 |
|
А теперь об неизвестном, как это делалось
С легкой руки переводчиков научного центра «НАУЦИЛУС», которые перевели исследование специалистов Симантика на русский язык, у многих специалистов, не читавших отчет Симантика в подлиннике сложилось мнение, что аварию вызывала подача на электромотор центрифуги пониженная до 2Гц частота рабочего напряжения.
Это не так, правильный перевод приведен в начале текста статьи.
Да и в принципе, невозможно снизить частоту питающего напряжения скоростного асинхронного электродвигателя до 2Гц. Даже кратковременная подача на обмотки такого низкочастотного напряжения вызовет короткое замыкание обмоток и срабатывание токовой защиты.
Все было сделано гораздо умнее.
Описанный далее метод возбуждения резонанса в электромеханических системах мог бы претендовать на новизну, а я считаться его автором, но его скорее всего уже применили авторы вируса Stuxnet, так что, увы, остается только заняться плагиатом…
И тем не менее, объясняю на пальцах, проводя заодно ликбез по основам физики. Мысленно представьте себе массивный груз, скажем в тонну, висящий на тросе предположим длинной 10 метров. У нас получился простейший маятник, обладающий собственной резонансной частотой.
Предположим далее, что вы хотите его раскачать мизинцем, прилагая усилие в 1кг. Одиночная попытка не приведет к никакому видимому результату.
Значит нужно толкать его многократно, прикладывая к нему усилия в 1кг скажем 1000 раз, тогда можно предполагать что такое многократное усилие будет эквивалентно в сумме одинарному приложению усилия в тонну, этого вполне достаточно для раскачки такого маятника.
И так, меняем тактику, и начинаем многократно толкать мизинцем подвешенный груз, каждый раз прикладывая усилие в 1кг. У нас снова ничего не получится, потому что физики не знаем…
А если бы знали, то сначала бы посчитали период колебаний маятника (вес абсолютно неважен, подвес 10 метров, сила тяжести 1g) и начали толкать мизинцем груз с этим периодом. Формула общеизвестна :
Минут бы через 10-20 этот маятник весом в тонну качался бы так, что «мама не горюй».
Причем не обязательно нажимать мизинцем на каждый качек маятника, это можно делать и через раз, и через два, и даже через сто колебаний маятника. Просто время на раскачку будет при этом пропорционально увеличиваться, но эффект раскачки полностью сохранится.
И еще, удивлю людей знающих физику и математику в объеме средней школы (уровень знаний типичного современного программиста), период колебаний такого маятника не зависит от амплитуды колебаний, раскачивайся он на миллиметр или на метр от точки покоя, период колебаний и соответственно частота колебаний маятника будет постоянна.
Любая пространственная конструкция обладает даже не одной, а несколькими резонансными частотами, фактически в ней несколько таких маятников. Газовые центрифуги в силу своих технических особенностей обладают так называемой основной резонансной частотой высокой добротности (эффективно накапливают энергию колебаний).
Осталось только пальчиком раскачать газовую центрифугу на резонансной частоте. Шутка конечно, если есть электромотор с системой автоматического управления, то можно сделать тоже самое гораздо незаметнее.
Для этого нужно увеличивать/уменьшать скорость работы электромотора рывками (как делал вирус, по 2Гц) и эти рывки выдавать с частотой резонанса механической конструкции центрифуги.
Другими словами нужно с частотой механического резонанса выдавать на мотор с помощью частотного преобразователя напряжения с переменной частотой. Момент силы, возникающий в моторе при изменении частоты питающего напряжения, будет передаваться на корпус с частотой механического резонанса и постепенно резонансные колебания выйдут на уровень при котором установка начнет разрушаться.
Флуктуации частоты возле некоего среднего значения называются «биения», это стандартный эффект работы любого частотного преобразователя, частота как говорят «гуляет» в некоторых пределах, как правило не более десятых долей процента от номинала. Саботажники замаскировали под эти естественные биения частоты, собственную, внесенную искусственно, модуляцию частоты работы электромотора и синхронизировали ее с частотой механического резонанса пространственной конструкции центрифуги.
Больше углубляться в тему не буду, а то меня обвинят в том, что пишу пошаговую инструкцию для саботажников. Поэтому за пределами обсуждения оставлю вопрос нахождения резонансной частоты для конкретной центрифуги (она у каждой центрифуги индивидуальная). По этой же причине не буду описывать метод «тонкой» регулировки, когда нужно балансировать на грани срабатывания аварийной защиты от вибраций.
Эти задачи решаемы через программно доступные токовые датчики выходного напряжения, установленные в преобразователях частоты. Поверьте на слово,- это вполне реализуемо, дело только в алгоритмах.