У квітні 2025 року студент спеціальності 142 “Енергетичне машинобудування” Ковальський Артем Андрійович здійснив поїздку до LWL-Freilichtmuseum Hagen — унікального технічного музею просто неба в землі Північний Рейн-Вестфалія. Музей єдиний в Європі, що демонструє понад 60 діючих майстерень, які відображають історію ремесел, техніки та виробничих процесів, що є основою енергетичного машинобудування.
Музей наочно демонструє умови індустріалізації в Європі, що починалася саме в Німеччині, зокрема у регіоні Рур. Географічні особливості — наявність річок і корисних копалин — стали основою для розвитку енергетичної та машинобудівної промисловості. Цей історичний контекст є важливим для розуміння походження ідей, багато з яких формувалися через співпрацю з німецькими науково-технічними інститутами.
Матеріали, зібрані під час візиту, можуть бути використані в навчальному процесі, зокрема для ілюстрації історичного розвитку енергетичних систем і механізмів передачі енергії, а також для аналізу принципів роботи технічних об’єктів, які лежать в основі сучасного енергетичного машинобудування.
На заглавному зображенні показано модель паперової машини фірми Reinhard була виготовлена у 1928 році та ілюструє перехід від ручного виготовлення паперу до машинного виробництва. Машина досі працює під час спеціальних показів у музеї, демонструючи основні етапи паперового виробництва: зволоження, пресування та сушіння волокон.
LWL Freilichtmuseum Hagen :: Museum Finder, Guide, Radio, te | Radiomuseum.org
План-схема музею.
Експозиції музею показують традиційні виробничі технології на водяних, парових і ручних приводах, демонструючи еволюцію передачі енергії, розподілу зусиль і механічного оброблення матеріалів. Усі експонати — оригінальні установки з різних регіонів Німеччини.
Особливо цінними для нашої спеціальності є такі об’єкти:
- Водяні колеса (зокрема Drahtzieherei та Sägemühle) — приклад раннього використання відновлюваної енергії у виробництві. Такі колеса приводили в дію механізми на лісопильнях (Sägemühle) та у волочильних цехах (Drahtzieherei), забезпечуючи рух пил, валів і барабанів ще задовго до появи парових і електричних двигунів.
- Системи трансмісії енергії на приводних валах (наприклад у Dampfmahlmühle, Drahtzieherei, Hammerwerk) — це історичні попередники сучасних енергомереж та ліній передачі. Вони демонструють, як одне джерело енергії (наприклад, парова машина) через систему валів і шестерень забезпечувало роботу кількох верстатів водночас, що є аналогом централізованої системи енергопостачання.
Привід вальцювальних верстатів
- Парові двигуни (Dampfmahlmühle) — ці об’єкти демонструють перехід від залежності від природних сил (води й вітру) до автономних енергетичних систем. Завдяки пару стало можливим розміщення підприємств без прив’язки до річок. В музеї присутні приклади ранніх теплоенергетичних установок з принципом перетворення теплової енергії в механічну.
Портативний, рухомий паровий двигун
Парова машина.
Виробник: акціонерне товариство Баропер Машиненбау. Місце виробництва: Дортмунд. Рік виготовлення: До 1890 року.
Це лежача одноциліндрова парова машина з байонетним каркасом та безперервною поршневою стрижнею. Циліндр висить вільно, з використанням Rider-Flachschiebersteuerung (плоский ковзаючий клапан), що регулюється кульковим регулятором, з вертикальними кульками та важелем для корекції. Кожна частина машини має систему змащення: курбельна частина змащується через масляний курбель, а кривошип змащується за допомогою масляних крапельниць та мастильних щіток, що прикріплені до рами. Має маховик з внутрішнім зубом для можливості обертання, між яким та опорною частиною знаходиться ремінь для передачі енергії.
Albert Gieseler — Baroper Maschinenbau-Aktiengesellschaft: Dampfmaschine
- Kaltwalzmuseum — унікальна експозиція, присвячена холодному прокату — технології, що замінила ковальське формування тонких листів металу. Сучасне машинобудування активно використовує методи холодної деформації металу, тож для нашої спеціальності важливо знати історію цієї техніки. Розвиток дротової прокатки в Гогенлімбурзі (Hohenlimburg) близько 1830 року був тісно пов’язаний із текстильною промисловістю, яка використовувала сталевий дріт для створення кринолінів — популярного елементу жіночого вбрання того часу. Експонати музею включають різноманітні вироби з прокатної сталі — від іграшок до класичного автомобіля Volkswagen Käfer (який став символом післявоєнного економічного дива Німеччини, Wirtschaftswunder). Сьогодні приблизно 50–60% смугової сталі, що виробляється в Німеччині, надходить саме з цього регіону, що робить його одним із провідних центрів галузі. Тому не дивно, що музей було засновано саме тут, у Гагені (Hagen).
Volkswagen Käfer
Eкспонат: Zinkwalzwerk Hoesch
У Zinkwalzwerk Hoesch, розташованому в Німеччині, основним виробом були тонкі листи цинку. Це підприємство представляло важливий етап у розвитку металургійної промисловості та виробництві металевих матеріалів, зокрема для покрівельних та інших будівельних потреб.
Завод Hoesch був відомий своїми передовими технологіями холодного прокату, що дозволяло отримувати високоякісні та точні за товщиною листи. Зокрема, ці листи використовувалися в автомобільній промисловості, а також для виробництва різних компонентів для будівництва.
У Хоенлімбурзі, завдяки наявності рудних покладів, лісів і водних ресурсів, з середньовіччя розвивалася металообробка. Спочатку м’який метал витягували вручну через зменшувані отвори, отримуючи тонкий дріт. У 19 столітті вперше вдалося прокатувати залізо та сталь у холодному стані, що дало змогу виробляти тонкі сталеві стрічки для текстильної промисловості, зокрема для кринолінів і корсетів. Це призвело до трансформації ремісничих майстерень у сучасні фабрики з механізованим виробництвом. Сьогодні Хоенлімбург залишається провідним центром холодного прокату в Німеччині, забезпечуючи понад 60% національного виробництва.
- Холодильна техніка
Холодильна машина для пивоварень: Винахід Карла фон Лінде
У 19 столітті пивоварні для зберігання нижчого пива залежали від холодних та глибоких підвалів, але такі умови обмежували кількість місця для зберігання. Природний лід був дорогим, а постачання інколи припинялося. Саме тоді дослідження Карла фон Лінде, професора університету, який народився в Верхній Франконії, привернули увагу пивоварень. Лінде вивчав, як можна покращити ефективність існуючих холодильних та льодових машин.
За фінансової підтримки пивовара, Лінде створив компресійний холодильник, який використовував аміак як холодоагент. На відміну від попередніх пристроїв, його машина була економічнішою, надійнішою та довговічнішою. 25 березня 1876 року Лінде отримав патент на свою винахід в Баварії, а вже в серпні 1877 року йому було видано німецький імперський патент. Лінде залишив університет і заснував «Товариство Лінде для акціонерних машин для льоду».
- Розвиток друкарської техніки
Експонат: Blaufärberei – Stoffdruckmaschine (1894)
Цей експонат представляє собою тканинний друкарський апарат, виготовлений компанією C. Hummel у 1894 році. Машина використовувалась для синього фарбування тканин, що було поширеною практикою в текстильній промисловості того часу. Обладнання з двома сторонами — лівою і правою — дозволяло ефективно наносити фарбу на матеріал, забезпечуючи рівномірне і якісне забарвлення.
Колумбійський друкарський прес (1851)
- Хімічна промисловість
Дистилятор
У цій класичній мідній перегінній установці, що типова для сільської Вестфалії кінця XIX – початку XX століття, здійснювався процес дистиляції спирту з ферментованих фруктів, картоплі або зерна. Апарат складається з перегінної колби, де відбувалося нагрівання сировини, паропроводу та змійовика, у якому пари конденсувалися в рідину. Вогонь знизу нагрівав масу до температури кипіння спирту (прибл. 78,3°C), дозволяючи йому випаровуватись і відокремлюватись від решти речовин.
- Матеріалознавство
Аналіз хімічного складу сталі: раніше і сьогодні
Раніше елементи у сталі визначали вручну: зразок обробляли, зважували і аналізували за допомогою кислот або спалювання. Це тривало кілька годин.
Сьогодні використовують іскрові спектрометри, які аналізують понад 20 елементів за секунди.
Пристрій створює електричну дугу, яка випаровує зразок і зчитує спектр випромінювання.
Це дозволяє точно визначити склад сталі як якісно, так і кількісно.
День у музеї пройшов дуже цікаво. Це лише невеличка частина експонатів. З побажанням усім – перемоги, впевненості у прийдешньому дні, наснаги відвідувати музеї, виставки та просто цікаві міста – Артем Ковальський.