Die Ursprünge des Begriffs Pferdestärke

Heute ist allgemein bekannt, dass sich der Begriff „PS“ auf die Leistung eines Motors bezieht. Wir gehen davon aus, dass ein Auto mit einem 400-PS-Motor schneller fährt als ein Auto mit einem 130-PS-Motor. Aber bei allem Respekt vor dem edlen Ross sind manche Tiere stärker. Warum prahlen wir zum Beispiel heute nicht mit der „Ochsen-“ oder „Bullpower“ unseres Motors??

Der schottische Ingenieur James Watt wusste, dass er Ende der 1760er Jahre eine gute Idee hatte, als er eine stark verbesserte Version der ersten kommerziell erhältlichen Dampfmaschine entwickelte, die Thomas Newcomen 1712 entworfen hatte Konstante Kohlevergeudungszyklen zum Kühlen und Wiedererhitzen, die von der Dampfmaschine von Newcomen benötigt werden.

Watt war nicht nur ein versierter Erfinder, sondern auch ein engagierter Realist. Er wusste, dass er, um von seinem Einfallsreichtum zu profitieren, seine neue Dampfmaschine verkaufen musste - an viele Menschen.

Also machte sich Watt wieder an die Arbeit und „erfand“ eine einfache Methode, um die Leistung seiner verbesserten Dampfmaschine auf eine Weise zu erklären, die seine potenziellen Kunden leicht verstehen konnten.

In dem Wissen, dass die meisten Leute, die Newcomens Dampfmaschinen besaßen, diese zum Ziehen, Schieben oder Heben schwerer Gegenstände verwendeten, erinnerte Watt an eine Stelle aus einem frühen Buch, in dem der Autor die potenzielle Energieabgabe mechanischer „Motoren“ berechnet hatte, die verwendet werden konnten Pferde für solche Jobs zu ersetzen.

In seinem Buch The Miner's Friend aus dem Jahr 1702 hat der englische Erfinder und Ingenieur Thomas Savery geschrieben: „Damit ein Motor, der so viel Wasser aufwirft wie zwei Pferde, die gleichzeitig bei einer solchen Arbeit zusammenarbeiten, das kann und für das es das muss Dafür werden ständig zehn oder zwölf Pferde gehalten. Dann sage ich, ein solcher Motor kann groß genug sein, um die Arbeit zu verrichten, die erforderlich ist, um acht, zehn, fünfzehn oder zwanzig Pferde zu beschäftigen, die ständig gewartet und für solche Arbeiten bereitgehalten werden müssen… “

Nach einigen sehr groben Berechnungen beschloss Watt, zu behaupten, dass nur eine seiner verbesserten Dampfmaschinen genug Leistung liefern könnte, um 10 Wagenziehpferde - oder 10 „Pferdestärken“ - zu ersetzen.

Voila! Mit dem Aufschwung des Dampfmaschinengeschäfts von Watt begannen seine Konkurrenten, die Leistung ihrer Motoren in „Pferdestärken“ zu bewerben, was den Begriff zu einem Standardmaß für die heute noch verwendete Motorleistung machte.

Bis 1804 ersetzte die Watt-Dampfmaschine die Newcomen-Maschine und führte direkt zur Erfindung der ersten dampfbetriebenen Lokomotive.

Oh, und ja, der Begriff „Watt“ als Standardmaßeinheit für die elektrische und mechanische Leistung, die fast jede heute verkaufte Glühbirne aufweist, wurde 1882 nach dem gleichen James Watt benannt.

Watt hat die wahre "Pferdestärke" verpasst

Watt hatte einen kleinen Fehler begangen, als er seine Dampfmaschinen auf „10 Pferdestärken“ eingestuft hatte. Er hatte seine Berechnungen auf die Kraft der Shetland- oder "Gruben" -Ponys gestützt, die aufgrund ihrer geringen Größe normalerweise dazu verwendet wurden, Karren durch die Schächte von Kohlengruben zu ziehen.

Einer bekannten Berechnung zu dieser Zeit zufolge konnte ein Grubenpony einen Wagen, der mit 220 Pfund Kohle gefüllt war, in einer Minute 100 Fuß über einen Minenschacht befördern, oder 22.000 Pfund-Fuß pro Minute. Watt ging dann fälschlicherweise davon aus, dass reguläre Pferde mindestens 50% stärker sein müssen als Grubenponys, was bedeutet, dass eine Pferdestärke 33.000 lb-ft pro Minute entspricht. Tatsächlich ist ein Standardpferd nur geringfügig leistungsstärker als ein Grubenpony oder ungefähr 0,7 Pferdestärken, gemessen heute.

In einem berühmten Rennen von Pferd gegen Dampf gewinnt Pferd

In den Anfängen der amerikanischen Eisenbahnen galten Dampflokomotiven, wie die auf der Dampfmaschine von Watt basierenden, als zu gefährlich, zu schwach und zu unzuverlässig, um menschliche Passagiere befördern zu können. Schließlich erhielt die Baltimore and Ohio Railroad Company, die B & O, 1827 die erste US-Charter, die sowohl Fracht als auch Passagiere mit dampfgetriebenen Lokomotiven beförderte.

Trotz der Charter hatte das B & O Mühe, eine Dampfmaschine zu finden, die über steile Hügel und unwegsames Gelände fahren konnte, und zwang das Unternehmen, sich hauptsächlich auf Pferdezüge zu verlassen.

Zur Rettung kam der Industrielle Peter Cooper, der dem B & O anbot, eine Dampflokomotive zu entwerfen und zu bauen, von der er behauptete, sie würde Pferdetriebwagen überflüssig machen. Coopers Schöpfung, der berühmte „Tom Thumb“, war die erste in Amerika gebaute Dampflokomotive, die auf einer kommerziell betriebenen öffentlichen Eisenbahn fuhr.

Nachbau der frühen Dampfmaschine von Baltimore & Ohio, Tom Thumb neben einer modernen Diesellokomotive. Wikimedia Commons / Public Domain

Wie von Cooper entworfen, war die Tom Thumb eine vierrädrige (0-4-0) Lokomotive mit einem vertikalen, kohlebefeuerten Wasserkessel und vertikal montierten Zylindern, die die Räder auf einer der Achsen antrieben. Die Lok mit einem Gewicht von 810 Pfund zeichnete sich durch eine Vielzahl von Improvisationen aus, darunter Kesselrohre aus Gewehrlauf.

Natürlich gab es ein Motiv für Coopers offensichtliche Großzügigkeit. Zufällig besaß er mehrere Hektar Land entlang der von B & O vorgeschlagenen Strecken, deren Wert exponentiell steigen würde, falls die Eisenbahn, die von seinen Dampflokomotiven von Tom Thumb angetrieben wurde, Erfolg haben sollte.

Am 28. August 1830 wurde Coopers Tom Thumb auf den B & O-Gleisen außerhalb von Baltimore, Maryland, einer Leistungsprüfung unterzogen, als ein Pferdezug auf den angrenzenden Gleisen anhielt. Der Fahrer des Pferdezuges warf der dampfgetriebenen Maschine einen respektlosen Blick zu und forderte den Tom Thumb zu einem Rennen heraus. Cooper sah den Gewinn einer solchen Veranstaltung als großartige und kostenlose Werbeschau für seinen Motor an und nahm das Rennen mit Spannung an.

Der Tom Thumb dampfte schnell zu einem großen und wachsenden Vorsprung, aber als einer seiner Antriebsriemen zerbrach und die Dampflok zum Stillstand brachte, gewann der alte zuverlässige Pferdezug das Rennen.

Während er die Schlacht verloren hatte, gewann Cooper den Krieg. Die Führungskräfte des B & O waren von der Geschwindigkeit und Leistung seines Motors so beeindruckt, dass sie beschlossen, seine Dampflokomotiven in allen Zügen einzusetzen.

Die Tom Thumb beförderte zwar bis mindestens März 1831 Passagiere, wurde jedoch nie in den regulären kommerziellen Dienst gestellt und 1834 für Teile geborgen.

Das B & O entwickelte sich zu einer der größten und finanziell erfolgreichsten Bahnen in den Vereinigten Staaten. Peter Cooper profitierte von den Verkäufen seiner Dampfmaschinen und seiner Grundstücke an die Eisenbahn und blickte auf eine lange Karriere als Investor und Philanthrop zurück. 1859 wurde mit von Cooper gespendeten Geldern die Cooper Union zur Förderung von Wissenschaft und Kunst in New York City eröffnet.