من أين أتى مصطلح "حصان"؟

اليوم ، أصبح من المعروف أن مصطلح "حصان" يشير إلى قوة المحرك. لقد توصلنا إلى افتراض أن سيارة بمحرك بقوة 400 حصان ستسير أسرع من سيارة بمحرك بقوة 130 حصان. ولكن مع كل الاحترام للفرس النبيل ، فإن بعض الحيوانات تكون أقوى. لماذا ، على سبيل المثال ، لا نتفاخر "بمحركنا" أو "قوة الثور" اليوم؟

مهندس اسكتلندي جيمس واط عرف أن لديه شيء جيد يسير في أواخر الستينيات من القرن التاسع عشر عندما توصل إلى نسخة محسنة بشكل كبير من أول محرك بخاري متوفر تجاريًا توماس نيوكومين صمم في 1712. من خلال إضافة مكثف منفصل ، أدى تصميم وات إلى التخلص من دورات التبريد وإعادة التسخين المستمرة لإهدار الفحم التي يتطلبها المحرك البخاري لشركة Newcomen.

إلى جانب كونه مخترعًا بارعًا ، كان وات أيضًا واقعيًا مخلصًا. كان يعلم أنه من أجل الازدهار من براعته ، كان عليه في الواقع بيع محركه البخاري الجديد - إلى الكثير من الناس.

لذا ، عاد وات إلى العمل ، هذه المرة "لابتكار" طريقة بسيطة لشرح قوة محركه البخاري المحسن بطريقة يمكن لعملائه المحتملين فهمها بسهولة.

مع العلم أن معظم الأشخاص الذين امتلكوا محركات بخار نيوكومين استخدموها لمهام تنطوي على سحب أو دفع أو رفع أشياء ثقيلة ، ذكر وات مرور من كتاب مبكر قام المؤلف فيه بحساب ناتج الطاقة المحتمل لـ "المحركات" الميكانيكية التي يمكن استخدامها لاستبدال الخيول مثل هذه الوظائف.

في كتابه 1702 صديق عامل المنجممخترع ومهندس إنجليزي توماس سافري كتب: "لكي يعمل المحرك الذي يرفع كمية المياه التي يرفعها حصانان ، على العمل معًا في وقت واحد في مثل هذا العمل ، يمكن القيام به ، والذي يجب أن يكون هناك باستمرار عشرة أو اثني عشر خيول للقيام بنفس الشيء. ثم أقول ، قد يكون هذا المحرك كبيرًا بما يكفي للقيام بالعمل المطلوب في توظيف ثمانية أو عشرة أو خمسة عشر أو عشرين حصانًا للحفاظ عليها باستمرار والاحتفاظ بها للقيام بهذا العمل... "

بعد إجراء بعض الحسابات القاسية للغاية ، قرر وات أن يدعي أن محركًا بخاريًا محسّنًا واحدًا فقط يمكنه إنتاج طاقة كافية لاستبدال 10 من خيول جر العربات - أو 10 "حصان".

هاهو! مع ارتفاع أعمال محرك البخار ، بدأ منافسيه في الإعلان عن قوة محركاتهم في "قوة حصان" ، مما يجعل المصطلح مقياسًا قياسيًا لقوة المحرك لا يزال يستخدم حتى اليوم.

بحلول عام 1804 ، استبدل محرك واط البخاري محرك نيوكومين ، مما أدى مباشرة إلى اختراع أول قاطرة تعمل بالبخار.

أوه ، ونعم ، تم تسمية مصطلح "واط" ، كوحدة قياسية لقياس الطاقة الكهربائية والميكانيكية التي تظهر تقريبًا كل مصباح كهربائي يباع اليوم ، تكريمًا لنفس جيمس وات في عام 1882.

في تقييم محركاته البخارية عند "10 حصانا" ، ارتكب وات خطأً بسيطًا. لقد استند في الرياضيات إلى قوة شتلاند أو المهور "الحفرة" التي ، بسبب حجمها الصغير ، تستخدم عادة لسحب العربات من خلال مهاوي مناجم الفحم.

في حساب معروف في ذلك الوقت ، يمكن لمهر واحد أن يسحب عربة واحدة مليئة بـ 220 رطل من الفحم 100 قدم لأعلى في دقيقة واحدة ، أو 22000 رطل في الدقيقة. ثم افترض وات بشكل غير صحيح أن الخيول العادية يجب أن تكون أقوى بنسبة 50 ٪ على الأقل من المهور ، مما يجعل قوة حصان واحدة تساوي 33000 رطل قدم في الدقيقة. في الواقع ، الحصان القياسي هو أقوى قليلاً من حصان صغير أو يساوي حوالي 0.7 حصان كما تم قياسه اليوم.

في الأيام الأولى للسكك الحديدية الأمريكية ، كانت القاطرات البخارية ، مثل تلك القائمة على بخار وات المحرك ، اعتبرت خطيرة للغاية ، ضعيفة ، وغير موثوق بها للثقة في نقل البشر ركاب. وأخيرًا ، في عام 1827 ، شركة السكك الحديدية بالتيمور وأوهايو ، B&O، تم منحه أول ميثاق أمريكي لنقل البضائع والركاب باستخدام القاطرات التي تعمل بالبخار.

على الرغم من وجود ميثاق ، كافحت شركة B&O للعثور على محرك بخاري قادر على السفر فوق التلال شديدة الانحدار والتضاريس الوعرة ، مما اضطر الشركة إلى الاعتماد بشكل أساسي على القطارات التي تجرها الخيول.

إلى الإنقاذ جاء الصناعي بيتر كوبر الذي عرض تصميم وبناء قاطرة بخارية ، دون أي مقابل لشركة B&O ، والتي ادعى أنها سوف تجعل عربات القطارات التي تجرها الخيول قديمة. إنشاء كوبر ، الشهير "ابهام تومأصبحت أول قاطرة بخارية أمريكية الصنع تعمل على خط سكة حديد عام يعمل تجاريًا.

كما صممه كوبر ، كان توم تومب قاطرة ذات أربع عجلات (0-4-0) مع غلاية مياه عمودية تعمل بالفحم واسطوانات مثبتة رأسيًا دفعت العجلات على أحد المحاور. تزن القاطرة حوالي 810 رطلاً ، وتتميز بمجموعة من الارتجالات ، بما في ذلك أنابيب الغلايات المصنوعة من براميل البندقية.

بالطبع ، كان هناك دافع وراء سخاء كوبر الواضح. تصادف أنه امتلك فدانًا من الأراضي الواقعة على طول الطرق المقترحة من B & O ، بقيمة التي من شأنها أن تنمو بشكل كبير إذا كانت السكك الحديدية ، مدعومة بقاطرات توم الإبهام البخارية ، ينجح.

في 28 أغسطس 1830 ، كان توم ثومب كوبر يخضع لاختبار الأداء على مسارات B&O خارج بالتيمور بولاية ماريلاند ، عندما توقف القطار الذي تجرّه الخيول إلى جانب المسارات المجاورة. تحدى سائق القطار الذي تجره الخيول توم الإبهام لسباق ، وذلك بإلقاء نظرة سريعة على الماكينة التي تعمل بالبخار. رؤية كوبر مثل هذا الحدث بمثابة عرض إعلاني مجاني ومجاني لمحركه ، قبل كوبر بفارغ الصبر وكان السباق مستمرًا.

سارع توم ثوم بسرعة إلى تقدم كبير ومتزايد ، ولكن عندما انكسر أحد أحزمة محركه ، مما أدى إلى توقف قاطرة البخار ، فاز القطار القديم الموثوق به الذي تجرره الخيول بالسباق.

بينما خسر المعركة ، فاز كوبر بالحرب. لقد أعجب التنفيذيون في B&O بسرعة محركه وقوته وقد قرروا البدء في استخدام قاطراته البخارية في جميع قطاراتهم.

بينما كانت تقل الركاب حتى مارس 1831 على الأقل ، لم يتم وضع Tom Thumb أبدًا في الخدمة التجارية العادية وتم انتقاؤه لقطع غيار في عام 1834.

نمت B&O لتصبح واحدة من أكبر خطوط السكك الحديدية وأكثرها نجاحًا ماليًا في الولايات المتحدة. استفاد بيتر كوبر بشكل جيد من مبيعات محركاته البخارية وأرضه إلى السكك الحديدية ، وقد تمتع بمهنة طويلة كمستثمر ومحسن. في عام 1859 ، تم استخدام الأموال التي تبرع بها كوبر لفتح اتحاد كوبر للنهوض بالعلوم والفنون في مدينة نيويورك.