Wystawa "Wiek Pary"

Wystawa w przystępny sposób przybliża historię wynalezienia i upowszechnienia silnika parowego – jednej z najważniejszych innowacji w dziejach ludzkości. Nie doszłoby do niej bez rewolucji naukowej, odkrycia energii cieplnej pary oraz twórczego wysiłku wielu rzemieślników i inżynierów. Maszyna parowa zapoczątkowała rewolucję przemysłową i otworzyła drogę do nowej rzeczywistości. Jej wpływ jest odczuwalny do dziś, a doświadczenia tamtej epoki mogą inspirować także w czasach rewolucji cyfrowej.

Wystawa mieści się w maszynowni i nadszybiu szybu Kościuszko – głównym kompleksie wydobywczym dawnej kopalni Ignacy w Rybniku.

Na wystawie sucha narracja o czasach Jamesa Watta ustępuje miejsca rzeczywistym demonstracjom działania silnika. Stukot przekładni i tłoków, syk i ciepło pary, a także charakterystyczny zapach oleju cylindrowego przenoszą nas w czasy narodzin rewolucji przemysłowej.

Wystawa o charakterze popularnonaukowym, nawiązująca do koncepcji centrum nauki, składa się z sześciu wzajemnie powiązanych części, które łączą elementy narracyjne z interaktywnymi i multimedialnymi.

W maszynowni szybu Kościuszko, obok zabytkowej parowej maszyny wyciągowej, znajduje się część opisowa, prezentująca na ekranach multimedialnych genezę i osoby związane z uprzemysłowieniem Górnego Śląska, dzieje kopalni Hoym oraz informacje o maszynach parowych, które pracowały w tutejszej kopalni.

Dużym zainteresowaniem cieszy się dialog z pracownikiem śląskiego warsztatu. Dzięki niemu poznamy najważniejsze terminy górniczego i śląskiego języka.

Heron z Aleksandrii i jego bania

Już w starożytności Heron z Aleksandrii (I w. n.e.) skonstruował aelolipilę, pierwsze urządzenie wykorzystujące energię pary. Była to metalowa kula wypełniona wodą, która po podgrzaniu obracała się pod wpływem wyrzucanej pary. Bania Herona była pierwowzorem turbiny parowej. Choć nie znalazła zastosowania praktycznego, ukazywała potencjał pary jako źródła energii.

Denis Papin i zawór bezpieczeństwa

Francuski fizyk i inżynier (XVII/XVIII w.) wynalazł zawór bezpieczeństwa, który zapobiegał eksplozji kotłów parowych. Podgrzewana woda zwiększała ciśnienie w kotle, a jego wynalazek – klapa bezpieczeństwa – automatycznie otwierała się po przekroczeniu dopuszczalnej wartości, odprowadzając nadmiar pary.

Thomas Newcomen i maszyna atmosferyczna

Angielski wynalazca opracował pierwszy silnik atmosferyczny, używany do wypompowywania wody z kopalń. Wykorzystywał ciśnienie powietrza działające na tłok w cylindrze. Po podgrzaniu woda wytwarzała parę i unosiła tłok, a po skropleniu pary tworzyła się próżnia, powodując jego opadanie. Wynalazek znacząco zwiększył efektywność górnictwa.

James Watt i udoskonalenie maszyny parowej

Szkocki inżynier znacząco poprawił wydajność maszyny Newcomena. Jego wynalazki, m.in. oddzielny kondensator i regulator odśrodkowy, umożliwiły bardziej efektywne działanie i automatyczną kontrolę prędkości maszyny. Dzięki jego innowacjom maszyna parowa stała się powszechnie stosowanym źródłem napędu w przemyśle.

Robert Fulton i statki parowe

Amerykański inżynier w 1807 r. zwodował parowiec „Clermont”, udowadniając, że napęd parowy może być efektywnie wykorzystywany w transporcie wodnym. Dzięki kołom łopatkowym statek poruszał się niezależnie od wiatru i prądów. Fulton stał się pionierem żeglugi parowej, rewolucjonizując handel i komunikację.

Richard Trevithick i lokomotywa wysokociśnieniowa

Jako pierwszy zastosował wysokociśnieniową maszynę parową z cylindrycznym kotłem, odporniejszym na ciśnienie niż wcześniejsze konstrukcje. Stworzył pierwszy pojazd szynowy napędzany parą, lecz nie zyskał uznania z powodu braku infrastruktury. Jego lokomotywy były testowane na torach dla wozów konnych, które nie wytrzymywały ich ciężaru.

George Stephenson i kolej parowa

Brytyjski inżynier, uznawany za „ojca kolei”, skonstruował lokomotywę „Rocket” (1829), wygrywając konkurs na najlepszy pojazd parowy. Działał w czasach, gdy rozwój kolei stał się koniecznością. Skutecznie organizował budowę linii kolejowych, udoskonalał torowiska i przekonał inwestorów, że kolej to przyszłość transportu.

Nicolas-Joseph Cugnot i pierwszy pojazd mechaniczny

Francuski wynalazca stworzył w 1769 r. pierwszy pojazd napędzany silnikiem parowym – ciężki, trójkołowy wóz artyleryjski. Mógł osiągać prędkość ok. 4 km/h, lecz był trudny w manewrowaniu. W 1771 r. jeden z egzemplarzy uderzył w mur, co uznaje się za pierwszą kolizję pojazdu mechanicznego.

August Holtzhausen i maszyny parowe na Śląsku

Inżynier i konstruktor, który na przełomie XVIII i XIX wieku przyczynił się do rozwoju przemysłu maszynowego na Śląsku. W Tarnowskich Górach nadzorował budowę maszyn parowych w kopalni „Fryderyk”. Następnie kierował wydziałem budowy maszyn w Królewskiej Odlewni Żelaza w Gliwicach. Współpracował także z hutą „Mała Panew” w Ozimku, produkującą elementy do maszyn parowych.

Koło zamachowe – stabilizator ruchu

Koło zamachowe pełni kluczową rolę w maszynie parowej, zapewniając płynność i równomierność ruchu obrotowego. Dzięki swojej masie gromadzi energię kinetyczną i kompensuje nierówności w pracy tłoka, co pozwala na stabilne działanie mechanizmu. Zwiedzający mogą samodzielnie wprawić w ruch różne modele kół i zobaczyć ich wpływ na regularność obrotów.

Regulator Watta – kontrola prędkości

James Watt wynalazł regulator odśrodkowy, który automatycznie dostosowywał dopływ pary, stabilizując prędkość maszyny. Zwiedzający mogą eksperymentować z działaniem modelu regulatora, obserwując, jak wzrost prędkości powoduje uniesienie ciężarków i zmniejszenie dopływu pary do cylindra.

Rozrząd parowy – sterowanie kierunkiem ruchu

System rozrządu decyduje o tym, kiedy i w jakim kierunku tłok otrzymuje parę, a tym samym pozwala sterować ruchem maszyny. Zwiedzający mogą ręcznie regulować zawory i obserwować, jak zmiana ich ustawienia wpływa na kierunek obrotów koła zamachowego.

Stopnie rozprężania – zwiększanie efektywności

Niektóre maszyny parowe wykorzystywały parę kilkakrotnie, przeprowadzając ją przez kolejne cylindry o różnych rozmiarach. Dzięki temu zwiększano sprawność silnika i oszczędzano paliwo. Na wystawie można zobaczyć animacje i modele tłoków jedno-, dwu- i trójstopniowych, a także samodzielnie testować wpływ rozprężania pary na wydajność maszyny.

Konwersja ruchu posuwisto-zwrotnego na kołowy

Tłok maszyny porusza się ruchem posuwisto-zwrotnym, ale większość maszyn wymaga ruchu obrotowego. Na specjalnym stanowisku można zobaczyć, jak system korbowodu i wahacza zamienia liniowy ruch tłoka na obrót koła zamachowego, co umożliwia napędzanie różnych mechanizmów.

Palenisko i wartość opałowa paliw

Aby maszyna parowa mogła pracować, konieczne jest spalanie paliwa w kotle. Zwiedzający mogą porównać wartość opałową różnych materiałów, takich jak węgiel, drewno, koks czy torf, i zobaczyć, jak wpływają one na wydajność maszyny.

Zawór bezpieczeństwa – ochrona przed eksplozją

Zbyt wysokie ciśnienie w kotle może prowadzić do jego rozerwania, dlatego stosowano zawory bezpieczeństwa, które automatycznie uwalniały nadmiar pary. Na stanowisku można samodzielnie ustawić parametry zaworu i sprawdzić, jak działa w sytuacji zagrożenia.

Gwizdki parowe – sygnalizacja pracy maszyny

Maszyny parowe były często wyposażone w gwizdki, które ostrzegały o uruchomieniu urządzenia. Dzięki interaktywnemu stanowisku można usłyszeć różnicę między gwizdkami z komorą kondensacyjną i bez niej oraz sprawdzić, jak ciśnienie wpływa na ich dźwięk.

Przegrzewnica – optymalizacja pracy pary

Przegrzana para wodna jest bardziej efektywna niż para nasycona, ponieważ nie zawiera kropelek wody i może wykonać więcej pracy. Na stanowisku można manipulować temperaturą i ciśnieniem, aby zobaczyć, jak przegrzewanie wpływa na sprawność maszyny.

Prezentacja ukazuje paradę pojazdów parowych. Animacja przedstawia najważniejsze wynalazki w dziejach transportu, pozwalając zobaczyć je w skali rzeczywistej.

Wśród prezentowanych maszyn znalazły się m.in.:

• Rocket (1829) – słynna lokomotywa George’a Stephensona, która udowodniła, że transport kolejowy to przyszłość,
• Big Boy (1941) – największa lokomotywa parowa świata, używana do transportu ciężkich ładunków w USA,
• Parowiec RMS Lusitania (1906) – imponujący statek pasażerski, symbol złotej ery parowców,
• Samochód parowy Doble E-20 (1925) – jeden z najwydajniejszych samochodów parowych,
• Ciągnik parowy Cugnota (1769) – pierwszy na świecie pojazd mechaniczny,
• Sterowiec parowy Giffarda (1851) – pierwsze latające urządzenie napędzane parą.

Zwiedzający mogą wybierać, które pojazdy chcą zobaczyć bliżej, korzystając z dotykowych ekranów sterujących. Dzięki realistycznym animacjom i udźwiękowieniu można poczuć, jak te potężne maszyny ożywały i poruszały się po drogach, torach i wodach.

Kolej parowa była jednym z najważniejszych wynalazków XIX wieku, a rola maszynisty wymagała ogromnych umiejętności i precyzji. W tej części wystawy zwiedzający mogą samodzielnie spróbować swoich sił jako operator parowozu w realistycznym symulatorze kabiny lokomotywy.

Stanowisko jest odwzorowaniem wnętrza parowozu z pełnym zestawem dźwigni, wskaźników i zaworów, a w oknie lokomotywy wyświetlana jest interaktywna symulacja jazdy. Podczas zabawy uczestnicy muszą:

• rozpalić palenisko i dobrać odpowiednią ilość paliwa,
• kontrolować ciśnienie pary,
• regulować prędkość i używać hamulców,
• utrzymać lokomotywę na właściwym torze i reagować na sygnały kolejowe.

Wszystkie czynności są komentowane przez głos maszynisty, który doradza lub upomina gracza, gdy coś pójdzie nie tak. To emocjonujące doświadczenie pozwala poczuć, jak wyglądała praca na parowozie w czasach jego świetności.

Śląski wynalazca pracujący na Politechnice Praskiej skonstruować już w 1815 roku jeden z pierwszych samochodów na świecie.

Dzięki symulatorowi jazdy zwiedzający mogą zasiąść za sterami i spróbować prowadzić pojazd w wirtualnej przestrzeni – odwzorowanym krajobrazie Śląska z początku XIX wieku. Za pomocą kierownicy i dźwigni można sterować pojazdem, a na ekranie zobaczyć, jak reaguje na manewry.

Dodatkowo w interaktywnej aplikacji można zapoznać się z wynalazkami Józefa Bożka, a także porównać jego samochód z późniejszymi konstrukcjami napędzanymi parą.