(vr) Die Pferdestärke (Abk. PS, engl. Horsepower HP, franz Cheval vapeur CV) ist eine gängige technische Leistungseinheit. Als Mass für die Leistung eines Automotors wirken 100 PS sehr viel anschaulicher als das nüchterne SI-Äquivalent von 73,55 Kilowatt. Der Ursprung der alten Einheit ist interessant, weil sie in direktem Bezug mit der industriellen Revolution und dem Ersatz des Pferdes durch die Dampfmaschine steht; das französische "Dampfpferd" erinnert direkt daran. Definiert wurde das PS von James Watt (1736-1819), dem genialen Ingenieur, der um 1780 mit dem Bau seiner Dampfmaschinen mit externem Kondensator begann. Der Preis, den sein Unternehmen Boulton & Watt dafür verlangen konnte, richtete sich naturgemäss nach den bisherigen "biologischen Motoren". Niemand hätte wohl eine Dampfmaschine gekauft, wenn sie in der Anwendung und im Betrieb teurer gewesen wäre als die äquivalente Anzahl von Pferden. Watt unterhielt sich darum ausgiebig mit Mühlenbauern, um die mechanische Leistung eines durchschnittlichen Pferdes zu ermitteln. Er erfuhr, dass über den zehnstündigen Arbeitstag gemittelt, ein Pferd den 24 Fuss messenden Laufgang 2,5mal pro Minute absolvierte. Dabei übte es eine Zugkraft von 180 lbf aus, woraus sich eine Leistung von 33'929 ft. lbf/min. ergab. Watt rundete diesen Wert auf 33'000 ft. lbf/min. oder 550 ft. lbf/s = 1 PS; dies entspricht 735,5 Watt.
Zweifel an der Richtigkeit
Watts Rechnungen (die übrigens vollständig erhalten
sind) wurden in neuerer Zeit in Zweifel gezogen. Man weiss auf Grund
exakter Messungen, dass die höchstmögliche Dauerleistung
des tierischen Muskels 100 bis 200 Watt pro Kilogramm beträgt.
Nun wiegt ein grösseres Pferd 600 kg, wovon etwa 45 Prozent aus
Muskelgewebe bestehen. Unter der Annahme, dass 180 kg Muskeln
für die Arbeitsleistung verfügbar sind, ergibt sich eine
theoretische Leistung von 18'000 Watt oder 24 PS pro Pferd. Wenn man
für die Rechnung wesentlich konservativere Werte einsetzt, kommt
man immer noch auf etwa 10 PS. Hatte sich James Watt um eine ganze
Grössenordnung verrechnet?
Auf den ersten Blick scheint dies der Fall zu sein. An der Iowa State
Fair wurde nämlich 1925 ein gut instrumentiertes
Pferdewagenrennen durchgeführt, aus welchem hervorging, dass ein
Pferd 12 bis 14,9 PS "hergibt". Allerdings handelt es sich hier um
kurzfristige Spitzenwerte. Will man ein Pferd jahrelang gesund und
leistungsfähig erhalten, so sollte es während einem
Arbeitstag nicht mehr als 10 Prozent seines Körpergewichts bei
einer Geschwindigkeit von 4 bis 5 km/h bewegen müssen. Diese
Werte findet man schon in der veterinärmedizinischen Literatur
von 1826; sie stützen sich auf jahrhundertealte Erfahrungswerte
und führen zu einer Vervierfachung des Grundstoffwechsels. James
Watt wurde demgemäss korrekt informiert; sicher kann ein Pferd
Spitzenleistungen bis 15 PS erbringen, im Alltag muss man sich aber
mit 1 PS begnügen. Es gilt weiterhin 1 Pferdestärke = 1 PS
= 735,5 Watt.
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