Лошадиная сила

Формальное определение

Механическая (имперская) лошадиная сила (обозначение: HP или hp) — единица мощности, равная 550 фунт-фут в секунду или 33 000 фунт-фут в минуту. В единицах СИ одна механическая лошадиная сила равна приблизительно 745,7 Вт или 0,7457 кВт. Лошадиная сила была определена Джеймсом Уаттом в конце XVIII века для сравнения мощности паровых машин с работоспособностью лошадей.

Существует несколько вариантов лошадиной силы: механическая (имперская) HP ≈ 745,7 Вт, метрическая PS ≈ 735,5 Вт, электрическая = 746 Вт, котловая = 9809,5 Вт. Без уточнения «лошадиная сила» обычно означает механическую HP в англоязычных странах и метрическую л.с. в России и Европе.

Контекст использования

Лошадиная сила применяется прежде всего в автомобилестроении, авиации и промышленном оборудовании. В России мощность автомобилей указывается в лошадиных силах (метрических) и является основой для расчёта транспортного налога.

Маркетинговая инновация Уатта

Термин «лошадиная сила» был введён Джеймсом Уаттом около 1782 года как маркетинговый инструмент для продажи усовершенствованных паровых машин. Уатт наблюдал за рабочими лошадьми на пивоварне и подсчитал, что лошадь может совершать работу в 33 000 фунт-футов в минуту.

Намеренное завышение

Уатт сознательно завысил оценку работоспособности лошади, чтобы его двигатели гарантированно превосходили заявленные характеристики. Покупатель «10-сильного» двигателя обнаруживал, что он мощнее десяти настоящих лошадей, и оставался доволен покупкой.

От лошадей к двигателям

До введения лошадиной силы мощность машин описывалась приблизительно. Формальное определение Уатта в 1780-х годах стало первой стандартизированной единицей мощности. В XIX веке лошадиная сила стала универсальным языком механической мощности для паровых машин, водяных турбин и двигателей внутреннего сгорания.

Автомобильная эра

Появление автомобиля в начале XX века закрепило лошадиную силу в массовой культуре. Рекламные объявления автомобилей выделяли мощность в лошадиных силах, и потребители быстро научились связывать большие числа с лучшими характеристиками. В 1970-х SAE стандартизировала методы измерения, введя «нетто» лошадиные силы.

Современное состояние

С 1990-х годов ЕС требует указывать мощность автомобилей в киловаттах. В России мощность указывается в лошадиных силах (метрических) и является базой расчёта транспортного налога, что обеспечивает сохранение этой единицы в повседневном обиходе.

Автомобильная промышленность

Лошадиная сила остаётся основной единицей мощности автомобилей в США, Великобритании, Японии. Типичные диапазоны: городские автомобили — 100–150 л.с., семейные седаны — 150–250 л.с., спортивные — 300–500 л.с., суперкары — 500–1000+ л.с.

В России

В России мощность автомобилей указывается в метрических лошадиных силах (л.с.), что важно для расчёта транспортного налога. Ставка налога зависит от мощности: до 100 л.с. — минимальная, свыше 250 л.с. — максимальная. Это делает лошадиную силу одной из самых практически значимых единиц для российских автовладельцев.

Авиация и промышленность

В авиации лошадиная сила используется для оценки поршневых и турбовинтовых двигателей. Cessna 172 — 180 л.с., C-130 Hercules — 4590 л.с. на двигатель. Электродвигатели в США маркируются в HP.

Покупка автомобиля

При выборе автомобиля мощность в лошадиных силах — один из ключевых параметров. 100–150 л.с. достаточно для городской езды, 200–300 л.с. обеспечивают уверенное ускорение, 400+ л.с. — спортивные характеристики. Однако мощность — не единственный фактор: масса автомобиля, крутящий момент, коробка передач также определяют динамику.

Садовая техника

Малые двигатели газонокосилок, снегоуборщиков и бензопил оцениваются в лошадиных силах: газонокосилка — 3–6 л.с., садовый трактор — 15–25 л.с.

Лодки и водный транспорт

Подвесные лодочные моторы оцениваются в лошадиных силах: рыболовная лодка — 25–75 л.с., катер — 150–400 л.с., скоростной катер — 500+ л.с.

Инженерные расчёты

В механической инженерии лошадиная сила используется в расчётах подбора насосов, двигателей и трансмиссий, особенно в США. Коэффициент пересчёта 1 HP = 745,7 Вт — один из наиболее часто используемых в американской инженерной практике.

Динамометрическое тестирование

Динамометры измеряют мощность на коленвале (brake horsepower) или на колёсах (wheel horsepower). Разница — потери в трансмиссии (10–20%). Стандарты SAE J1349 и SAE J2723 определяют условия измерения.