Koňská síla
Koňská síla (značka hp nebo HP, z anglického Šablona:Cizojazyčně) je starší fyzikální jednotka výkonu, původně zavedená Jamesem Wattem. I když je dnes vytlačena jednotkou SI watt, stále se používá pro označení výkonu automobilových a motocyklových motorů. V češtině se používala také česká zkratka k (kůň), někdy nesprávně[1] i ks (koňská síla). Minimálně se vyskytuje i německá zkratka PS (Šablona:Cizojazyčně).
Zjednodušeně řečeno, česká koňská síla, zkráceně kůň, je rovna přesně 735,49875 W.
Historie jednotky
.jpg)
Jednotku zavedl na konci 18. století James Watt, který začal vyrábět a prodávat jím podstatně vylepšený parní stroj. Watt potřeboval pro své zákazníky nějaké srovnání s výkonem tehdy běžně využívaných zvířat. Ze zkušeností s poníky z jednoho dolu odhadoval, že poník zapřažený v žentouru vyzdvihne 22 000 stopliber (ft·lbf) za minutu. Výkon koně odhadoval o polovinu větší, takže nové jednotce přisoudil hodnotu 33 000 stopliber za minutu. Pro přiblížení vymyslel následující definici: Jedna koňská síla je rovna výkonu, který podává soustavně pracující kůň, který zapřažený v žentouru táhne náklad 180 liber (lb) a ujde při tom za hodinu 144 koleček o poloměru 12 stop.
Tuto hodnotu pak zaokrouhlil na 33 000 ft·lbf/min. Chyba Wattova zaokrouhlení dělala přes 1,3 %.
Mechanická koňská síla
James Watt nikdy nepřepočítával svou jednotku hp do SI. Ta tehdy ještě neexistovala. Různé definice různých liber a stop se měnily s dobou nebo s místem svého používání, a podle toho se mírně měnila i definice jednotky. Pro přepočítávání v tomto článku bude užito tzv. mezinárodních stop (1 ft = 0,3048 m přesně) a liber ze soustavy avoirdupois (1 lb = 0,45359237 kg přesně). Ani ty nebyly takto definovány ve Wattově době, ale používají se dnes. Další nepřesnost, která může náš přepočet ovlivnit (Watt si ji nemusel všímat, v jeho době to nebylo podstatné), je nevhodně definovaný vztah mezi librou – jednotkou hmotnosti a librou – jednotkou síly. Tento vztah je dnes jednoznačně určen dohodou o normálním tíhovém zrychlení (9,80665 m/s² přesně). Tuto hodnotu také použijeme.
Tato hodnota je přesná. Někdy se označuje jako „mechanická koňská síla“ (angl. Šablona:Cizojazyčně). Používá se zejména ve Velké Británii, v USA a zemích Commonwealthu. Opačný přepočet činí přibližně 1 kW = 1,34102 hp.
Jen pro zajímavost uveďme, že přepočet Wattem nezaokrouhlené koňské síly je jiný – přibližně 736,0291076 W.
Metrická koňská síla
V Evropě, Asii a Jižní Americe nejvíce používá takzvaná „metrická koňská síla“, definovaná koncem 19. století v Německu pod názvem Šablona:Cizojazyčně (PS) jako
Tato hodnota je přesná. Jednotka kp je kilopond. Metrické koňské síle odpovídá jak český kůň (k), dříve též metrický kůň, tak holandská Šablona:Cizojazyčně (pk), švédská Šablona:Cizojazyčně (hk), finská Šablona:Cizojazyčně (hv), a norská a dánská Šablona:Cizojazyčně (hk). Opačný přepočet činí přibližně 1 kW = 1,35962 k.
Výpočet koňské síly pomocí jednotek SI stanovil v Rakousku čl. XVII zákona č. 16/1872 ř. z.: Tak řečená síla koňská ... ustanovuje se na 75 kilogramů metrových, tj. 75 kilogramů za sekundu na metr vysoko pozdvižených.
Dvě rozdílné hodnoty koňské síly (mechanická je asi o 1,4 % větší než metrická) způsobují v publikacích poměrně často zmatení. Zejména v Británii při publikování výkonů motorů vyrobených mimo Británii dochází k velkým zmatkům. Při porovnávání historických dat se navíc naráží na již zmíněné lišící se definice libry, stopy a normálního tíhového zrychlení. Problémem může být i nedodržování ve své době platných standardů.
Výkon živého koně
Průměrný dlouhodobý výkon tažného koně se pohybuje kolem 1 W/kg. Kůň o hmotnosti 500 kg je schopen dlouhodobě pracovat s výkonem 500 W, krátkodobě je však schopen podat výkon i více než desetinásobný. Při zápřahu většího počtu koní se však jejich výkon nesčítá, například pět společně zapřažených koní podává výkon asi 3,5násobku jednoho koně.[2] Tažní koně, tzv. chladnokrevníci mohou dosahovat hmotnosti i přes 1000 kg.[3] Jsou tedy schopni běžně podávat trvalý výkon větší než standardně definovaná koňská síla.
Výkon jedné koňské síly je schopen krátkodobě podávat i člověk.[2]
Specifické zkratky měření v anglické literatuře
U soustrojí lze měřit nebo počítat výkon v různých místech, a to od samotného zdroje až po místo jeho předání. Kvůli upřesnění místa, pro které je výkon udáván, se zejména v anglické terminologii používá několik vžitých názvů a jim odpovídajících zkratek. Žádný z nich však nedefinuje použitý způsob měření.
K často používaným zkratkám patří:
Výkon na hřídeli (shp)
Výkon na hřídeli (Šablona:Vjazyce2, ve zkratce Šablona:Vjazyce2) je výkon přenášený:
- na hřídel lodního šroubu lodi dodávaný parním strojem, spalovacím motorem nebo jaderným pohonem nebo
- na hřídel vrtule letounu dodávaný pístovým motorem nebo plynovou turbínou nebo
- na hřídel rotoru vrtulníku.
Výkon na hřídeli se stanovuje buď měřením pomocí měřícího zařízení nebo výpočtem z jmenovitého výkonu soustrojí, od kterého se odečítají ztráty v převodech (typicky kolem 10 %). Tato metoda se nepoužívá v automobilovém průmyslu, u kterého ztráty přenosu mohou hrát významnější roli.
Jiné anglické zkratky
- Zkratky Šablona:Cizojazyčně pro jmenovitý výkon (Šablona:Vjazyce2) a Šablona:Cizojazyčně pro poměrný výkon (Šablona:Vjazyce2) jsou odvozeny od velikosti pístu a rychlosti pohybu pístu stroje.
- Zkratky Šablona:Cizojazyčně v překladu efektivní výkon (Šablona:Vjazyce2) a Šablona:Cizojazyčně v překladu skutečný výkon (Šablona:Vjazyce2) jsou používány místo častější zkratky Šablona:Cizojazyčně v překladu výkon na kole Šablona:Vjazyce2.
- Zkratka Šablona:Cizojazyčně v překladu brzdový výkon (Šablona:Vjazyce2) je výkon na výstupním hřídeli motoru nebo turbíny, jehož přesná velikost závisí na použité metodě měření.