Занимательная иппология, или как появилась «лошадиная сила»

Россия — великая автомобильная держава. Не в плане производства качественных механизмов, а по возможностям потребления их. У нас есть все условия для того, чтобы не только оценить продукцию разных стран, но даже видеть различия в версиях одной и той же модели. Мы думали, что с этим многообразием справимся так же легко, как и с девушками, версий и моделей которых у нас тоже довольно. Но тут выяснили, что привычная нам лошадиная сила не везде одинакова, мотор одной и той же версии BMW может выдавать меньше pferdestaerke, чем horsepower. А последняя бывает обычной или может сопровождаться буквой «B».

Разнобой в обозначениях утомил всех так давно, что еще в 1960 году была принята международная система единиц измерения СИ. В ней мощность измеряется только одной единицей — ваттом. Или его тысячами — киловаттами (кВт). Но люди консервативны, и номер не прошел: до сих пор все европейские автопроизводители указывают еще и лошадиные силы. А американцы и японцы — только их. Если сравнить показатели одного и того же, казалось бы, мотора в разных странах, результаты могут не сойтись. Неужели заводы настолько стараются удовлетворить клиентов, что готовы подгонять мощность на несколько процентов в ту или иную сторону? И такое случается. Но главный секрет разнобоя — то, что эти лошадиные силы разные.

Весовой гандикап

Официальная единица мощности, которая так плохо приживается, названа в честь Джеймса Уатта — так в наше время принято писать по-русски фамилию Watt. Наименование «ватт» оставили в старомодной версии для сохранения сходства кириллического и латинского сокращения: Вт и W. Между тем именно господин Уатт придумал лошадиную силу, и было это в последней четверти XVIII века. По самой точной из доступных версий, она ему понадобилась для расчета вознаграждения, которое он должен был получать от покупателей его паровых машин: треть угля, сэкономленного его высокотехнологичными паровиками по сравнению с двигателями старой конструкции. Но были и новые клиенты, которым не с чем было сравнить паровик. Понаблюдав за традиционным источником энергии — лошадьми, Уатт пришел к выводу, что в среднем за минуту она поднимает груз в 180 фунтов на 181 фут. Или в более привычных нам единицах — примерно 81,6 кг на 55,2 метра. Округлив расчеты в футо-фунтах за минуту, он решил, что лошадиная сила будет равна 33 000 этих самых lb·ft per minute. А те, кто придумал ватт, посчитали, что это будет 745,69987158227022 Нм/с — то есть тех самых ватт. Или примерно 0,7457 кВт.

Мы пересчитываем историческую единицу по другому курсу. В странах с метрической системой лошадиная сила получила более круглое определение в традиционных единицах. Немецкая или французская лошадь нынче официально обязана поднять за секунду груз в 75 кг на высоту один метр. В пересчете получается, что метрическая л.с. равна 735,49875 Вт. Тоже немало, и для современных лошадей мало реально. Скорее всего, во времена Уатта лошади были крепче, потому что ошибка явно не в его пользу: с точки зрения маркетинга паровиков мощность живой лошади следовало бы занижать.

Разница в значениях «их» hp и «нашей» л.с. (и европейских PS, ch и прочих CV) невелика — меньше полутора процентов. Однако на мощных двигателях это прибавит несколько сил. Но это не главная причина различий между мощностью одного и того же мотора в разных странах.

Тем временем в паддоке

Характеристики двигателей обычно сопровождаются пометками типа DIN (при этом мощность обычно указывается в л.с.) или CE (и тогда мы видим киловатты). И это не просто перевод из одних единиц в другие. По этим стандартам немного отличаются условия, при которых с двигателей снимают показатели. Немецкий институт по нормированию (DIN — Deutsches Institut fuer Normung) требовал делать это при чуть большем давлении воздуха (101,3 килопаскалей) и температуре 20 градусов. А общеевропейские стандарты (EEC, CE, ECE и так далее в зависимости от языка публикации и времени), ныне принятые в качестве международных ISO, требуют давления 99 кПа и температуры 25 градусов. В итоге мощность двигателя, замеренная «по-старонемецки» будет чуть-чуть выше — примерно на 1-3 процента.

Конечно, это не значит, что мотор нужно ставить в камеру с идеальным климатом. Просто снятые данные при других значениях давления и температуры пересчитывают с учетом разницы в условиях.

В США и Японии стандарты свои, но давно уже практически полностью унифицированные с другими. Американское «Общество автомобильных инженеров» (Society of automotive engineers — SAE) требует снимать с моторов мощность в тех же условиях, что европейские нормативы. Правда, есть один нюанс. И в Америке, и в Японии существуют два вида показателей: брутто (Brutto, или Gross) и нетто (Netto, или Net). В первом случае двигатель попадает на стенд без дополнительного оборудования вроде генератора и насоса системы охлаждения — так что получается «чистая» мощность, которая может быть выше мощности «нетто» на 10-20 процентов. Однако еще с 1970 года SAE рекомендовала производителям давать более реалистичные цифры, касающиеся полностью укомплектованного мотора.

Интересно, что японцы, чьи стандарты также подогнаны под общемировые, даже в англоязычной литературе мощность указывают не в hp, а в «немецких» PS. Может, не хотят, чтобы машины путали с компьютерами? Или звучание им не нравится, выбрали ж они для своих выставочных комплексов немецкий термин Messe, а не более распространенные английские Exhibition или Fair. Или просто решили подчеркнуть, что японская лошадиная сила равна европейской «метрической» (0,7355 кВт), а не британско-американской, которая на целых 1,4% больше (0,7457 кВт).

Таинственное тавро

«Британской лошадиной силой» часто называют единицу bhp. Хотя есть и другие варианты: от «базовой» (base) до «котловой» (boiler). Последняя действительно существует, но используется в других отраслях. На самом деле bhp — это Brake horsepower. Упоминание о тормозе указывает на метод получения результата. Для расчета мощности двигателя его присоединяют к своеобразному тормозу и замеряют крутящий момент, который прилагается для удержания оборотов на определенном уровне. Как известно, сила действия равна силе противодействия — так что этот момент, создаваемый тормозом, равен крутящему моменту двигателя. А произведение момента на частоту вращения как раз и будет мощность.

Дело в том, что первые паровые машины работали достаточно медленно и были достаточно велики, чтобы можно было замерять давление пара прямо в цилиндрах. Из этого параметра нетрудно посчитать теоретическую максимальную мощность, которую двигатель мог бы развить, если бы не потери на трение, инерцию и прочие. Эту мощность называли «индикаторной». «Тормозная» — гораздо более объективный показатель, ведь ее меряют на валу двигателя, и все внутренние потери уже учтены. Однако сейчас все лошадиные силы и киловатты — «тормозные», другие методы в промышленных масштабах не используют. Поэтому SAE рекомендовала дилерам убрать лишнюю букву из обозначения. И теперь термин bhp используют в основном в Великобритании. Или те иностранцы, которые придерживаются британских стандартов английского языка и называют универсалы estate (вместо американского station wagon), а седаны — saloon.

Есть и еще одна разновидность лошадиных сил, которая не имеет четкой привязки к киловаттам и вообще к реальным характеристикам двигателей. Одна из самых знаменитых моделей Citroen имеет обозначение 2CV — что означает «2 chevaux-vapeur». Можно перевести дословно как «паровые лошади», а можно — как лошадиные силы. Впрочем, сейчас французы для «технических» сил обычно используют обозначение ch — сокращение от cheval или chevaux («лошадь» или «лошадей»). Налоговые же силы зависят не только от параметров мотора, но и от числа мест в машине и даже передаточных чисел коробки передач: не зря во Франции некоторые модели продаются и с более быстрой «короткой» КП, и с более экономичной «длинной». Второй вариант имеет меньше налоговых сил и обходится дешевле.

В Англии в начале XX века для тех же целей применялись лошадиные силы Королевского автоклуба RAC: одна RAChp равна квадрату диаметра цилиндра в дюймах, умноженному на число цилиндров и деленному на 2,5. Их часто указывали в обозначении модели автомобиля, вместе с реальной мощностью. Ведь в сущности не так важно, сколько «лошадей» под капотом, — важно, что они дают. Или сколько за них платить.

Валерий Чусов

Автопилот, Июль, 2005 № 07 (136)

Метки:

Похожие

Яндекс.Метрика