Bu, fiziki cisimləri məhv etmək üçün rezonanslardan istifadə mövzusunda ikinci məqalədir.
"Stuxnet virusunun rus ayaq izi" adlı ilk məqalə geniş oxucu kütləsi üçün nəzərdə tutulmuşdu.
Bu üsulla ətraflı tanış olmağın vaxtı gəldi və əvvəlcə rezonansın əyani bir nümunəsi ilə videoya baxın, bundan sonra məqalənin mövzusunun daha da aydınlaşacağını düşünürəm, çünki yüz dəfə oxumaqdan bir dəfə görmək daha yaxşıdır…
İşdə bir video:
Budur başqa:
Odur ki, rezonansa hörmətlə yanaşın.
O qədər məşhurdur ki, Stuxnet tərəfindən bilinmir
Dünyaca məşhur Stuxnet virusu artıq bir növ dəhşət hekayəsinə çevrildi, hamı bilir, amma iki il ərzində uran zənginləşdirilməsi üçün santrifüjləri gizlincə necə məhv etdiyini heç kim tam anlamır. Bu hətta təxribat deyil, daha mürəkkəb bir təxribat üsulu - təxribatdır.
Yalnız iki il ərzində düşünün, yüzlərlə santrifüj davamlı olaraq pozulur, bütün istehsal cədvəlləri pozulur, mütəxəssislərə "qulağında" deyilir və Belarusdan bir virusun aşkarlanması ilə bağlı bir mesaj gəlməyincə heç nə edə bilməz. Siemens -dən sənaye avtomatlaşdırılması üçün daxili proqramın yeniləmə modulları olan döyüş yükü.
Sonradan bu virusa Stuxnet adı verildi. Nüvə səviyyəsinə nüfuz etmə üsulları və yerli şəbəkədə Simatic S7 nəzarətçilərinin parol qorunmasını sındırmaq üsulu ilə istifadə olunan infeksiya üsulunu anladıq. Santrifüj qrupu nəzarətçisinin virusla yenilənmiş proqram təminatından bir şey başa düşdük.
Ancaq heç kim bu təxribat hərəkətində avadanlıqları söndürməyin fiziki üsulunu izah etməmişdir. Buna görə də özümüz bu ən vacib tapmacanı anlamağa çalışacağıq.
Nə bilirik
Budur, ətraf modullarla yığılmış bu Simatic S7 nəzarətçi:
Mikroprosessor vahidinin özü mavi açarı olan bir qutudur, qalan hər şey ətraf qurğulardır. Daxili flaş yaddaşda mikrokontroller proqramı (xüsusi STEP 7 tərcüməçi dili istifadə olunur) yerləşir. Nəzarətçinin proqram və proqram təminatının yenilənməsi şəbəkə vasitəsilə və ya fiziki olaraq çıxarıla bilən bir flash sürücü vasitəsilə baş verir. Bu cür nəzarətçilər bir anda 31 qaz santrifüjü üçün qrup nəzarət cihazları idi.
Ancaq santrifüjləri birbaşa digər cihazlardan - elektrik mühərrikinin işləməsi üçün bir tezlik çeviricisindən təxminən aşağıdakı kimi qırdılar:
Müxtəlif güclərin asenkron elektrik mühərrikləri üçün tezlik çeviriciləri (çeviriciləri) belə görünür. Adı, bu cihazın funksional məqsədini nəzərdə tutur, standart bir şəbəkənin gərginliyini (üç fazalı 360V) fərqli bir tezlikdə və fərqli bir reytinqdə üç fazalı bir gərginliyə çevirir. Gərginliyin çevrilməsi şəbəkədən gələn siqnallarla idarə olunur və ya idarəetmə panelindən əl ilə təyin olunur.
Bir Simatic S7 nəzarətçisi dərhal bir qrup (31 cihaz) tezlik çeviricisini idarə etdi, müvafiq olaraq 31 santrifüj üçün bir qrup idarəetmə vahidi idi.
Mütəxəssislərin öyrəndikləri kimi, qrup nəzarəti proqramının Semantikası Stuxnet virusu tərəfindən çox dəyişdirildi və Simatic S7 nəzarət cihazının dəyişdirilmiş proqramı tərəfindən tezlik çeviricilərinə qrup nəzarət əmrlərinin verilməsini santrifüj qəzalarının birbaşa səbəbi hesab etdilər..
Virus tərəfindən dəyişdirilmiş idarəetmə cihazının proqramı, hər bir tezlik çeviricisinin işləmə tezliyini beş saatlıq bir müddət ərzində bir dəfə 15 dəqiqə dəyişdirdi və buna görə də ona qoşulan santrifüj elektrik motorunun fırlanma sürətini dəyişdirdi.
Semantik tərəfindən edilən bir araşdırmada belə təsvir olunur:
Beləliklə, mühərrikin sürəti 1410 Hz -dən 2 Hz -ə 1064 Hz -ə və sonra yenidən dəyişdirilir. Xatırladaq ki, bu zaman normal işləmə tezliyinin 807 Hz və 1210 Hz arasında olması nəzərdə tutulur.
Beləliklə, motor sürəti 1410 Hz -dən 2 Hz -də 1064 Hz -ə dəyişir və sonra geri dönür. Xatırladaq ki, bu zaman normal işləmə tezliyi 807 Hz ilə 1210 Hz arasında saxlanılmışdır.
Və Semantikaya əsaslanaraq belə yekunlaşır:
Beləliklə, Stuxnet, motoru fərqli vaxtlarda fərqli sürətlərə endirərək və ya sürətləndirərək sistemi sabotaj edir
(Beləliklə, Stuxnet, mühərriki fərqli vaxtlarda fərqli sürətlərdə yavaşlatmaq və ya sürətləndirməklə sistemi sabotaj edir.)
Fizika və elektrik mühəndisliyini yalnız orta məktəbin həcmində bilən müasir proqramçılar üçün bu, yəqin ki, kifayətdir, lakin daha savadlı mütəxəssislər üçün belə bir izahat uyğun gəlmir. Santrifüj rotorunun fırlanma sürətinin icazə verilən diapazonda dəyişməsi və işləmə tezliyinin nominal dəyərdən 200 Hz (təxminən 15%) qısa müddətdə artıq olması avadanlıqların kütləvi şəkildə sıradan çıxmasına səbəb ola bilməz.
Bəzi texniki detallar
Zənginləşdirilmiş uran istehsalı üçün bir qaz santrifüj kaskadı belə görünür:
Uran zənginləşdirmə fabriklərində onlarla belə kaskad var, santrifüjlərin ümumi sayı 20-30 mindən çoxdur …
Santrifüjün özü dizaynda olduqca sadə bir cihazdır, burada onun sxematik təsviri:
Ancaq bu konstruktiv sadəlik aldadıcıdır, fakt budur ki, təxminən iki metr uzunluğunda olan belə bir santrifüjün rotoru təxminən 50.000 rpm sürətlə fırlanır. Təxminən iki metr uzunluğunda olan kompleks bir məkan konfiqurasiyasına malik bir rotoru balanslaşdırmaq çox çətin bir işdir.
Bundan əlavə, rulmanlarda rotorun asılmasının xüsusi üsulları tələb olunur, bunun üçün kompleks özünü tənzimləyən maqnit asma ilə tamamlanan xüsusi çevik iynə yataqları istifadə olunur.
Qaz santrifüjlərinin etibarlılığı üçün əsas problem, rotorun müəyyən fırlanma sürətləri ilə əlaqəli olan mexaniki quruluşun rezonans olmasıdır. Qaz sentrifuqaları hətta bu əsasda təsnif edilir. Rezonansdan yuxarı bir rotor sürətində işləyən bir santrifüjə superkritik, aşağıda - subkritik deyilir.
Rotor sürətinin mexaniki rezonans tezliyi olduğunu düşünməyin. Heç bir şey, mexaniki rezonans, çox mürəkkəb əlaqələr vasitəsilə santrifüj rotorunun fırlanma sürəti ilə əlaqəli deyil. Rezonans tezliyi və rotor sürəti böyüklüyə görə dəyişə bilər.
Məsələn, bir santrifüjün tipik bir rezonans sahəsi 10Hz-100Hz aralığında bir tezlikdir, rotor sürəti isə 40-50 min rpmdir. Bundan əlavə, rezonans tezliyi sabit bir parametr deyil, üzəndir, bu, santrifüjün hazırkı iş rejimindən (tərkibində, qazın temperaturu sıxlığında) və rotorun asma quruluşundakı əks təsirdən asılıdır.
Avadanlıq istehsalçısının əsas vəzifəsi, santrifüjün artan vibrasiya (rezonanslar) rejimində işləməsinin qarşısını almaqdır; bunun üçün, mexaniki quruluşun rezonansına səbəb olan, rotor sürətində işləyən, vibrasiya səviyyəsi üçün avtomatik təcili bloklama sistemləri (gərginlik ölçü cihazları).), motorun artan cərəyan yükləri (cari qorunma).
Təcili sistemlər heç vaxt qurğunun normal işləməsindən məsul olan avadanlıqlarla birləşdirilmir, ayrı -ayrı, ümumiyyətlə işin dayandırılması üçün çox sadə elektromexaniki sistemlərdir (sadəcə təcili açarlar). Beləliklə, onları proqram olaraq deaktiv edə və yenidən konfiqurasiya edə bilməzsiniz.
ABŞ və İsraildən olan həmkarları tamamilə mənasız bir vəzifəni həll etməli idilər, - təhlükəsizlik avtomatlarını işə salmadan santrifüjü məhv edin.
Və indi necə edildiyi bilinməyən bir şey haqqında
Symantik mütəxəssislərinin araşdırmalarını rus dilinə tərcümə edən "NAUTSILUS" elmi mərkəzinin tərcüməçilərinin yüngül əli ilə, Symantik hesabatını orijinalda oxumayan bir çox mütəxəssis qəzanın işləmə gərginliyindən qaynaqlandığı qənaətinə gəldi. Santrifüj elektrik mühərrikinin tezliyi 2Hz -ə endirildi.
Bu belə deyil, düzgün tərcümə məqalənin mətninin əvvəlində verilir.
Və prinsipcə, yüksək sürətli bir induksiya mühərrikinin təchizatı gərginliyinin tezliyini 2 Hz-ə endirmək mümkün deyil. Sarımlara belə aşağı tezlikli bir gərginliyin qısa müddətdə verilməsi belə sarımlarda qısa bir dövrə səbəb olacaq və cərəyanın qorunmasını tetikleyecektir.
Hər şey daha ağıllı şəkildə edildi.
Aşağıda təsvir olunan elektromekanik sistemlərdə rezonansın həyəcan vermə üsulu yeni olduğunu iddia edə bilər və mən onun müəllifi sayılıram, amma çox güman ki, artıq Stuxnet virusunun müəllifləri tərəfindən istifadə olunur, buna görə təəssüf ki, yalnız plagiat olaraq qalır..
Və buna baxmayaraq, barmaqlarımla izah edirəm, eyni zamanda fizikanın əsaslarına dair bir təhsil proqramı aparıram. Kütləvi bir yük təsəvvür edin, bir ton deyək, bir kabel üzərində asılıdır, deyək ki, 10 metr uzunluğunda. Öz rezonans tezliyinə malik ən sadə sarkac əldə etmişik.
Kiçik barmağınızla 1 kq səy göstərərək yelləmək istədiyinizi düşünün. Tək bir cəhd görünən bir nəticə verməyəcək.
Bu o deməkdir ki, bunu dəfələrlə itələmək lazımdır, buna 1 kq, 1000 dəfə demək lazımdır, onda güman edə bilərik ki, belə bir çox səyin bir ton üçün bir səy sərfinə bərabər olacaq, bu olduqca belə bir sarkac yelləmək üçün kifayətdir.
Beləliklə, taktikanı dəyişirik və hər dəfə 1 kq səy göstərərək kiçik barmağımızla asılmış yükü dəfələrlə itələməyə başlayırıq. Bir daha uğur qazanmayacağıq, çünki fizikanı bilmirik …
Və bilsəydilər, əvvəlcə sarkacın salınma müddətini hesablayardılar (çəki tamamilə əhəmiyyətsizdir, asma 10 metrdir, çəkisi 1 qdır) və kiçik barmaqla yükü bu müddətlə itələməyə başlayacaqlar.. Formula yaxşı məlumdur:
10-20 dəqiqə ərzində bir ton ağırlığında olan bu sarkac "ana ağlamasın" deyə yellənərdi.
Üstəlik, sarkacın hər bir keyfiyyətinə kiçik barmaqla basmaq lazım deyil; bu, bir dəfə və ya iki dəfə, hətta sarkacın yüz salınımından sonra da edilə bilər. Sadəcə yığılma müddəti mütənasib olaraq artacaq, ancaq yığılma effekti tamamilə qorunacaq.
Yenə də orta məktəb həcmində fizika və riyaziyyatı bilən insanları təəccübləndirəcəyəm (tipik bir müasir proqramçının bilik səviyyəsi), belə bir sarkacın salınım müddəti millimetrlə yellənərək salınım amplitüdündən asılı deyil. və ya istirahət nöqtəsindən bir metr, salınım dövrü və buna görə sarkacın salınım tezliyi sabit olacaq.
Hər hansı bir məkan quruluşunun bir deyil, bir neçə rezonans tezliyi var; əslində bir neçə belə sarkaç var. Qaz santrifüjləri, texniki xüsusiyyətlərinə görə, yüksək keyfiyyət faktorunun sözdə əsas rezonans tezliyinə malikdir (titrəmə enerjisini effektiv şəkildə yığırlar).
Yalnız qaz santrifüjünü barmaqla rezonans tezliyində yelləmək qalır. Əlbəttə ki, zarafatdır, avtomatik idarəetmə sistemli bir elektrik mühərriki varsa, eyni şey daha çox hiss olunmaz şəkildə edilə bilər.
Bunu etmək üçün elektrik motorunun sarsıntılarda sürətini artırmalı / azaltmalısınız (virus 2 Hz -də olduğu kimi) və bu sarsıntıları santrifüjün mexaniki quruluşunun rezonans tezliyi ilə verməlisiniz.
Başqa sözlə, dəyişən tezlikli bir tezlik gərginliyi çeviricisini istifadə edərək mühərriki mexaniki rezonans tezliyi ilə təmin etmək lazımdır. Təchizat gərginliyinin dəyişmə tezliyi mexaniki rezonans tezliyi ilə korpusa ötürüldükdə və tədricən rezonanslı salınımlar qurğunun dağılmağa başlayacağı bir səviyyəyə çatanda mühərrikdə meydana gələn qüvvə anı
Müəyyən bir orta dəyərə yaxın olan tezlik dalğalanmalarına "vuruş" deyilir, bu, hər hansı bir tezlik çeviricisinin standart təsiridir, tezlik, dedikləri kimi, müəyyən həddlərdə "gəzir", adətən nominalın yüzdə onundan çox olmamalıdır. Bu təbii tezlik döyüntüləri olaraq, süni olaraq elektrik mühərrikinin modulyasiyasını gizlətmiş və santrifüjün məkan quruluşunun mexaniki rezonans tezliyi ilə sinxronlaşdırmışlar.
Artıq mövzuya girməyəcəyəm, əks halda təxribatçılar üçün addım-addım təlimat yazmaqda günahlandırılacağam. Buna görə də, müzakirə xaricində, müəyyən bir santrifüj üçün rezonans tezliyi tapmaq məsələsini tərk edəcəyəm (hər santrifüj üçün fərdi). Eyni səbəbdən, titrəmələrə qarşı təcili müdafiəni işə salmaq ərəfəsində tarazlaşdırmaq lazım gəldikdə, "incə" tənzimləmə üsulunu təsvir etməyəcəyəm.
Bu vəzifələr tezlik çeviricilərində quraşdırılmış mövcud çıxış gərginliyi cərəyanı sensorları ilə həll olunur. Sözümü götür - bu olduqca realdır, sadəcə alqoritmlərdir.
Yenə Sayano-Shushenskaya SES-də baş verən qəza haqqında
Əvvəlki məqalədə, hidroelektrik stansiyasında baş verən qəzanın, xüsusi proqram vasitəsi ilə İrandakı uran zənginləşdirmə zavodunda olduğu kimi eyni şəkildə (rezonans üsulu ilə) meydana gəldiyi fərz edildi.
Bu, əlbəttə ki, eyni Stuxnet virusunun burada və orada işlədiyi anlamına gəlmir, əlbəttə ki, yox. Eyni fiziki obyektin məhv edilməsi mexaniki bir quruluşun süni şəkildə yaradılmış rezonansını işə saldı.
Rezonansın olması, turbin qapağının bərkidilməsi üçün açılmamış qoz -fındıqların olması və qəza zamanı işləyən yeganə eksenel vibrasiya sensoru oxunması ilə göstərilir.
İran uran zənginləşdirmə zavodunda sabotaj faktı ilə SES qəzasının vaxtının və səbəblərinin üst -üstə düşdüyünü nəzərə alaraq, qəza zamanı fasiləsiz vibrasiya idarəetmə sistemi söndürüldü. turbin qurğusunun avtomatik idarəetmə sistemində, rezonansın təsadüfi bir hadisə deyil, süni bir hadisə olduğunu güman etmək olar.
Bu fərziyyə doğrudursa, qaz santrifüjlərindəki vəziyyətdən fərqli olaraq, turbin qurğusunu məhv etmək vəzifəsi əllə müdaxilə tələb edirdi. SES -də mövcud olan avadanlıqlar, təxribat proqramının fərdi rezonans tezliyini avtomatik olaraq aşkar etməsinə və sonra təcili sensorları işə salmadan vibrasiyanı təcili rejimdə saxlamasına imkan vermirdi.
Su elektrik stansiyasında təxribat proqramının işi "insan faktorunun" istifadəsini tələb edirdi. Kimsə bir şəkildə titrəmə idarəetmə serverini söndürməli idi və bundan əvvəl planlı təmir zamanı qəzadan altı ay əvvəl çıxarılan müəyyən bir turbin qurğusunun rezonanslarının parametrlərini təxribat proqramının inkişaf etdiricilərinə ötürməli idi.
Gerisi texnika məsələsi idi.
Rezonansın turbin rotorunun gövdəsində meydana gəldiyini düşünməyə ehtiyac yoxdur, əlbəttə ki. Turbin rotoru ilə bələdçi qanadları arasında yerləşən elastik kavitasiya boşluqları ilə doymuş su qatının rezonansına səbəb oldu.
Sadələşdirilmiş bir şəkildə belə bir bənzətməni təsəvvür etmək olar, dibində turbin rotoru ilə bələdçi qanadlarının bıçaqları arasında kavitasiya boşluqlarından hazırlanmış bir yay var və bu bulaq yüz metr hündürlüyündə su sütunu ilə dəstəklənir. İdeal bir salınım dövrə çıxır. Belə bir sarkaç sistemini yelləmək çox real bir işdir.
Bu rezonansa görədir BÜTÜN bələdçi qanadlarının bıçaqları zərbələrdən mexaniki olaraq deyil, dinamik yüklə qırılmışdır. İşdə bu qırıq bıçaqların bir fotoşəkili, səthlərində heç bir mexaniki şok izi yoxdur:
Bələdçi qanadlarının qırıq bıçaqları turbinin drenaj çuxurunu bağladı və qəzanın fəlakətə çevrilməsinə səbəb olan bu gözlənilməz vəziyyət idi.
Turbin rotoru supertanker pervanesine bənzəyirdi və kütləsi bir yarım min ton olan və 150 rpm fırlanma sürətinə malik "qapalı su qabında" fırlanmağa başladı. Türbinin iş yerində, suyun həddindən artıq təzyiqi yarandı ki, qapağı qoparıldı və şahidlərin dediyinə görə, turbinin özü generatorun rotoru ilə (1500 tonluq kolos) uçdu. turbin salonunun tavanı.
Hamıya daha çox məlum olan şey.
