See on teine artikkel, mis käsitleb resonantside kasutamist füüsiliste objektide hävitamiseks.
Esimene artikkel "Stuxneti viiruse venekeelne jalajälg" oli sissejuhatav ja mõeldud laiale publikule.
On aeg selle meetodiga üksikasjalikult tutvuda ja kõigepealt vaadake videot resonantsi visuaalse näitega, pärast seda arvan, et artikli teema saab selgemaks, sest parem on üks kord näha kui sada korda lugeda…
Siin on video:
Siin on teine:
Nii et palun suhtuge resonantsi lugupidavalt.
Nii kuulus, Stuxnetile tundmatu
Maailmakuulus Stuxneti viirus on praeguseks muutunud omamoodi õuduslooks, kõik teavad seda, kuid keegi ei mõista täielikult, kuidas tal õnnestus kahe aasta jooksul salaja uraani rikastamiseks tsentrifuugid hävitada. See pole isegi sabotaaž, vaid keerukam sabotaaži meetod - sabotaaž.
Mõelge kahe aasta jooksul, et sadu tsentrifuugid lagunevad pidevalt, kõik tootmisgraafikud on häiritud, spetsialistid kutsutakse "kõrva äärde" ja nad ei saa midagi teha enne, kui Valgevenest tuleb teade viiruse avastamise kohta. mille lahingukoormus oli Siemensi tööstusautomaatika sisemise tarkvara värskendusmoodulid.
Hiljem sai see viirus nimeks Stuxnet. Me arvasime välja kasutatud nakkusmeetodi koos selle tuuma tasemeni tungimise meetoditega ja Simatic S7 kontrollerite paroolikaitse murdmise meetodi kohalikus võrgus. Mõistsime midagi tsentrifuugirühma kontrolleri viirusega uuendatud püsivarast.
Kuid keegi ei ole veel selgitanud selle sabotaaži korral seadmete füüsilise väljalülitamise meetodit. Seetõttu proovime ise selle kõige olulisema mõistatuse välja mõelda.
Mida me teame
Siin on see Simatic S7 kontroller koos välisseadmete moodulitega:
Mikroprotsessor ise on sinise võtmega karp, kõik muu on välisseadmed. Mikrokontrolleri tarkvara (kasutatakse spetsiaalset STEP 7 tõlkikeelt) asub sisemises välkmälus. Kontrolleri tarkvara ja püsivara uuendatakse võrgu kaudu või füüsiliselt eemaldatava mälupulga kaudu. Sellised kontrollerid olid grupijuhtimisseadmed korraga 31 gaasitsentrifuugi jaoks.
Kuid nad lõhkusid tsentrifuugid otse teiste seadmete kaudu, - sagedusmuundur elektrimootori käitamiseks, umbes järgmiselt:
Nii näevad välja erineva võimsusega asünkroonsete elektrimootorite sagedusmuundurid (muundurid). Nimi viitab selle seadme funktsionaalsele otstarbele, see muudab standardvõrgu (kolmefaasiline 360 V) pinge erineva sagedusega ja erineva nimiväärtusega kolmefaasiliseks pingeks. Pinge muundamist juhitakse võrgu signaalide abil või seadistatakse juhtpaneelilt käsitsi.
Üks Simatic S7 kontroller juhtis kohe vastavalt sagedusmuundurite rühma (31 seadet), see oli grupijuhtimisseade 31 tsentrifuugi jaoks.
Nagu spetsialistid teada said, muutis grupijuhtimiskontrolleri tarkvara semantikat tugevalt Stuxneti viirus ja nad pidasid tsentrifuugi rikke otseseks põhjuseks Simatic S7 kontrolleri muudetud tarkvara abil sagedusmuunduritele grupikontrolli käskude väljastamist..
Viiruse poolt modifitseeritud juhtseadme tarkvara muutis iga sagedusmuunduri töösagedust üks kord viietunnise intervalli jooksul 15 minutiks ja vastavalt sellele ka sellega ühendatud tsentrifuugi elektrimootori pöörlemiskiirust.
Seda kirjeldab Semanticu uurimus:
Seega muudetakse mootori kiirus 1410 Hz -lt 2 Hz -le 1064 Hz -le ja seejärel uuesti. Tuletame meelde, et praegune tavaline töösagedus peaks olema vahemikus 807 Hz kuni 1210 Hz.
Seega muutub mootori pöörlemiskiirus 1410 Hz -lt 2 Hz kaupa 1064 Hz -ni ja pöördub seejärel tagasi. Tuletame meelde, et sel ajal hoiti normaalset töösagedust vahemikus 807 Hz kuni 1210 Hz.
Ja semantik järeldab selle põhjal:
Seega saboteerib Stuxnet süsteemi, aeglustades või kiirendades mootorit erinevatel aegadel erineva kiirusega
(Seega saboteerib Stuxnet süsteemi, aeglustades või kiirendades mootorit eri aegadel erinevatele kiirustele.)
Kaasaegsetele programmeerijatele, kes tunnevad füüsikat ja elektrotehnikat vaid keskkooli mahus, sellest ilmselt piisab, kuid pädevamate spetsialistide jaoks pole selline selgitus järjepidev. Tsentrifuugi rootori pöörlemiskiiruse muutmine lubatud piirides ja töösageduse lühiajaline ületamine 200 Hz (umbes 15%) nimiväärtusest iseenesest ei saa kaasa tuua massiivseid seadmete rikkeid.
Mõned tehnilised üksikasjad
Nii näeb rikastatud uraani tootmiseks ette gaasitsentrifuugide kaskaad:
Uraani rikastamise tehastes on selliseid kaskaade kümneid, tsentrifuugide koguarv ületab 20-30 tuhat …
Tsentrifuug ise on disainilt üsna lihtne seade, siin on selle skemaatiline joonis:
Kuid see konstruktiivne lihtsus on petlik, fakt on see, et sellise umbes kahe meetri pikkuse tsentrifuugi rootor pöörleb kiirusega umbes 50 000 p / min. Keeruka ruumilise konfiguratsiooniga rootori tasakaalustamine, peaaegu kaks meetrit pikk, on väga raske ülesanne.
Lisaks on vaja erilisi rootorite vedrustuse meetodeid laagrites; selleks kasutatakse spetsiaalseid painduvaid nõelalaagreid koos keeruka isesilinduva magnetvedrustusega.
Gaasitsentrifuugide töökindluse tagamiseks on põhiprobleemiks mehaanilise struktuuri resonants, mis on seotud rootori teatud pöörlemiskiirustega. Gaasitsentrifuugid liigitatakse selle alusel isegi kategooriatesse. Tsentrifuugi, mis töötab rootori kiirusel üle resonantsi, nimetatakse ülekriitiliseks, allpool - alakriitiliseks.
Ärge arvake, et rootori kiirus on mehaanilise resonantsi sagedus. Mitte midagi sellist, mehaaniline resonants ei ole seotud tsentrifuugi rootori pöörlemiskiirusega väga keeruliste suhete kaudu. Resonantssagedus ja rootori kiirus võivad erineda suurusjärgu võrra.
Näiteks tsentrifuugi tüüpiline resonantspiirkond on sagedus vahemikus 10 Hz – 100 Hz, samas kui rootori kiirus on 40–50 tuhat p / min. Lisaks ei ole resonantssagedus fikseeritud parameeter, vaid ujuv, see sõltub tsentrifuugi praegusest töörežiimist (koostis, esiteks gaasi temperatuuri tihedus) ja tagasilöögist rootori vedrustuse struktuuris.
Seadmete arendaja põhiülesanne on vältida tsentrifuugi töötamist suurenenud vibratsiooni (resonantside) režiimides; selleks automaatsed avariiblokeerimissüsteemid vibratsiooni taseme jaoks (deformatsioonimõõturid), töötamine rootori kiirustel, mis põhjustavad mehaanilise struktuuri resonantsi (tahhomeetrid)), mootori praegused koormused (voolukaitse).
Avariisüsteeme ei ühendata kunagi seadmetega, mis vastutavad käitise normaalse töö eest, need on eraldiseisvad, tavaliselt väga lihtsad elektromehaanilised süsteemid töö peatamiseks (lihtsalt avariilülitid). Seega ei saa te neid programmiliselt keelata ja ümber seadistada.
USA ja Iisraeli kolleegid pidid lahendama täiesti ebaolulise ülesande, hävitada tsentrifuug ilma turvaautomaatikat käivitamata.
Ja nüüd tundmatust, kuidas seda tehti
Teadusliku keskuse "NAUTSILUS" tõlkijate kerge käega, kes tõlkisid Symantiku spetsialistide uurimistöö vene keelde, olid paljud spetsialistid, kes ei lugenud Symantiku aruannet originaalis, arvamusel, et õnnetuse põhjustas tööpinge sagedus on vähendatud 2 Hz -ni tsentrifuugi elektrimootorile.
See pole nii, õige tõlge on antud artikli teksti alguses.
Ja põhimõtteliselt on võimatu vähendada kiire induktsioonmootori toitepinge sagedust 2 Hz-ni. Isegi sellise madala sagedusega pinge lühiajaline varustamine mähistega põhjustab mähistes lühise ja käivitab voolukaitse.
Kõik tehti palju targemalt.
Allpool kirjeldatud resonantsi ergastamise meetod elektromehaanilistes süsteemides võib väita, et see on uus ja mind peetakse selle autoriks, kuid tõenäoliselt kasutavad seda juba Stuxneti viiruse autorid, nii et paraku jääb see vaid plagieerimiseks..
Sellele vaatamata seletan ma sõrmedel, viies samal ajal läbi füüsika aluste haridusprogrammi. Kujutage ette tohutut koormust, näiteks tonni, mis ripub kaabli küljes, oletame, et see on 10 meetrit pikk. Oleme saanud lihtsama pendli oma resonantssagedusega.
Oletame veel, et soovite seda väikese sõrmega õõtsutada, rakendades 1 kg pingutust. Üks katse ei anna nähtavat tulemust.
See tähendab, et peate seda korduvalt vajutama, rakendades sellele 1 kg pingutust, näiteks 1000 korda, siis võime eeldada, et selline mitmekordne pingutus on kokku samaväärne ühekordse pingutuse rakendamisega tonni kohta. piisab sellise pendli õõtsutamiseks.
Niisiis, muudame taktikat ja hakkame korduvalt suruma riputatud koormat väikese sõrmega, rakendades iga kord 1 kg pingutust. Meil ei õnnestu uuesti, sest me ei tunne füüsikat …
Ja kui nad teaksid, arvutaksid nad kõigepealt pendli võnkumisperioodi (kaal on absoluutselt ebaoluline, vedrustus on 10 meetrit, raskusjõud on 1 g) ja hakkasid selle perioodi jooksul väikese sõrmega koormust suruma. Valem on hästi teada:
10-20 minuti pärast kõiguks see tonni kaaluv pendel nii, et "ema ei nuta".
Pealegi ei ole vaja väikese sõrmega iga pendli kvaliteeti vajutada; seda saab teha üks või kaks korda ja isegi pärast pendli saja võnkumist. Lihtsalt kogunemisaeg pikeneb proportsionaalselt, kuid kogunemisefekt säilib täielikult.
Ja siiski, ma üllatan inimesi, kes oskavad füüsikat ja matemaatikat keskkooli mahus (tüüpilise kaasaegse programmeerija teadmiste tase), sellise pendli võnkumisperiood ei sõltu võnkumise amplituudist, kiigutage seda millimeetri võrra või meetri kaugusel puhkepunktist, on võnkeperiood ja vastavalt pendli võnkesagedus konstantne.
Igal ruumistruktuuril pole isegi ühte, vaid mitu resonantssagedust; tegelikult on selles mitu pendlit. Gaasitsentrifuugidel on nende tehniliste omaduste tõttu nn peamine resonantssagedus kõrge kvaliteeditegur (need koguvad tõhusalt vibratsioonienergiat).
Jääb vaid gaasitsentrifuugi liigutada sõrmega resonantssagedusel. Nalja saab muidugi, kui on olemas automaatjuhtimissüsteemiga elektrimootor, siis saab sama teha märksa märkamatumalt.
Selleks peate tõmblema (nagu viirus tegi, 2 Hz juures) suurendama / vähendama elektrimootori kiirust ja väljastama need tõmblused tsentrifuugi mehaanilise struktuuri resonantssagedusega.
Teisisõnu, on vaja varustada mootorit mehaanilise resonantsi sagedusega, kasutades muutuva sagedusega sageduspinge muundurit. Jõuhetk, mis tekib mootoris, kui toitepinge muutuste sagedus edastatakse korpusesse mehaanilise resonantsi sagedusega ja järk -järgult jõuavad resonantsvõnkumised tasemeni, mille juures seade hakkab kokku varisema
Sageduse kõikumisi teatud keskmise väärtuse lähedal nimetatakse "löökideks", see on iga sagedusmuunduri standardne efekt, sagedus, nagu öeldakse, "kõnnib" teatud piirides, tavaliselt mitte rohkem kui kümnendik protsendi nominaalist. Doteerijad, kes olid maskeerunud nende loomulike sageduslöökidena, oma, kunstlikult sisse viidud, elektrimootori sageduse moduleerimine ja sünkroniseerisid selle tsentrifuugi ruumilise struktuuri mehaanilise resonantsi sagedusega.
Ma ei lähe enam teemasse, muidu süüdistatakse mind selles, et ma kirjutan saboteerijatele samm-sammult juhiseid. Seetõttu jätan arutelust väljapoole küsimuse resonantssageduse leidmiseks konkreetse tsentrifuugi jaoks (see on iga tsentrifuugi puhul individuaalne). Samal põhjusel ei kirjelda ma "peene" reguleerimise meetodit, kui on vaja tasakaalustada avariikaitse käivitamise piiril vibratsiooni eest.
Need ülesanded lahendatakse tarkvara abil saadaolevate väljundpinge vooluandurite abil, mis on paigaldatud sagedusmuunduritesse. Võtke mu sõna - see on üsna realiseeritav, lihtsalt algoritmid.
Jälle Sayano-Šušenskaja tuumaelektrijaama avarii kohta
Eelmises artiklis püstitati hüpotees, et avarii hüdroelektrijaamas põhjustati samal viisil (resonantsmeetodil) nagu Iraani uraani rikastamise tehases, kasutades selleks spetsiaalset tarkvara.
See muidugi ei tähenda, et siin ja seal sama Stuxneti viirus töötas, muidugi mitte. Töötas sama esemete hävitamise füüsiline põhimõte - mehaanilise struktuuri kunstlikult tekitatud resonants.
Resonantsi olemasolust annab märku turbiini katte kinnitamiseks keeratud mutrite olemasolu ja õnnetuse ajal töötanud ainsa aksiaalse vibratsiooni anduri näidud.
Võttes arvesse HEJ õnnetuse aja ja põhjuste kokkulangevust sabotaaži faktiga Iraani uraani rikastamise tehases, lülitati õnnetuse ajal välja pidev vibratsiooni juhtimissüsteem, üksuse töö juhtimisel. turbiiniseadme automaatjuhtimissüsteemi, võib eeldada, et resonants ei olnud juhuslik nähtus, vaid inimese loodud.
Kui see eeldus on õige, siis erinevalt gaasitsentrifuugide olukorrast nõudis turbiiniseadme hävitamine käsitsi sekkumist. HEJ -s saadaolev varustus ei võimaldanud sabotaažitarkvaral automaatselt tuvastada individuaalset resonantssagedust ja hoida seejärel vibratsiooni hädaolukorras ilma hädaandureid käivitamata.
Hüdroelektrijaamas nõudis sabotaažitarkvara töö "inimfaktori" kasutamist. Keegi pidi vibratsiooni juhtimise serveri kuidagi välja lülitama ja enne seda edastama sabotaažitarkvara arendajatele konkreetse turbiiniseadme resonantside parameetrid, mis eemaldati sellest kuus kuud enne õnnetust plaanilise remondi ajal.
Ülejäänu oli tehnika küsimus.
Pole vaja arvata, et resonants tekkis turbiini rootori korpuses, muidugi mitte. Tekkis turbiini rootori ja juhtlabade vahel paiknevate elastsete kavitatsioonõõnsustega küllastunud veekihi resonants.
Lihtsustatult võib sellist analoogiat ette kujutada, allosas on turbiini rootori ja juhtlabade labade vahel kavitatsiooniõõnsustest valmistatud vedru ning seda allikat toetab saja meetri kõrgune veesammas. Selgub ideaalne võnkering. Sellise pendlisüsteemi õõtsutamine on väga reaalne ülesanne.
Selle resonantsi tõttu KÕIK juhtlabade labad olid löökidest purunenud ja mitte mehaaniliselt, vaid dünaamilise koormuse tõttu. Siin on foto nendest purunenud labadest, nende pindadel pole mehaanilise löögi jälgi:
Juhtlabade purunenud labad blokeerisid turbiini äravooluava ja just sellest ettenägematust asjaolust hakkas õnnetus arenema katastroofiks.
Turbiini rootor meenutas supertankeri sõukruvi ja hakkas pöörlema "suletud veepurgis", mille mass oli poolteist tuhat tonni ja pöörlemiskiirus 150 p / min. Turbiini tööpiirkonnas tekkis selline vee ülerõhk, et kaas rebiti ära ja pealtnägijate sõnul lendas turbiin ise koos generaatori rootoriga (1500 -tonnine koloss) kuni turbiinisaali lagi.
Mis oli veel kõigile teada.
