Bu, fiziksel nesneleri yok etmek için rezonans kullanma konusundaki ikinci makaledir.
İlk makale "Stuxnet virüsünün Rus ayak izi" giriş niteliğindeydi ve geniş bir izleyici kitlesine yönelikti.
Bu yöntemle ayrıntılı olarak tanışmanın zamanı geldi ve önce videoyu görsel bir rezonans örneği ile izleyin, bundan sonra makalenin konusu daha netleşeceğini düşünüyorum, çünkü bir kez görmek yüz kez okumaktan daha iyidir…
İşte bir video:
İşte bir tane daha:
Bu yüzden lütfen rezonansa saygılı davranın.
Çok ünlü, Stuxnet tarafından bilinmiyor
Dünyaca ünlü Stuxnet virüsü artık bir tür korku hikayesine dönüştü, herkes bunu biliyor, ancak kimse iki yıl boyunca uranyum zenginleştirme için santrifüjleri gizlice nasıl yok etmeyi başardığını tam olarak anlamıyor. Bu sabotaj bile değil, daha karmaşık bir sabotaj yöntemi - sabotaj.
Sadece iki yıl boyunca düşünün, yüzlerce santrifüj sürekli bozuluyor, tüm üretim programları bozuluyor, uzmanlar "kulaklarına" çağrılıyor ve Belarus'tan bir virüsün tespiti hakkında bir mesaj gelene kadar hiçbir şey yapamıyorlar. savaş yükü, Siemens'in endüstriyel otomasyon için dahili yazılımının güncelleme modülleriydi.
Daha sonra bu virüse Stuxnet adı verildi. Kullanılan bulaşma yöntemini, çekirdek seviyesine nüfuz etme yöntemleri ve yerel ağdaki Simatic S7 denetleyicilerinin parola korumasını kırma yöntemi ile bulduk. Santrifüj grubu denetleyicisinin virüs güncellemeli belleniminden bir şeyler anladık.
Ancak bu sabotaj eyleminde ekipmanı devre dışı bırakmanın fiziksel yöntemini henüz kimse açıklamadı. Bu nedenle, kendimiz bu en önemli bilmeceyi çözmeye çalışacağız.
Biz ne biliyoruz
Çevresel modüllerle birleştirilmiş bu Simatic S7 kontrol cihazı:
Mikroişlemci biriminin kendisi mavi anahtarlı bir kutudur, diğer her şey çevre birimleridir. Mikrodenetleyici yazılımı (özel bir STEP 7 yorumlayıcı dili kullanılır) dahili flash bellekte bulunur. Denetleyicinin yazılımını ve bellenimini güncelleme, ağ üzerinden veya fiziksel olarak çıkarılabilir bir flash sürücü aracılığıyla gerçekleşir. Bu tür kontrolörler, aynı anda 31 gaz santrifüjü için grup kontrol cihazlarıydı.
Ancak, santrifüjleri doğrudan diğer cihazlardan kırdılar - yaklaşık olarak aşağıdaki gibi bir elektrik motorunu çalıştırmak için bir frekans dönüştürücü:
Çeşitli güçlerdeki asenkron elektrik motorları için frekans dönüştürücüler (konvertörler) bu şekilde görünür. Adı, bu cihazın işlevsel amacını ifade eder, standart bir ağın voltajını (üç faz 360V) farklı bir frekansta ve farklı bir derecelendirmede üç fazlı bir voltaja dönüştürür. Gerilim dönüşümü, ağdan gelen sinyallerle kontrol edilir veya kontrol panelinden manuel olarak ayarlanır.
Bir Simatic S7 kontrol cihazı, sırasıyla bir grup (31 cihaz) frekans dönüştürücüyü anında kontrol etti, 31 santrifüj için bir grup kontrol ünitesiydi.
Uzmanların keşfettiği gibi, grup kontrol kontrol yazılımının Semantiği, Stuxnet virüsü tarafından büyük ölçüde değiştirildi ve Simatic S7 kontrol cihazının değiştirilmiş yazılımı tarafından frekans dönüştürücülere grup kontrol komutlarının verilmesini, santrifüj arızalarının doğrudan nedeni olarak gördüler..
Virüs tarafından modifiye edilen kontrol cihazının yazılımı, her frekans dönüştürücünün çalışma frekansını beş saatlik arayla bir kez 15 dakika ve buna bağlı olarak ona bağlı santrifüj elektrik motorunun dönüş hızını değiştirdi.
Semantic tarafından yapılan bir çalışmada şöyle açıklanmaktadır:
Böylece motorun hızı 1410Hz'den 2Hz'e 1064Hz'e ve ardından tekrar değiştirilir. Normal çalışma frekansının şu anda 807 Hz ile 1210 Hz arasında olması gerektiğini hatırlayın.
Böylece motor hızı 2Hz'lik adımlarla 1410Hz'den 1064Hz'e değişir ve ardından geri döner. Bir hatırlatma olarak, şu anda normal çalışma frekansı 807 Hz ile 1210 Hz arasında korunmuştur.
Ve Semantik buna dayanarak şu sonuca varır:
Böylece Stuxnet, motoru farklı zamanlarda farklı oranlarda yavaşlatarak veya hızlandırarak sistemi sabote eder.
(Böylece Stuxnet, motoru farklı zamanlarda farklı hızlara yavaşlatarak veya hızlandırarak sistemi sabote eder.)
Fizik ve elektrik mühendisliğini yalnızca ortaokul hacminde bilen modern programcılar için bu muhtemelen yeterlidir, ancak daha yetkin uzmanlar için böyle bir açıklama tutarlı değildir. Santrifüj rotorunun dönüş hızında izin verilen aralıktaki bir değişiklik ve çalışma frekansının kısa süreli olarak nominal değerden 200 Hz (yaklaşık %15) fazla olması, kendi başına büyük ekipman arızalarına yol açamaz.
Bazı teknik detaylar
Zenginleştirilmiş uranyum üretimi için bir dizi gaz santrifüjü şöyle görünür:
Uranyum zenginleştirme fabrikalarında bu tür onlarca kaskad var, toplam santrifüj sayısı 20-30 bini aşıyor …
Santrifüjün kendisi tasarımda oldukça basit bir cihazdır, işte şematik çizimi:
Ancak bu yapıcı basitlik aldatıcıdır, gerçek şu ki, yaklaşık iki metre uzunluğundaki böyle bir santrifüjün rotoru yaklaşık 50.000 rpm'lik bir hızda dönüyor. Neredeyse iki metre uzunluğunda karmaşık bir uzaysal konfigürasyona sahip bir rotoru dengelemek çok zor bir iştir.
Ek olarak, rulmanlarda özel rotor süspansiyonu yöntemleri gereklidir, bunun için karmaşık bir kendinden ayarlı manyetik süspansiyon ile tamamlanmış özel esnek iğneli rulmanlar kullanılır.
Gaz santrifüjlerinin güvenilirliği için asıl sorun, rotorun belirli dönüş hızlarıyla ilişkili mekanik yapının rezonansıdır. Gaz santrifüjleri bile bu temelde kategorize edilir. Rezonans hızının üzerinde bir rotor hızında çalışan bir santrifüj, kritik altı, kritik altı olarak adlandırılır.
Rotor hızının mekanik rezonans frekansı olduğunu düşünmeyin. Hiçbir şey, mekanik rezonans, santrifüj rotorunun çok karmaşık ilişkiler yoluyla dönme hızıyla ilgili değildir. Rezonans frekansı ve rotor hızı büyüklük sırasına göre farklılık gösterebilir.
Örneğin, bir santrifüjün tipik bir rezonans alanı, 10Hz-100Hz aralığında bir frekans iken, rotor hızı 40-50 bin rpm'dir. Ek olarak, rezonans frekansı sabit bir parametre değil, yüzer bir parametredir, santrifüjün mevcut çalışma moduna (ilk olarak bileşim, gaz sıcaklığı yoğunluğu) ve rotor süspansiyon yapısındaki geri tepmeye bağlıdır.
Ekipman geliştiricisinin ana görevi, santrifüjün artan titreşim modlarında (rezonanslar) çalışmasını önlemektir; bunun için titreşim seviyesi için otomatik acil durum engelleme sistemleri (gerilme ölçerler), mekanik yapının rezonansına neden olan rotor hızlarında çalışma (takometreler)), motorun artan akım yükleri (akım koruması).
Acil durum sistemleri asla kurulumun normal çalışmasından sorumlu ekipmanla birleştirilmez, bunlar ayrıdır, genellikle çalışmayı durdurmak için çok basit elektromekanik sistemlerdir (sadece acil durum anahtarları). Bu nedenle, bunları programlı olarak devre dışı bırakamaz ve yeniden yapılandıramazsınız.
ABD ve İsrail'den meslektaşların tamamen önemsiz bir görevi çözmeleri gerekiyordu, - güvenlik otomatiğini çalıştırmadan santrifüjü imha edin.
Ve şimdi nasıl yapıldığı bilinmeyen hakkında
Symantik uzmanlarının araştırmalarını Rusça'ya çeviren bilim merkezi "NAUTSILUS" tercümanlarının hafif eli ile Symantik raporunu orijinalinden okumayan birçok uzman kazanın çalışma voltajından kaynaklandığı kanaatine vardı. Santrifüj elektrik motoruna frekans 2Hz'ye düşürüldü.
Durum böyle değil, makalenin metninin başında doğru çeviri verilir.
Prensip olarak, yüksek hızlı bir asenkron motorun besleme voltajının frekansını 2Hz'e düşürmek imkansızdır. Sargılara bu kadar düşük frekanslı bir voltajın kısa süreli beslenmesi bile sargılarda kısa devreye neden olacak ve akım korumasını tetikleyecektir.
Her şey çok daha akıllıca yapıldı.
Aşağıda açıklanan elektromekanik sistemlerde rezonans uyarma yöntemi yeni olduğunu iddia edebilir ve ben onun yazarı olarak kabul edilirim, ancak büyük olasılıkla Stuxnet virüsünün yazarları tarafından zaten kullanılıyor, bu yüzden ne yazık ki, sadece intihal için kalıyor…
Yine de, fiziğin temelleri üzerine bir eğitim programı yürütürken aynı zamanda parmaklarımda açıklıyorum. 10 metre uzunluğunda bir kabloya asılı, diyelim ki bir ton büyük bir yük düşünün. Kendi rezonans frekansına sahip en basit sarkacı elde ettik.
Ayrıca, küçük parmağınızla 1 kg'lık bir eforla sallamak istediğinizi varsayalım. Tek bir deneme, görünür bir sonuç üretmeyecektir.
Bu, 1 kg'lık bir efor uygulayarak, örneğin 1000 kez tekrar tekrar itmeniz gerektiği anlamına gelir, o zaman böyle bir çoklu eforun toplamda ton başına bir eforun tek bir uygulamasına eşdeğer olacağını varsayabiliriz, bu oldukça böyle bir sarkacı sallamak için yeterli.
Ve böylece taktikleri değiştiriyoruz ve her seferinde 1 kg'lık bir efor uygulayarak asılı yükü serçe parmağımızla tekrar tekrar itmeye başlıyoruz. Fizik bilmediğimiz için bir daha başaramayacağız…
Ve bilselerdi, önce sarkacın salınım periyodunu hesaplarlardı (ağırlık kesinlikle önemsiz, süspansiyon 10 metre, yerçekimi kuvveti 1g) ve bu süre ile yükü küçük parmakla itmeye başladılar.. Formül iyi bilinmektedir:
10-20 dakika içinde bir ton ağırlığındaki bu sarkaç "anne ağlamasın" diye sallanacaktı.
Ayrıca sarkacın her niteliğine küçük parmakla basmak gerekli değildir; bu bir veya iki kez ve hatta sarkacın yüzlerce salınımından sonra yapılabilir. Sadece birikim süresi orantılı olarak artacaktır, ancak birikim etkisi tamamen korunacaktır.
Yine de, ortaokul hacminde (tipik bir modern programcının bilgi seviyesi) fizik ve matematik bilen insanları şaşırtacağım, böyle bir sarkacın salınım süresi salınım genliğine bağlı değildir, onu bir milimetre sallayın veya dinlenme noktasından bir metre, salınım süresi ve buna bağlı olarak sarkacın salınım frekansı sabit olacaktır.
Herhangi bir uzaysal yapının bir bile değil, birkaç rezonans frekansı vardır; aslında, içinde bu tür birkaç sarkaç vardır. Gaz santrifüjleri, teknik özellikleri nedeniyle, yüksek kalite faktörüne sahip ana rezonans frekansına sahiptir (titreşim enerjisini etkin bir şekilde biriktirirler).
Sadece gaz santrifüjünü rezonans frekansında bir parmakla sallamak kalır. Şaka tabi ki, eğer otomatik kontrol sistemli bir elektrik motoru varsa, o zaman aynı şey çok daha belirsiz bir şekilde yapılabilir.
Bunu yapmak için, elektrik motorunun sarsıntılardaki hızını artırmanız / azaltmanız (virüsün yaptığı gibi, 2 Hz'de) ve bu sarsıntıları santrifüjün mekanik yapısının rezonans frekansı ile yayınlamanız gerekir.
Başka bir deyişle, değişken frekanslı bir frekans voltaj dönüştürücü kullanarak motora mekanik rezonans frekansı sağlamak gerekir. Besleme geriliminin frekansı değiştiğinde motorda oluşan kuvvet momenti, mekanik rezonans frekansı ile gövdeye iletilecek ve kademeli olarak rezonans salınımları tesisatın çökmeye başlayacağı bir seviyeye ulaşacaktır
Belirli bir ortalama değere yakın frekans dalgalanmalarına "vuruş" denir, bu, herhangi bir frekans dönüştürücünün standart bir etkisidir, dedikleri gibi frekans, belirli sınırlar içinde "yürür", genellikle nominalin yüzde onda birinden fazla değildir. Sabotajcılar, bu doğal frekans vuruşları olarak gizlendi, kendi yapay olarak tanıtıldı, elektrik motorunun frekansının modülasyonu ve santrifüjün uzamsal yapısının mekanik rezonans frekansı ile senkronize edildi.
Konuya daha fazla girmeyeceğim, aksi takdirde sabotajcılar için adım adım talimatlar yazmakla suçlanacağım. Bu nedenle, tartışmanın dışında, belirli bir santrifüj için rezonans frekansı bulma sorusunu bırakacağım (her santrifüj için ayrıdır). Aynı nedenle, titreşimlere karşı acil korumayı tetiklemenin eşiğinde dengelemek gerektiğinde "ince" ayar yöntemini anlatmayacağım.
Bu görevler, frekans dönüştürücülerde kurulu yazılım mevcut çıkış voltajı akım sensörleri aracılığıyla çözülür. Bunun için sözümü alın - bu oldukça gerçekleştirilebilir, sadece algoritmalar.
Yine Sayano-Shushenskaya HES'teki kaza hakkında
Önceki makalede, hidroelektrik santralindeki kazanın, özel bir yazılım kullanılarak, İran'daki bir uranyum zenginleştirme tesisinde olduğu gibi (rezonans yöntemiyle) aynı şekilde meydana geldiği varsayılmıştı.
Bu, elbette, aynı Stuxnet virüsünün burada ve orada çalıştığı anlamına gelmez, elbette hayır. Aynı fiziksel nesne imha ilkesi işe yaradı - mekanik bir yapının yapay olarak indüklenen bir rezonansı.
Rezonansın varlığı, türbin kapağını sabitlemek için vidalanmamış somunların varlığı ve kaza anında çalışan tek eksenel titreşim sensörünün okumaları ile gösterilir.
HES kazasının zaman ve sebeplerinin İran uranyum zenginleştirme tesisindeki sabotaj gerçeği ile örtüşmesi dikkate alınarak, kaza anında sürekli titreşim kontrol sisteminin devre dışı bırakılması, ünitenin HES kontrolünde çalışması türbin ünitesinin otomatik kontrol sistemi, rezonansın tesadüfi bir fenomen değil, insan yapımı bir fenomen olduğu varsayılabilir.
Bu varsayım doğruysa, gaz santrifüjlerindeki durumun aksine, türbin ünitesini imha etme görevi manuel müdahale gerektiriyordu. HES'te bulunan ekipman, sabotaj yazılımının bireysel rezonans frekansını otomatik olarak algılamasına ve ardından acil durum sensörlerini tetiklemeden titreşimleri acil durum modunda tutmasına izin vermedi.
Hidroelektrik santralinde sabotaj yazılımı çalışması "insan faktörü" kullanımını gerektiriyordu. Birisi bir şekilde titreşim kontrol sunucusunu kapatmak zorunda kaldı ve bundan önce sabotaj yazılımının geliştiricilerine, planlı bir onarım sırasında kazadan altı ay önce kaldırılan belirli bir türbin ünitesinin rezonanslarının parametrelerini aktardı.
Gerisi teknik meselesiydi.
Rezonansın türbin rotorunun gövdesinde meydana geldiğini düşünmeye gerek yok, elbette hayır. Türbin rotoru ile kılavuz kanatlar arasında bulunan elastik kavitasyon boşluklarıyla doyurulmuş su tabakasının rezonansına neden oldu.
Basitleştirilmiş bir şekilde, böyle bir benzetme hayal edilebilir, altta türbin rotoru ile kılavuz kanatların kanatları arasında kavitasyon boşluklarından yapılmış bir yay var ve bu yay yüz metre yüksekliğinde bir su sütunu tarafından destekleniyor. İdeal bir salınım devresi ortaya çıkıyor. Böyle bir sarkaç sistemini sallamak çok gerçek bir iştir.
Bu rezonans yüzünden HERŞEY kılavuz kanatların bıçakları darbelerden mekanik olarak değil, dinamik bir yük tarafından kırıldı. İşte bu kırık bıçakların bir fotoğrafı, yüzeylerinde mekanik şok izi yok:
Kılavuz kanatların kırık kanatları türbinin tahliye deliğini tıkadı ve bu öngörülemeyen durumdan kaza bir felakete dönüşmeye başladı.
Türbin rotoru bir süper tanker pervanesine benziyordu ve bir buçuk bin ton kütle ve 150 rpm dönüş hızı ile "kapalı bir su kutusu" içinde dönmeye başladı. Türbin çalışma alanında, kapağın yırtıldığı ve görgü tanıklarına göre türbinin kendisi, jeneratörün rotoru (1.500 tonluk bir dev) ile birlikte uçtu. türbin salonunun tavanı.
Herkes tarafından daha fazla bilinen şey.
