История, ускорившая промышленную революцию.
Вот уже больше сотни лет одно из главных мерил гоночной машины – мощность мотора, выраженная в лошадиных силах. Даже сейчас в первом же интервью в роли нового шефа «Феррари» Фредерика Вассера одна из главных тем – опровержение прибавки в 30 л.с. с ремаркой «не знаю, откуда берутся эти цифры».
И если задуматься, то использование «лошадиных сил» для двигателей мощностью около 1000 л.с. действительно кажется бредом – зачем сравнивать технику с нереальным табуном животных, которых все равно уже почти не используют для перемещения грузов или людей? А ведь существуют моторы и на 2000, и даже на 3 тысячи лошадиных сил!
Отдельные торпеды c прицелом на рекорды скорости вроде 1200-1600 км/ч и вовсе несут на себе моторы на 135 ТЫСЯЧ л.с. (и да, у этого есть колеса!)
Тем не менее, все так привыкли, что даже такие абсурдные случаи не вызывают слишком уж глубокого когнитивного диссонанса!
Так откуда же взялась эта навязчивая мера, почему так укоренилась и до сих пор остается в языках?
Родился из спора инженера с покупателем о мощности двигателя
Современный мир сложился под влиянием тысяч изобретений, но одним из самых важных новаторов был шотландец Джеймс Уатт. Про него существует два мифа: он создал паровую машину и ввел в обиход меру «лошадиные силы» – и оба они не совсем верны.
Уатт не «создавал» первую паровую машину, он усовершенствовал уже существующий механизм Томаса Ньюкомена для откачки воды из шахт – ее построили еще в 1712-м. Однако она вышла не слишком эффективной и достаточно опасной – для массового производства и внедрения не подходила, потому далеко не все промышленники рисковали выкладывать за нее много денег.
Экономика Британии же в тот момент находилась на гребне аграрной и пороге промышленной революции: фермеры использовали все больше металлических инструментов в работе, спрос на них рос, добавляясь к спросу на новые типы оснащения для кораблей и мануфактур. Потому в стране расширялась металлургия – прежде всего выплавка чугуна, которая требовала качественного угля. Его и добывали в глубоких шахтах – которые часто затапливались водой. Ее приходилось постоянно откачивать – либо воротом, которые механически приводили в действие лошади, либо насосами. Первый изобрел еще в 1699-м Томас Севери, а Ньюкомен представил следующую версию.
Владельцы угольных шахт видели будущее именно в машинах, поскольку они не болели, не бастовали, их не могли выкосить болезни. А еще они потребляли уголь – то есть доступное владельцам сырье. Все упиралось именно в эффективность и безопасность.
Тут и выстрелил Уатт – через десятилетия доработок он придумал универсальную паровую машину двойного действия, способную приводить поступательное движение еще и во вращательное.
Его версия дошла до «предпродажной» стадии в 1778-м – причем механизм стал намного стабильнее и безопаснее, мощность увеличилась в 5 раз, и экономия на стоимости топлива составила бы 75%.
Но за те же десятилетия шахтеры либо уже купили машины Ньюкомена, либо из-за постоянных взрывов, отказов и дороговизны (как установки, так и обслуживания) больше не хотели рисковать с инновацией. Требовался серьезный маркетинговый рычаг, который доказал бы преимущества изобретения Уатта.
Здесь-то и появились лошадиные силы. По легенде, инженер придумал их сам, когда вел спор с потенциальным клиентом насчет количества лошадей, которых может заменить изобретение инженера. Клиент решил сжульничать, выбрав самую сильную лошадь и заставив ее крутить ворот изо всех сил, и на основании этого спора Уатт и понял: понятие «лошадиной силы» нужно формулизировать расчетами.
Однако первоначальную идею такой меры, судя по всему, придумал не он, а его компаньон – крупнейший промышленник региона Мэттью Болтон. Уатт почти всю жизнь был прежде всего инженером и наладчиком, а за производственную, финансовую и маркетинговую части отвечал Болтон – который создал в Бирмингеме самый продвинутый завод страны «Сохо Мануфактура» и содержавший главный клуб империи для общения и взаимодействия промышленников и инженеров.
Именно после посещения завода Болтона в 1768-м Уатт восхитился работой Мэттью и познакомился с ним через общего товарища. 6 лет промышленник и инженер вели переписку, Джеймса приглашали в Бирмингем, и в 1774-м он переехал вместе со всеми наработками. Там Уатт и доводил изобретения до финала при помощи связей Болтона среди других ученых, промышленников и новаторов – и именно Мэттью финансово поддерживал Джеймса и его семью все эти годы, а затем думал, как бы лучше монетизировать результат. Именно промышленник придумал еще один отличный ход для быстрого продвижения изобретения: не покупать машину за полную стоимость, а брать ее в долговременную аренду с оплатой за каждый поворот колеса.
Потому, похоже, идея понятия «лошадиная сила» как маркетингового инструмента для привлечения покупателей принадлежала именно Болтону, а Уатт на ее основе и через споры с клиентами пришел к ее стандартизации и общему виду. Его широко представили в 1789-м.
Неужели аналогов нет и не было? Почему пользуются именно л.с.?
Сейчас официально установленной единицей измерения мощности является ватт – в честь того самого Уатта (это нюансы транслитерации). Ее приняли в 1960-м в Международной системе единиц – одновременно с ее принятием в целом. До 60-го ваттом пользовались в Британии с 1882-го после принятия на Втором конгрессе Британской научной ассоциации.
А до 1882-го мир пользовался именно лошадиными силами – мера сперва оказалась настолько удачной и понятной всем, что аналогов у нее просто не возникло. Только в Британии же оперировали еще фунто-футами в секунду – то есть силой, необходимой на перемещение 453,592 граммов (фунт) на 0,3048 метра (фут) в секунду.
В целом это вполне походило на логику формирования «лошадиной силы»: Уатт рассчитал ее как 76 кгс*м/с, то есть мощность, которая требуется, чтобы равномерно вертикально поднимать груз массой в 75 кг со скоростью 1 метр в секунду при стандартном ускорении свободного падения.
И вот здесь уже видна главная слабость «лошадиной силы», заключенной в само понятие еще на стадии дизайна и высветленное в легендарном споре с клиентом: бывают разные лошади и разные понятия груза.
Только в XVIII веке лошадиную силу определяли по-разному: Дезагюлье определил мощность лошади в 103 кгс·м/с, Смитон – в 53 кгс·м/с, Тредгольд – в 64 кгс·м/с, Уатт – в 76 кгс·м/с.
Ватт же в этом смысле определен весьма однозначно: как мощность, при которой за 1 секунду времени совершается работа в 1 джоуль. То есть, переводя на предыдущий пример, 1 вт равен 0,102 кгс·м/с.
А «лошадиных сил» за два столетия развелось…. Очень много!
Например, «метрическая лошадиная сила» – 735,49875 вт.
А есть «британская лошадиная сила» для автомобилей – 745,69988145 вт.
Есть и «электрическая лошадиная сила» – равна точно 746 ваттам.
А в России она одновременно официально выведена из употребления, но применяется для расчета транспортного налога и ОСАГО – называется «налоговой лошадиной силой» и равна 735,499 вт.
Потому сейчас «лошадиную силу» считают устаревшей: Международная организация законодательной метрологии (создана специально для унификации единиц измерений по всему миру) относит ее к единицам измерения, «которые следует изъять из обращения как можно скорее там, где они используются в настоящее время, и не вводить впредь, где они еще не используются». Но мир слишком привык за 250 лет.
К тому же, до четвертой четверти XIX века существовали в основном те двигатели, для которых «лошадиные аналоги» были еще максимально логичными. Первые электромоторы появились только в 1832-м и до широкого применения шли еще дольше, чем паровые машины, как и прочие электроприборы. А дальше именно развитие техники на электричестве продвинуло ватты в широкое обращение – ведь было бы смешно описывать мощность лампочки в лошадиных силах или в фунто-футах в секунду.
И, казалось бы, теперь должно произойти замещение меры мощности и на автопром – после распространения электромобилей. Они существовали уже в конце XIX века, но только после современного «возрождения» их массового производства немецкие производители вроде «Фольксвагена», «БМВ» и «Мерседеса» перешли на ватты и для машин.
Однако лошадиные силы так навязли, что их до сих пор указывают в скобках! А на официальном сайте «Теслы» мощность всех моделей – вновь только в л.с. для удобства понимания и сравнения уже с традиционными бензиновыми авто. Настолько все привыкли. Так что продолжение использования того же термина для более «традиционной» техники выглядит пока безальтернативным.
А вы за «лошадки» или за ватты?
Сколько в «Ф-1» тратят на переезды между Гран-при? Как перевозят машины? 300 тонн грузов и 133 тысячи км за год Шедевральное объяснение главной силы болида «Ф-1» – с постера и лого чешской «Татры» 30-х Где у команд «Ф-1» базы? Нарисовали на карте мира: почти все – в одной зоне одного острова
Фото: globallookpress.com/Mohssen Assanimoghaddam; unsplash.com/Egor Myznik, Helena Lopes; wikipedia.org