Микроволновая печь является важным элементом современной кухни. Существует легенда, что она была изобретена американскими военными сразу после Второй мировой войны, и это произошло почти случайно. Но, на самом деле, история ее появления немного отличается от этого распространенного мифа.
История создания микроволновой печи
В 1891 году французский физиолог Жак Арсен д’Арсонваль заметил, что электромагнитные поля с частотой свыше 10 кГц способны эффективно нагревать ткани человека, оказывая положительное влияние при воспалениях мышц и суставов.
В 1899 году австрийский химик фон Зайнек предложил использовать частоту 200 кГц. В 1908 году немецкий врач Карл Франц Нагельшмидт выделил это явление в отдельный метод лечения — диатермию, основанный на применении высокочастотных аппаратов с рабочей частотой 1,6 МГц. Также, в 1921 году Нагельшмидт опубликовал учебник по этому вопросу. Микроволновая диатермия с частотами выше 300 МГц применяется до сих пор в медицине для лечения злокачественных опухолей, в сочетании с химической и лучевой терапией.
В 1921 году инженер компании General Electric Альберт Халл пытался обойти патенты на электровакуумный триод, но создал более интересное устройство — магнетрон. Именно он впервые описал принцип использования магнетрона для получения высокочастотных электромагнитных волн.
В дальнейшем, все достижения, включая магнетрон и использование его для нагрева тканей, были применены для нагрева пищи. К 1933 году сразу три лаборатории — Bell Labs, General Electric и RCA — работали над созданием устройства, способного разогревать пищу с помощью микроволн. Однако первыми опередили конкурентов в компании Westinghouse Electric, которые на выставке Century of Progress в Чикаго продемонстрировали устройство для нагрева сэндвичей.
Устройство представляло собой две пластины конденсатора, подключенные к генератору высокой частоты, мощностью 10 кВт (для сравнения, такая мощность была бы слишком велика для бытового использования). Генератор создавал излучение с частотой 60 МГц. Это устройство, несмотря на свою впечатляющую мощность, не могло быть использовано в быту из-за своих размеров.
В Советском Союзе также активно исследовались возможности использования электромагнитного излучения высокой частоты и работа магнетронов. Так, в 1936 году инженер Николай Селюгин, работающий в Ленинградском филиале ЦНИИ, предложил метод сушки древесины с использованием высокочастотных волн и запатентовал его. Метод был впервые применен в 1937-1939 годах на обувной фабрике «Скороход» в Ленинграде. Это было связано не с пищевой промышленностью, но имело важное значение для других отраслей.
Одним из самых значимых достижений, без которого не существовало бы современной микроволновой печи, стало изобретение резонансного магнетрона — важной доработки уже существующих технологий.
В сентябре 1939 года физики Джон Рэндалл и Генри Бут из Бирмингемского университета начали исследовать новые способы создания магнетронов под руководством Марка Олифанта, который известен как первооткрыватель трития, опираясь на работы голландского инженера Клааса Постумуса. Задача Рэндалла и Бута заключалась в том, чтобы улучшить радиолокационные возможности Великобритании, так как немецкие самолеты представляли угрозу для страны.
Олифант, помимо своей академической деятельности, был участником секретной британской радиолокационной программы. В начале Второй мировой войны в Великобритании уже функционировала сеть радиолокационных станций с длиной волны от 10 до 13 метров, а также проводились испытания бортовых радиолокаторов с длиной волны 1,5 метра.
Олифант предлагал создать радар, работающий в микроволновом диапазоне с длиной волны 10 см или меньше и пиковой мощностью 1 кВт. Такая система могла бы:
-
Улучшить разрешение радиолокационных изображений и обеспечить более точное обнаружение даже малых воздушных объектов;
-
Позволить устанавливать на самолетах более компактное и легкое оборудование;
-
Снизить чувствительность к помехам от отраженных сигналов.
В течение двух месяцев Рэндалл и Бут разработали основную конструкцию магнетрона с резонатором. Он представлял собой цилиндрический металлический элемент, через центральное отверстие которого проходил катод. Окружающий анод имел несколько симметричных отверстий или полостей, расположенных вокруг центрального отверстия. Поперечное сечение устройства напоминало патронник револьвера Кольта, что могло послужить вдохновением для некоторых первых прототипов, созданных Рэндаллом и Буто.
После этого производство радаров было налажено, и Великобритания начала обмениваться технологиями с США. Однако после окончания войны встала задача, как дальше использовать разработанные технологии. Особенно это беспокоило американскую компанию Raytheon, одного из основных поставщиков радиолокационного оборудования для армии.
Компания обратила внимание на исследования нагрева жидкостей с помощью
микроволнового излучения. Эти эксперименты касались не только промышленных
применений, таких как сушка древесины и прессование пластмасс, но и могли
быть полезны в кулинарии, что представляло собой гораздо более массовый
рынок.
Стоит отметить, что в 1941 году в Советском Союзе также проводились
эксперименты по нагреву пищи с использованием ультравысокой частоты, но
из-за начала войны работы были приостановлены. К сожалению, подробных
описаний этих установок в открытых источниках не найдено.
Руководителем лаборатории Raytheon, занимающейся исследованием
микроволнового излучения, стал инженер Перси Спенсер. Именно с его именем
связана популярная история о шоколадном батончике, которая была описана в
статье «Ридерз Дайджест» в 1958 году:
Однажды, десять лет назад, Спенсер находился в лаборатории, где тестировались магнетроны. Внезапно он заметил, что в его кармане начал разогреваться арахисовый батончик. Другие ученые тоже заметили этот феномен, но Спенсеру захотелось узнать о нем больше.
Он отправил ассистента за пакетом попкорна. Когда попкорн был поднесен к магнетрону, он взорвался по всей лаборатории. На следующее утро Спенсер взял металлическую емкость, вырезал в ней отверстие, подходящее для магнетрона, и положил в нее сырое яйцо. При включении магнетрона яйцо взорвалось из-за давления желтка.
Однако, по словам сотрудника лаборатории Джона Осипчука, эта история является мифом. Открытие микроволновой печи было результатом многолетней работы коллектива из более чем 20 человек в период с 1945 по 1947 годы. Мы уже обсуждали, насколько сложной и многогранной была работа, связанная с выбором частоты 2450 МГц, и можно с уверенностью утверждать, что реальная история была совсем иной.
Тем не менее, в 1946 году Перси Спенсер получил патент на устройство для приготовления попкорна и стал известен как изобретатель первой микроволновой печи.
В том же году, под руководством инженера компании Raytheon Марвина Бока, был разработан прибор под названием Radarange модель 1132, который стал первой микроволновой печью в истории.
Мощность магнетрона составляла 1,6 кВт, для его охлаждения использовалась проточная вода. Прототип устройства, высотой 1,8 метра и весом около 340 килограммов, был установлен в одном из бостонских ресторанов для проведения испытаний.
В 1947 году, спустя год после разработки, микроволновая печь Radarange была представлена на рынке. Стоимость устройства составила 5000 долларов, что эквивалентно примерно 70 000 долларов по современным меркам. Это устройство могли себе позволить в основном только рестораны.
В том же году, с 15 мая по 2 октября, Американская комиссия по радиосвязи провела конференцию, в ходе которой были определены ISM-диапазоны. В результате исследований компании Raytheon частота 2450 МГц была зарезервирована для «нагрева с использованием микроволнового излучения». Спустя почти 80 лет эта частота по-прежнему зафиксирована в международных стандартах.
Развитие микроволновых печей
К концу 40-х годов компания Raytheon стремилась сделать микроволновую печь более доступной, но не имела опыта в области кулинарии. В поисках спроса на свои магнетроны компания начала продавать лицензии на микроволновую технологию. Первым покупателем лицензии стала компания Tappan.
В 1955 году на рынке появилась модель Tappan RL-1 — микроволновая печь для настенного монтажа, стоимостью 1295 долларов США (примерно 11 000 долларов на сегодня). Несмотря на снижение стоимости по сравнению с предыдущими моделями, цена оставалась высокой, что объясняет малое количество проданных устройств в первые годы.
В 1962 году японская компания Sharp приобрела лицензию и выпустила модель R-10. В 1965 году Raytheon приобрела компанию Amana, специализировавшуюся на производстве бытовой техники в Ньютоне, штат Айова.
В 1967 году появилась первая домашняя микроволновая печь Amana Radarange-1 с мощностью 750 Вт и весом 13 кг. Она продавалась по цене 495 долларов (около 4000 долларов сегодня). Размеры устройства составляли: высота — 40 см, ширина — 50 см, глубина — 30 см. Эта модель стала популярной и сыграла ключевую роль в создании более компактных и доступных микроволновых печей, которые используются и сегодня. Кроме того, она оказала серьезное влияние на индустрию готовых обедов в алюминиевых упаковках, так называемых «телеобедов», уничтожив ее.
К концу 60-х годов цена микроволновых печей снизилась до 300-400 долларов, и они начали продаваться тысячами. Когда что-то становится массовым, на это сразу обращают внимание власти. В 1968 году был принят Закон о радиационном контроле для здоровья и безопасности, который установил пределы утечек микроволнового излучения — не более 10 Вт/м² на расстоянии 5 см от устройства.
Ассоциация производителей бытовой техники (AHAM) заявила, что все устройства, выпускаемые ими, соответствуют стандартам, благодаря использованию систем блокировки, сеток на дверце и фильтров. Однако исследование, проведенное в больнице Уолтера Рида в Вашингтоне, показало, что многие устройства не соответствовали установленным нормам. В 1970 году Бюро радиологического здравоохранения США ужесточило требования, установив максимальную норму утечек на уровне 5 Вт/м² в течение всего срока службы устройства. Эти требования сохраняются до настоящего времени.
Производители протестовали, утверждая, что ужесточение стандартов повысит производственные затраты и затруднит массовое распространение устройства. Тем не менее, правительство не прислушалось к этим возражениям, и требования были приняты не только в США, но и в Японии и Европе.
Несмотря на усиление стандартов, это не сказалось на продажах. В Соединенных Штатах с 1968 по 1975 год ежегодное количество проданных микроволновых печей выросло с 40 000 до 1 миллиона единиц. В Японии компания Sharp за тот же период продала 2 миллиона устройств. В это время начали появляться модели с микропроцессорным управлением, что позволяло пользователю настраивать автозапуск, выбор режима нагрева и мощности, значительно упрощая использование устройства.
В Советском Союзе производство микроволновых печей началось в 1978 году на заводе «Плутон». До этого на протяжении 60-х годов выпускались экспериментальные большие модели, такие как «Волжанка» и «Славянка». Первая модель «Электроника СП-01» весила около 40 кг и в начале 80-х годов стоила около 400 рублей, что при средней зарплате до 200 рублей делало её доступной далеко не для всех.
