Από πού έρχεται ο όρος "ιπποδύναμη";

Σήμερα, έχει γίνει κοινή γνώση ότι ο όρος "ιπποδύναμη" αναφέρεται στη δύναμη ενός κινητήρα. Έχουμε έρθει να υποθέσουμε ότι ένα αυτοκίνητο με κινητήρα 400 ίππων θα πάει πιο γρήγορα από ένα αυτοκίνητο με κινητήρα 130 ίππων. Αλλά με όλο τον σεβασμό προς το ευγενές άλογο, μερικά ζώα είναι πιο δυνατά. Γιατί, για παράδειγμα, δεν χαιρόμαστε σήμερα για το "oxenpower" του κινητήρα μας ή το "bullpower" σήμερα;

Σκωτσέζος μηχανικός James Watt ήξερε ότι είχε καλό να πηγαίνει γι 'αυτόν στα τέλη της δεκαετίας του '60 όταν βρήκε μια πολύ βελτιωμένη έκδοση του πρώτου εμπορικά διαθέσιμου ατμομηχανή Thomas Newcomen είχε σχεδιάσει το 1712. Με την προσθήκη ενός ξεχωριστού συμπυκνωτή, ο σχεδιασμός της Watt έβγαλε τους συνεχείς κύκλους σπατάλης άνθρακα της ψύξης και της επαναθέρμανσης που απαιτεί η ατμομηχανή Newcomen.

Εκτός από το γεγονός ότι ήταν καταξιωμένος εφευρέτης, ο Watt ήταν επίσης αφοσιωμένος ρεαλιστής. Ήξερε ότι για να ευημερήσει από την εφευρετικότητα του, έπρεπε να πουλήσει πραγματικά τη νέα του ατμομηχανή - σε πολλούς ανθρώπους.

Έτσι, ο Watt επέστρεψε στην δουλειά, αυτή τη φορά για να "εφεύρει" έναν απλό τρόπο να εξηγήσει τη δύναμη της βελτιωμένης ατμομηχανής του με τρόπο που οι δυνητικοί πελάτες του θα μπορούσαν εύκολα να καταλάβουν.

Γνωρίζοντας ότι οι περισσότεροι άνθρωποι που διέθεταν ατμομηχανές Newcomen τους χρησιμοποίησαν για εργασίες που αφορούσαν το τράβηγμα, την πίεση ή την ανύψωση βαρέων αντικειμένων, ο Watt υπενθύμισε μετάβαση από ένα πρώιμο βιβλίο στο οποίο ο συντάκτης είχε υπολογίσει τη δυνητική ενεργειακή απόδοση μηχανικών "κινητήρων" που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για να αντικαταστήσουν τα άλογα για τέτοιες εργασίες.

Στο βιβλίο του του 1702 Ο φίλος του ανθρακωρύχου, Αγγλικός εφευρέτης και μηχανικός Thomas Savery έχει γράψει: "Έτσι ώστε ένας κινητήρας που θα ανεβάσει τόση ποσότητα νερού με δύο άλογα, που θα συνεργάζονται ταυτόχρονα σε μια τέτοια εργασία, μπορεί να κάνει, και για την οποία πρέπει να διατηρούνται συνεχώς δέκα ή δώδεκα άλογα για να κάνουν το ίδιο. Τότε λέω, ένας τέτοιος κινητήρας μπορεί να γίνει αρκετά μεγάλος για να κάνει την εργασία που απαιτείται για να απασχολεί οκτώ, δέκα, δεκαπέντε ή είκοσι άλογα για να διατηρείται συνεχώς και να διατηρείται για να κάνει ένα τέτοιο έργο... "

Μετά από κάποιους πολύ δύσκολους υπολογισμούς, ο Watt αποφάσισε να ισχυριστεί ότι μόνο μία από τις βελτιωμένες ατμομηχανές του θα μπορούσε να παράγει αρκετή ισχύ για να αντικαταστήσει 10 άλογα που τραβούν το καλάθι - ή 10 ίππους.

Voila! Καθώς η επιχείρηση των ατμομηχανών του Watt αυξήθηκε, οι ανταγωνιστές του ξεκίνησαν να διαφημίζουν τη δύναμη των κινητήρων τους σε "ιπποδύναμη", καθιστώντας έτσι τον όρο ένα πρότυπο μέτρο της ισχύος του κινητήρα που χρησιμοποιείται ακόμα σήμερα.

Μέχρι το 1804, η ατμομηχανή Watt αντικατέστησε τον κινητήρα Newcomen, οδηγώντας άμεσα στην εφεύρεση της πρώτης ατμοκίνητης ατμομηχανής.

Ω, και ναι, ο όρος "watt", ως τυπική μονάδα μέτρησης της ηλεκτρικής και μηχανικής ενέργειας που εμφανίζεται σχεδόν κάθε λαμπτήρας που πωλείται σήμερα, ονομάστηκε προς τιμήν του ίδιου James Watt το 1882.

Κατά την αξιολόγηση των ατμομηχανών του σε "10 ίππους," Watt είχε κάνει ένα μικρό λάθος. Είχε βασίσει τα μαθηματικά του στη δύναμη των Shetland ή "pit" ponies που, λόγω του ελαττωματικού τους μεγέθους, χρησιμοποιούνται συνήθως για να τραβούν καρότσια μέσα από τους άξονες των ανθρακωρυχείων.

Ένας πολύ γνωστός υπολογισμός κατά τη στιγμή, ένα πόνι μπορεί να τραβήξει ένα καρότσι γεμάτο με 220 λίβρες άνθρακα 100 ποδιών πάνω από ένα νάρθηκα σε 1 λεπτό ή 22.000 λίβρες ανά λεπτό. Ο Watt λανθασμένα θεώρησε ότι τα κανονικά άλογα πρέπει να είναι τουλάχιστον κατά 50% ισχυρότερα από τα πόνυ pit, κάνοντας έτσι μια ιπποδύναμη ίση με 33,000 lb-ft ανά λεπτό. Στην πραγματικότητα, ένα πρότυπο άλογο είναι μόνο ελαφρώς πιο ισχυρό από ένα πόνι pit ή ίσο με περίπου 0,7 ίππους, όπως μετράται σήμερα.

Στις πρώτες μέρες της αμερικανικής σιδηροδρομικής γραμμής, ατμομηχανές ατμού, όπως εκείνες που βασίζονται στον ατμό Watt κινητήρα, θεωρήθηκαν πολύ επικίνδυνοι, αδύναμοι και αναξιόπιστοι για να εμπιστευτούν με τη μεταφορά ανθρώπων επιβάτες. Τέλος, το 1827, η εταιρεία Baltimore και Ohio Railroad, το B & O, χορηγήθηκε ο πρώτος Χάρτης των Η.Π.Α. για τη μεταφορά φορτίων και επιβατών με ατμομηχανές.

Παρά το γεγονός ότι είχε το ναύλωμα, η B & O αγωνίστηκε να βρει ατμομηχανή ικανή να ταξιδέψει σε απόκρημνους λόφους και τραχιά εδάφη, αναγκάζοντας την εταιρεία να στηριχθεί κυρίως σε αμαξοστοιχίες.

Για τη διάσωση ήρθε ο βιομήχανος Peter Cooper, ο οποίος προσφέρθηκε να σχεδιάσει και να κατασκευάσει, χωρίς καμία επιβάρυνση στο B & O, μια ατμομηχανή που ισχυριζόταν ότι θα καθιστούσε απηρχαιωμένα τα τροχόσπιτα. Η δημιουργία του Cooper,κοντορεβιθούλης"Έγινε η πρώτη αμερικανική ατμομηχανή που λειτουργεί σε δημόσιο σιδηρόδρομο εμπορικής εκμετάλλευσης.

Όπως σχεδιάστηκε από τον Cooper, ο Tom Thumb ήταν μια ατμομηχανή τετρακίνησης (0-4-0) με έναν κατακόρυφο λέβητα με καύση άνθρακα και κάθετα τοποθετημένους κυλίνδρους που οδήγησαν τους τροχούς σε έναν από τους άξονες. Ζυγίζοντας περίπου 810 λίβρες, η μηχανή χαρακτηρίστηκε από μια σειρά αυτοσχεδιασμών, συμπεριλαμβανομένων των σωλήνων λέβητα που κατασκευάστηκαν από τα βαρέλια τουφέκι.

Φυσικά, υπήρχε κίνητρο πίσω από την προφανή γενναιοδωρία του Cooper. Συνέβη απλώς να κατέχει ακέραιο στρέμμα γης που βρίσκεται κατά μήκος των προτεινόμενων οδών της B & O, την αξία του που θα αυξηθεί εκθετικά εάν ο σιδηρόδρομος, που τροφοδοτείται από τις ατμομηχανές του Tom Thumb, πετυχαίνω.

Στις 28 Αυγούστου 1830, ο Tom Thumb του Cooper υποβλήθηκε σε δοκιμές επιδόσεων στις πίστες B & O έξω από τη Βαλτιμόρη του Maryland, όταν σταματούσε δίπλα στις παρακείμενες διαδρομές ένα τρένο με άλογο. Κάνοντας το μηχάνημα με ατμό μια μη σεβαστή ματιά, ο οδηγός του αμαξοστοιχίας που προήλθε από άλογο πρόκλησε τον Tom Thumb σε μια κούρσα. Βλέποντας να κερδίσει μια τέτοια εκδήλωση ως μια εξαιρετική και δωρεάν διαφήμιση για τη μηχανή του, ο Cooper επέμενε με ανυπομονησία και ο αγώνας συνεχίστηκε.

Ο Tom Thumb έσπευσε γρήγορα σε ένα μεγάλο και αυξανόμενο μόλυβδο, αλλά όταν έσπασε ένας από τους ιμάντες κίνησης, φέρνοντας τη μηχανή ατμού σε στάση, το παλιό αξιόπιστο τραίνο με άλογα κέρδισε τον αγώνα.

Ενώ είχε χάσει τη μάχη, ο Cooper κέρδισε τον πόλεμο. Τα στελέχη του B & O είχαν εντυπωσιαστεί από την ταχύτητα και την ισχύ του κινητήρα που αποφάσισαν να αρχίσουν να χρησιμοποιούν τις ατμομηχανές του σε όλες τις αμαξοστοιχίες τους.

Ενώ μετέφερε επιβάτες τουλάχιστον μέχρι το Μάρτιο του 1831, ο Tom Thumb δεν είχε ποτέ τοποθετηθεί σε τακτική εμπορική υπηρεσία και είχε σωθεί για ανταλλακτικά το 1834.

Το B & O μεγάλωσε για να γίνει ένας από τους μεγαλύτερους και οικονομικά πιο επιτυχημένους σιδηροδρόμους στις Ηνωμένες Πολιτείες. Κερδίζοντας όμορφα από τις πωλήσεις των ατμομηχανών και της γης του στο σιδηρόδρομο, ο Peter Cooper απολάμβανε μακρά καριέρα ως επενδυτής και φιλάνθρωπος. Το 1859, χρήματα που δωρίζει ο Cooper χρησιμοποιήθηκαν για να ανοίξουν το Cooper Union για την προώθηση της επιστήμης και της τέχνης στη Νέα Υόρκη.