Количество лошадиных сил
Если идет речь о паровой машине, о турбине гидроэлектростанции, автомашине или авиадвигателе, - мощность их всегда выражается в количестве лошадиных сил (л.с.).
Когда крестьянин выезжает в поле на двух лошадях, то это две «л.с.». Это видит даже ребенок. А вот глядя на паровую машину, никто не скажет, сколько лошадиных сил в ней скрывается. Владельцы рудников, которым англичанин Джемс Уатт, предлагал свою паровую машину, отнеслись к ней недоверчиво.
С тех пор как они себя помнили, на их насосных станциях работали лошади, и лошадиная сила им казалась надежнее, чем сила пара.
Мощность одной лошади
Этот Уатт должен был им сначала доказать, сколько лошадей могли заменить его машины. А потом можно было и поторговаться. Чтобы установить мощность одной лошади, сильного жеребца запрягли на 8 часов и заставили тянуть так, чтобы все постромки были натянуты. Затем вычислили, какой путь при этом лошадь прошла и сколько грунтовой воды выкачал насос.
Из этой «работы» Уатт определил «мощность» лошади за определенное время, разделив «работу» на «время». Так возникла формула мощности. Мощность = Работа/Время За каждую секунду лошадь поднимала 75 килограммов воды на высоту одного метра. Это и была одна лошадиная сила.
Теперь Джемс Уат мог строить паровые машины мощностью 4,6 и даже 8 лошадиных сил. Обозначение «л.с.» стало основным понятием в технике. Один литр воды весит один килограмм. Поэтому понятие «л.с.» можно выразить еще так: 1 л.с. = 75 килограммометров в секунду (кгм/сек). В действительности средняя постоянная мощность лошади значительно ниже, она равна приблизительно 1/2 л.с.
Усовершенствование поршневой паровой машины
Математики, физики, механики - все они, работая, преследовали одну цель, и поршневая паровая машина совершенствовалась все больше и больше. Мощность первого речного парохода, который в 1807 году вышел из Нью-Йорка вверх по реке Гудзон, была уже 18 л.с., а первого океанского парохода, совершавшего с 1838 года регулярные рейсы через Атлантический океан, - 450 л.с.
Лошадиные силы, возникшие из водяного пара, заменили работу ветра, который надувал паруса и гнал вперед парусные суда. Они вытеснили старые почтовые кареты. Стефенсон снабдил их паровыми двигателями и поставил на рельсы. Так возникла железная дорога. В это же время на улицах Лондона и Парижа появились первые автомобили с паровыми двигателями.
На земле и под землею - всюду паровая машина стала выполнять работу, которая была не под силу ни человеку, ни лошади.
Такое количество лошадиных сил, как 25 000, - было почти максимальным пределом мощности паровой машины. 25 000 лошадиных сил - это значит, что за каждую секунду эта машина может поднимать груз в 75 килограммов на высоту 25 000 метров. Чтобы выполнить такую работу, котел паровой машины каждый час должен «проглатывать» по 175 000 литров воды. А в его топках, чтобы превратить воду в пар, нужно сжечь 37 500 килограммов угля.
Но человек и здесь попытался сэкономить. Пар, совершивший свою работу, подогревает воду в котле, затем опять превращается в воду и снова испаряется. Так экономится уголь и вода. Это был бы почти «вечный» двигатель, если бы не надо было все время подбрасывать новое топливо и добавлять воду. Размеры паровых машин становятся все меньше, а мощность их все увеличивается.
Поршневую паровую машину мощностью 25 000 лошадиных сил можно легко установить в одном машинном зале, а конюшня на 25 000 четвероногих лошадей занимала бы площадь в 100 000 квадратных метров.
Теперь вслед за старыми паровыми машинами пришли новые. Мощность их уже 280 000 лошадиных сил. А постоянная мощность одного рабочего - только 1/10 лошадиной силы. Значит, такая чудесная машина выполняет работу за 9 миллионов человек.
Они называются паровыми турбинами. В их корпусах нет поршней. Их заменяет своеобразное колесо с лопатками.