толкали и поднимали тяжелые грузы на заводах, фабриках и шахтах.
Он искал способ доказать, что его стационарный промышленный паровой двигатель может легко превзойти их.
Расчет мощности одной лошади
Он начал с наблюдения за работой мельничных лошадей. Привязанные к спицам, расходящимся от центрального вала мельницы, они поворачивали вал, обходя круг диаметром 24 фута примерно 144 раза в час. Каждая лошадь толкала с силой, которую Уатт оценил в 180 фунтов.
Исходя из этого, Уатт подсчитал, что одна лошадиная сила эквивалентна одной лошади, выполняющей 33 000 футо-фунтов за одну минуту. Чтобы лучше понять это и избежать неприятных воспоминаний об уроках арифметики, представьте себе лошадь-одиночку, поднимающую 33-фунтовое ведро воды со дна колодца глубиной 1000 футов за 60 секунд. Этот объем работы равен одной лошадиной силе.
Пример первой паровой машины Ватта, которая была разработана примерно в 1785 году.
Getty Images Ватт использовал свою недавно изобретенную единицу мощности, чтобы сравнить, какую работу может выполнить его стационарная паровая машина с работой лошади.
Это была маркетинговая магия, необходимая ему, чтобы убедить компании в том, что новомодная технология является лучшим источником энергии.
Этот прорыв, как мы все знаем, произвел революцию как в промышленности, так и в транспорте и в конечном итоге привел к появлению паровых кораблей и локомотивов.
Железные дороги были построены на базе паровоза, правившего на рельсах более 100 лет.
Getty ImagesИ именно поэтому покупатели всего, от маслкаров до газонокосилок, в долгу перед Джеймсом Уаттом. Пользователи лампочек тоже. Инженеры посмертно почтили Ватта, назвав в его честь единицу мощности — ватт. Как ни странно, один «ватт» не равен одной лошадиной силе. Для справки: 1000 ватт (1,0 киловатт) равняются 1,3 лошадиным силам, а 60-ваттная лампочка потребляет 0,08 лошадиных сил.
В конце концов, создание лошадиных сил было в большей степени результатом хороших продаж, чем инженерной смекалки. Джеймс Уатт знал, что одно без другого — это как телега без, гм, лошади.
Чтобы увидеть волнение плавления резины, которое доставляет большое количество лошадиных сил, прочитайте об этих раскаленных добела американских маслкарах 2019 года.
Ник Курчевски
За более чем 20 лет автомобильный журналист Ник Курчевски написал для десятков печатных и цифровых изданий обо всех аспектах автомобильного мира. Прошлые приключения включали в себя езду со скоростью почти 200 миль в час по немецкому автобану и получение лицензии водителя Zamboni на ледовом катке в Манхэттене. Он водил машину, работающую на сжатом воздухе, исследовал, как не допустить проникновения грызунов в моторные отсеки, и отговорился от штрафа, управляя Bugatti. В более спокойные моменты Ник любит помогать людям найти идеальный автомобиль для их потребностей вождения и бюджета на покупки
Вот почему лошадиные силы — глупая метрика
‘;
Стивен ЭдельштейнПосмотреть галерею
Стивен ЭдельштейнЛошадиная сила часто является первой цифрой, которую люди выбрасывают в гонках на скамье, но действительно ли это лучший способ измерить выходную мощность автомобиля? Джейсон Фенске из Engineering Explained так не думает.
Напомню, мощность здесь определяется как работа во времени, которая для автомобилей представляет собой количество силы, необходимой для движения автомобиля на заданное расстояние, деленное на время, необходимое для преодоления этого расстояния.
лошадиных сил было изобретено Джеймсом Уаттом, изобретателем практического парового двигателя. Зная, что его двигатель в первую очередь будет конкурировать с лошадьми, Ватт придумал способ сравнить выходную мощность машины и животного. Это показало бы, что паровой двигатель может выполнять работу нескольких лошадей.
Вопрос о том, как Уатт определил мощность в лошадиных силах, является спорным, но считается, что Уатт основывал его на лошади, вращающей мельницу. Измерение основано на том, что лошадь проходит круг диаметром 12 футов, чтобы повернуть древко, и прилагает к этому древку силу 180 фунтов.
Но эти цифры условны. В конце концов, не все лошади имеют одинаковую силу, и кажется, что Ватт округлил количество силы в своих трудах, отметил Фенске. Суть в том, что одна лошадиная сила равна одной лошади, поднимающей 550 фунтов на один фут за одну секунду.
Двигатель Gordon Murray Automotive T50 Cosworth V-12
лошадиных сил также измеряются по-разному в США и метрической системе. Метрическая лошадиная сила (часто сокращенно PS или CV) использует метрические единицы измерения, то есть килограммы вместо фунтов и метры вместо футов. Это означает, что 1 метрическая лошадиная сила равна только 98,6% от 1 лошадиной силы США.
Вот почему у европейских суперкаров иногда бывают запутанные названия. McLaren 765LT, например, назван в честь его мощности в метрических лошадиных силах. В системе США он оценивается в 755 лошадиных сил.
Есть ли альтернатива лошадиным силам? Фенске предлагает Ватт (названный в честь Джеймса Ватта после его смерти), потому что он делится на единицу и, следовательно, с ним намного проще работать.
Некоторые автопроизводители уже указывают выходную мощность в киловаттах (1000 Вт) наряду с лошадиными силами, и это становится все более актуальным для электромобилей.
Что вы думаете? Пришло ли время для перемен, или автомобильная промышленность должна придерживаться лошадиных сил?
Нажмите на видео выше, чтобы глубже погрузиться в определение лошадиных сил.
Метки:
Автомобильная техника Инженерное объяснение Вечнозеленый Как это работаетПожертвовать:
- Отправьте нам чаевые
- Связаться с редактором
Самый популярный на этой неделе
24 апреля 2023 г.
Компания, которая когда-то пыталась спасти Saab, закрылась
25 апреля 2023 г. 2023
Фоторепортаж : Концепт-кары Ford Mustang II
23 апреля 2023 г.
2009 г. Ripsaw из фильма «Форсаж 2» направляется на аукцион
24 апреля 2023 г.
Прокатиться на Honda eGX Electric Go-Kart Concept 2023
Обзор: BMW M2 2023 года рассказывает сказки от Dragon
22 апреля 2023 г.