Tegenwoordig is algemeen bekend geworden dat de term "pk" verwijst naar het vermogen van een motor. We zijn ervan uitgegaan dat een auto met een motor van 400 pk sneller gaat dan een auto met een motor van 130 pk. Maar met alle respect voor het nobele ros, zijn sommige dieren sterker. Waarom scheppen we vandaag bijvoorbeeld niet op over de ‘ossenpower’ of ‘bullpower’ van onze motor?
Schotse ingenieur James Watt wist dat hij in de late jaren 1760 een goede zaak voor hem had toen hij met een sterk verbeterde versie van de eerste commercieel verkrijgbare stoommachine kwam Thomas Newcomen had ontworpen in 1712. Door een aparte condensor toe te voegen, elimineerde het ontwerp van Watt de constante kolenverspillende cycli van koelen en opwarmen die vereist zijn voor de stoommachine van Newcomen.
Naast een bedreven uitvinder was Watt ook een toegewijde realist. Hij wist dat hij, om van zijn vindingrijkheid te kunnen profiteren, zijn nieuwe stoommachine moest verkopen - aan veel mensen.
Dus ging Watt weer aan het werk, deze keer om een eenvoudige manier te "uitvinden" om de kracht van zijn verbeterde stoommachine uit te leggen op een manier die zijn potentiële klanten gemakkelijk konden begrijpen.
Wetend dat de meeste mensen die de stoommachines van Newcomen bezaten, deze gebruikten voor taken zoals het trekken, duwen of tillen van zware voorwerpen, herinnerde Watt zich een passage uit een vroeg boek waarin de auteur de potentiële energie-output had berekend van mechanische "motoren" die zouden kunnen worden gebruikt om paarden te vervangen dergelijke banen.
In zijn boek uit 1702 De mijnwerkersvriend, Engelse uitvinder en ingenieur Thomas Savery heeft geschreven: “Zodat een motor die evenveel water zal opwekken als twee paarden, die tegelijkertijd samenwerken in zo'n werk kan doen, en waarvoor constant tien of twaalf paarden moeten worden gehouden om hetzelfde te doen. Dan zeg ik dat zo'n motor groot genoeg kan worden gemaakt om het werk te doen dat nodig is om acht, tien, vijftien of twintig paarden in dienst te hebben om constant te worden onderhouden en gehouden om zo'n werk te doen... ”
Na een aantal zeer ruwe berekeningen te hebben gemaakt, besloot Watt te beweren dat slechts één van zijn verbeterde stoommachines voldoende vermogen kon produceren om 10 karren trekkende paarden te vervangen - of 10 "pk".
Voila! Terwijl de stoommachinebusiness van Watt een hoge vlucht nam, begonnen zijn concurrenten de kracht van hun motoren in 'pk's' te adverteren, waardoor de term een standaardmaat werd voor het motorvermogen dat nog steeds wordt gebruikt.
In 1804 had de stoommachine van Watt de Newcomen-motor vervangen, wat direct leidde tot de uitvinding van de eerste stoomaangedreven locomotief.
Oh, en ja, de term "watt", als een standaard maateenheid voor elektrisch en mechanisch vermogen die bijna elke gloeilamp verschijnt die tegenwoordig wordt verkocht, werd genoemd ter ere van dezelfde James Watt in 1882.
Watt miste de ware ‘paardenkracht’
Watt had een kleine fout gemaakt door zijn stoommachines te beoordelen op "10 pk". Hij had zijn wiskunde gebaseerd op de kracht van Shetland of 'pit'-pony's die, vanwege hun kleine formaat, typisch werden gebruikt om karren door de schachten van kolenmijnen te trekken.
Een bekende berekening uit die tijd was dat één pitpony in één minuut één wagen gevuld met 220 pond steenkool 100 voet een mijnas op kon slepen, of 22.000 lb-ft per minuut. Watt nam vervolgens ten onrechte aan dat gewone paarden minstens 50% sterker moeten zijn dan pitpony's, waardoor één pk gelijk staat aan 33.000 lb-ft per minuut. In feite is een standaardpaard slechts iets krachtiger dan een pitpony of gelijk aan ongeveer 0,7 pk zoals vandaag gemeten.
In a Famous Race of Horse vs. Steam, Horse Wins
In de begintijd van de Amerikaanse spoorwegen, stoomlocomotieven, zoals die gebaseerd op Watt's stoom motor, werden beschouwd als te gevaarlijk, zwak en onbetrouwbaar om te worden vertrouwd met het vervoeren van mensen passagiers. Eindelijk, in 1827, de spoorwegmaatschappij Baltimore en Ohio, de B&O, kreeg het eerste Amerikaanse handvest om zowel vracht als passagiers te vervoeren met behulp van stoomaangedreven locomotieven.
Ondanks het feit dat hij het charter had, had de B&O moeite om een stoommachine te vinden die over steile heuvels en ruig terrein kon reizen, waardoor het bedrijf voornamelijk afhankelijk was van door paarden getrokken treinen.
Om hem te redden kwam industrieel Peter Cooper die aanbood om zonder kosten voor de B&O een stoomlocomotief te ontwerpen en te bouwen waarvan hij beweerde dat deze door paarden getrokken treinwagons overbodig zou maken. Cooper's creatie, de beroemde "klein Duimpje”Werd de eerste in Amerika gebouwde stoomlocomotief die op een commercieel geëxploiteerde openbare spoorlijn reed.
Zoals ontworpen door Cooper, was de Tom Thumb een vierwielige (0-4-0) locomotief met een verticale, met kolen gestookte waterketel en verticaal gemonteerde cilinders die de wielen op een van de assen aandreven. Met een gewicht van ongeveer 810 pond werd de locomotief gekenmerkt door een groot aantal improvisaties, waaronder ketelbuizen gemaakt van geweerlopen.
Natuurlijk was er een motief achter Cooper's schijnbare vrijgevigheid. Hij bezat toevallig acre-op-acre land gelegen langs de voorgestelde routes van de B & O, de waarde van die exponentieel zou groeien als de spoorweg, aangedreven door zijn Tom Thumb-stoomlocomotieven, slagen.
Op 28 augustus 1830 onderging Cooper's Tom Thumb prestatietests op de B & O-sporen buiten Baltimore, Maryland, toen een door paarden getrokken trein stopte naast de aangrenzende sporen. De machinist van de door paarden getrokken trein wierp de stoomaangedreven machine een respectloze blik toe en daagde de Tom Thumb uit voor een race. Hij zag het winnen van zo'n evenement als een geweldige, gratis reclame-showcase voor zijn motor, Cooper accepteerde gretig en de race was aan de gang.
De Tom Thumb stoomde snel naar een grote en groeiende voorsprong, maar toen een van de aandrijfriemen brak, waardoor de stoomlocomotief tot stilstand kwam, won de oude, betrouwbare, door paarden getrokken trein de race.
Terwijl hij de strijd had verloren, won Cooper de oorlog. Leidinggevenden van de B&O waren zo onder de indruk van de snelheid en het vermogen van zijn motor dat ze besloten om zijn stoomlocomotieven in al hun treinen te gaan gebruiken.
Hoewel hij tot ten minste maart 1831 passagiers vervoerde, werd de Tom Thumb nooit in de reguliere commerciële dienst geplaatst en in 1834 voor onderdelen geborgen.
De B&O groeide uit tot een van de grootste en financieel meest succesvolle spoorwegen in de Verenigde Staten. Peter Cooper profiteerde rijkelijk van de verkoop van zijn stoommachines en land aan de spoorweg en genoot een lange carrière als investeerder en filantroop. In 1859 werd het door Cooper gedoneerde geld gebruikt om de Cooper Union for the Advancement of Science and Art in New York City.