Механический допинг и средняя скорость. Технодопинг или карлсоны в пелотоне «допинг бывает механическим»

Кристоф Бассон в молодости был профессиональным велосипедистом. В 1990 г. он был единственным членом скандальной команды Фестина, кто не принимал допинг и всегда выступал против его использования. За это, в свое время, он получил прозвище "Мистер Клин". В 2001 году он ушёл из велоспорта и занял должность консультанта по анти-допингу во французском министерстве. Недавно, в региональной гонке во Франции, Бассону удалось обнаружить мотор у гонщика 3-й категории.

43-летнего велосипедиста Сирила Фонтэйна поймали на использовании мотора на небольшой региональной гонке. Бассон изучил информацию по последним нескольким гонкам, в которых принимал участие Сирил, и на фотографиях ему удалось разглядеть некоторые детали. Во первых, велосипед, почему-то был слишком маленького размера для Сирила. На руле было 5 кабелей. Пятый кабель не шёл к велокомпьютеру, а переключатели были стандартными, так что должно быть 4 кабеля. Бутылкодержатель не был прикреплён болтами к раме. Бассон знал, что если в раме спрятан мотор, то болты будут мешать. Вызвало подозрение, также, то, что бутылка всегда выглядела одинаковой, в одинаковом положении. То-есть для питья она явно не использовалась. В ней была спрятана батарея для мотора.

Слишком маленькая рама, по словам Сирила, объясняется очень просто. Ему нужна была рама с достаточно большой нижней трубой, чтоб поместился мотор. Он заказывал её из Китая, и на тот момент не было нужного ему размера.

Мотор Сирил заказал у французского производителя Vivax. Такой сейчас можно купить за 2700 евро. Модель, кстати, не самая продвинутая. Vivax продаёт около 40 таких моторов в месяц.

Сирил Фонтейн заявил французской прессе, что он использовал мотор, не для того чтобы победить, а для того чтобы не чувствовать сильной боли от травмы полученной ранее. Но результаты на последних нескольких гонках вызвали подозрения у организаторов. Ведь он ехал в горку лучше чем велосипедисты первой категории, будучи спортсменом третьей категории. Сирил действительно имел травму, но он также был убеждён, что другие спортсмены используют допинг. Он посчитал, что механический допинг это лучшее средство борьбы против допинга фармацевтического.

Сирил проехал 6 гонок на велосипеде со скрытым мотором. Его манера езды не выдавала скрытый мотор, поэтому сколько ещё человек пользуются мотором на разных уровнях соревнований, пока остаётся загадкой. Всего 3 велосипедиста было обнаружено в любительских соревнованиях. Понятно, что если спортсмен третьей категории смог скрыть мотор, то для профессиональных спортсменов с кучей спонсоров, это сделать куда проще.

По заверениям Кристофа Бассона обнаружить мотор совсем не сложно. Сканеры которые UCI использует сегодня не дадут 100% результата, но достаточно снять подседельный штырь и посветить фонариком в раму и мотор будет видно. С мотором в колесе, немного сложнее, но тоже всё возможно. Остаётся надеяться, что хотя бы в профессиональных гонках механический допинг смогут исключить.

Допинг-наука на месте не стоит и вот на смену таблеточкам и напиточкам в велоспорте пришел допинг технический. Буквально вчера был кажется первый случай его обнаружения, хотя разговоры об его применении уже ходят давно. У молодой бельгийки на крупном турнире обнаружили в велосипеде скрытый мотор и дело приняло нешуточный оборот. Она, конечно, заявила, что все это провокация, она ни при чем, велик вовсе не ее, и его взяли на проверку ошибочно. Но мне вот что стало интересно, что это за мотор такой, который можно незаметно засунуть в раму велосипеда? Двигатель внутреннего сгорания, реактивный или электрический?)))

И вот что говорит гугл на эту тему.

Один из примеров такого велосипеда с моторчиком продемонстрировал трехкратный победитель "Тур де Франс" Грег Лемонд.

Данная модель имеет 3 режима работы двигателя: 50-75 Ватт в течении полутора часов, 150 Ватт в течении часа, а при самом активном режиме — 250 Ватт в течении 30 минут.

Это один из первых вариантов, но более поздние модели имеют керамические компоненты и очень тихие.

Версия, которую показал ЛеМонд имеет батарею скрытую в бутылке, закрепленной на подседельной трубе. Также есть две маленькие кнопки на внутренней стороне руле, которые легко могут быть выданы за переключатели электронной трансмиссии. По словам Грега, существует технология со спрятанной батареей в раме и кнопками под рулевой лентой.

Также отсутствуют болты, которые держат двигатель, что еще усложняет его обнаружение.

В одном из комментариев к статье на эту тему есть более понятное объяснение для дилетанта - В раме монтируется тонкий электродвигатель, по видимому. с высоким крутящим моментом с прямым приводом на ведущую звездочку, а литий-ионных батареек, пригодных выдать приличный ток на 30-40 секунд, необходимых для победного рывка рассовать по трубкам рамы вообще не сложно.

Короче, жесть. В среде велосипедистов ходят упорные слухи, что механический допинг применяется уже очень давно и даже на самых престижных веломногодневках. Просто, до сих пор еще никого не поймали.

К примеру, прекрасным доказательством использования "моторизованного велосипеда" стал инцидент, который произошел в августе 2014 года на 7-м этапе гонки "Тур Испании". Тогда на повороте упал канадец Райдер Хесжедаль из команды "Garmin" - но его велосипед после падения продолжал настолько мощно крутить задним колесом, что машина начала описывать круги по асфальту. К счастью для своей команды Райдер быстро поднялся и "поймал" своего разбушевавшегося "коня".

Серьезные подозрения высказывались в СМИ относительно британца Криса Фрума из команды "Скай", который изумил всех своим "нечеловеческим" рывком, позволившим ему выиграть этап гонки "Тур де Франс" 14 июля. Но доказать ничего так и не удалось и Фрум продолжал гордо пребывать в желтой майке лидера.
Бывший велогонщик и также обладатель в прошлом желтой майки Тура - Седрик Вассёр, ехавший рядом с гонщиками на мотоцикле сопровождения, открыто заявил, что глядя на Фрума во время рывка у него сложилось впечатление что "велосипед ехал сам по себе". "До этого было заметно, что Фрум явно устал - и вдруг на удивление всем он делает невероятный прорыв и улетает вперед на большой скорости". Причем произошло это на затяжном трудном подъеме в Пиренеях. Вассёр подчеркнул, что очень сожалеет, что на данном этапе гонки не было осуществлено никаких проверок велотехники.

И таких примеров достаточно.

Фирма Cycles Duret уже давно торгует такой чудо-моделью для любителей - хотя она и не применима для незаметного использования на гонках. Небольшая батарея устанавливается в подседельной сумке, электродвигатель и вал с зубчатой передачей, приводящей в действие педали - внутри вертикальной стойки рамы. Включается движок незаметной кнопкой, установленной на рукоятках руля.

По сведениям тех, кто испробовал эту модель, она на подъеме увеличивает скорость примерно на 5 километров, и еще больше - на горизонтальной дороге. Продается в год примерно по 60 таких велосипедов, несмотря на их высокую цену - более 3 тыс. евро. По данным продавцов, немало "моторизованных" велосипедов покупают пожилые люди, которым приятно "с ветерком" обгонять на дорогах заинтригованную таким рывком молодежь.

Бедный-бедный велоспорт. Только что с таким скандалом победили ЭРО и прочую дрянь, как снова очередная напасть... И ведь это только начало! Сдается мне, что шума и истерик мы на эту тему еще послушаем(((

Потому что, например,

Венгерский изобретатель Иштван Вержас, создатель одной из моделей моторизированного велосипеда, утверждал недавно в интервью французской спортивной газете "Экип", что применение тайно усовершенствованных машин на крупнейших велогонках... "продолжается уже в течение 17 лет".

Проверки Международного союза велосипедистов (UCI) велосипедов гонщиков перед стартом и после финиша гонок уже стали привычными. Хотя в шоссейном велоспорте не было открыто ни одного случая применения механического допинга, споры вокруг спрятанных в велосипеде моторчиках не утихают. Французская спортивная телепрограмма Stade 2 и итальянская газета Corriere della Sera объявили, что провели расследование и пришли к выводу о том, что скрытые моторчики продолжают использоваться в профессиональных шоссейных гонках.

Журналисты Тьерри Вильдари (Thierry Vildary) и Марко Бонарриго (Marco Bonarrigo) применили дорогой термочувствительный детектор, чтобы проверить наличие моторчиков в велосипедах гонщиков на классике е (Strade Bianche) и многодневной гонке .

Как сообщается в статье Corriere della Sera , благодаря замаскированному под видеокамеру детектору журналисты заметили, по меньшей мере, 7 разного вида моторов в велосипедах участников Страде Бьянке и «Недели Коппи и Бартали».

5 из моторчиков были спрятаны в подседельной трубе, 2 - в задней втулке и кассете.

В статье утверждается, что эксперты подтверждают - тепло, зафиксированное детектором журналистов, способен продуцировать лишь мотор.

Также журналисты Вильдари и Бонарриго поехали в Будапешт, где встретились с венгерским инженером Иштваном Варьясом (Istvan Varjas), которого подозревают в продаже велосипедов со скрытыми моторчиками профессиональным велогонщикам. В одном из интервью L’Equipe Иштван Варьяс говорил, что никогда напрямую не продавал велосипеды с моторчиком гонщикам, а делал это через людей в Монако. Стоимость его велосипедов 100 000 - 150 000 евро.

Варьяс объяснил журналистам, что наиболее продвинутый вид моторчика с неодимовым магнитом в настоящее время прячется в карбоновом ободе, и он способен производить 60 ватт. Активируется и регулируется моторчик в колесе через блютус (bluetooth), а обнаружить его способен лишь мощный детектор магнитного поля.

Некоторые из моторчиков, которые можно поставить в подседельную трубку, сейчас свободно продаются, а наиболее современные из моторов очень трудно обнаружить из-за того, что выделяемое ими тепло очень мало. Иштван Варьяс также рассказал журналистам, что моторчики последних версий весят очень мало, их длина всего 5 см, но они могут производить мощность до 250 ватт. Их можно поставить в кассету или в каретку, что, по словам Варьяса «отлично подходит спортсменам, способным педалировать с высокой частотой».

Варьяс продемонстрировал журналистам особые , спрятанными глубоко в ободе. Магнетик со спиральной магнитной структурой, работающий на скрытой батарее, способен продуцировать до 60 ватт мощности, что может дать значительное преимущество на сложных подъёмах или в тяжёлой гонке. Такой обод стоит 50 000 евро, позволить его могут лишь некоторые спортсмены.

Механический допинг, или технологический допинг, или технодопинг это приспособления для улучшения спортивных показателей. В велоспорте проблема стала настолько серьезной, что перед гонками каждый велосипед сканируется судьями на предмет поиска скрытого электромотора. Надеюсь, что наработки механического допинга вполне можно использовать официально, если заменить аккумулятор конденсатором. Это может дать при умелом управлении существенную прибавку к средней скорости.

Если сделать поиск картинок по слову «techno-doping», то основные результаты в выдаче будут вовсе не связаны с велосипедом. На первом месте безногий бегун Оскар Писториус (Oscar Pistorius), на втором — костюм для плавания. Как это ни кощунственно звучит, но речь идет о технологических новшествах, которые превосходят по параметрам то, что есть у человека. Официальный спорт как правило притормаживает применение технологического прогресса. Иногда объясняет это нарушением техники безопасности, но обычно просто объявляют все новое допингом, что сразу обозначает запрет.

Велосипед с этой точки зрения сам по себе уже является допингом по сравнению с бегущим человеком, тем не менее, дальнейший прогресс тоже притормаживался. Довольно долго были запрещены «скорости» и аэродинамические костюмы. Сейчас продолжает действовать запрет на изменение схемы велосипеда (рама-треугольник и два колеса), ограничение минимального веса велосипеда. И конечно, запрет на всякого рода «допинги» с внешним вбросом энергии. Видимо для того, чтобы отличить такой допинг, его в англоязычном интернете называют «mechanical doping», т.е. «механический допинг». Поиск по картинкам выдает на первом месте небольшой электромотор, скрытый в подседельной трубе и аккумулятор, скрытый во фляжке или в подседельной сумке. Могут быть и другие схемы, но насколько понимаю, недавний скандал, связанный с вскрытием факта использования механического допинга на соревнованиях высокого уровня связан именно с таким устройством. Набор выпускается серийно уже несколько лет. Его можно официально купить (цена 2500 евро), название устройства: Vivax assist, подробности . Подходит для любого велосипеда с внутренним диаметром подседельной трубы 31.6 мм. Единственная переделка велосипеда — два отверстия в подседельной трубе для закрепления мотора. На сайте производителя есть информация о том, что основные покупатели это любители в возрасте за 60, которые катают групповые тренировки в клубах и не хотят отставать на подъемах от молодежи. Не буду рассуждать здесь о том, что и как решается на подъемах. Для дальнейшего рассмотрения вполне достаточно информации в заметке: « «. Подчеркну только, что производитель считает, что максимальной мощности такого небольшого моторчика (200 ватт) вполне достаточно, чтобы поддерживать скорость именно на подъемах. Этим это устройство принципиально отличается от электровелосипеда, на котором можно ехать долго и быстро, не крутя педали вообще.

Для того, чтобы вывести такой моторчик из категории «механический допинг», нужно выкинуть аккумулятор и заменить его конденсатором. А заряжать конденсатор отбиранием энергии путем понижения скорости на спуске. Эта мысль сформулирована в выводах заметки « «. Напомню, что там разобран пример велосипедиста, который по плоскому месту едет со скоростью 28 км/ч. При прохождении небольшого холма с такой же мощностью вкручивания, средняя скорость заметно падает. Единственный способ вернуть среднюю скорость к 28 км/ч, это ограничить скорость на спуске до 28 км/ч, а сохраненную энергию направить на увеличение скорости подъема до тех же 28 км/ч. Правда тогда будет не так как на рисунке, нужно, чтобы сначала велосипедист ехал с горки, а потом в горку. Сделать это можно только при помощи дополнительного приспособления потому что даже если велосипедист не будет на спуске крутить педали и запасать энергию внутри себя, все равно его скорость на спуске будет больше 28 км/ч.

Есть еще одно интересное следствие такого накопления энергии спуска.
Это нивелирование скорости подъема от веса велосипедиста. Пока рассуждать на эту тему не буду, но следствие очень интересное. У успешного велопрофи кости должны быть легкие («из карбона»). У меня, например, кости от природы тяжелые, причем существенно, килограмм на 15 больше. Это при прочих равных условиях дает преимущество на спуске, но в сумме минус, поскольку так устроена средняя скорость. А таким дополнительный устройством преимущество на спуске не растрачивалось бы впустую 🙂

В общем, возвращаясь к конкретике, разберу по блокам замечательный продукт Vivax assist с комментариями, как это можно использовать в идее под распространенным названием «рекуперация энергии».

Привод, длина 22 см, мощность 200 ватт, постоянно соединен через зубчатую передачу с осью вращения педалей. В редукторе есть фри-вил (free-wheel), правильное, но неиспользуемое название: «обгонная муфта», или трещотка, или бендикс и т.п. В общем, когда мотор не включен, то дополнительного сопротивления вращению педалей нет. При включении система добавляет до 200 ватт к мощности вращения педалей, оптимальный выход мощности по умолчанию установлен на каденсе 60 (частота вращения педалей в минуту) . При каденсе более 90 система отключается. Попытка прокачать через интернет, какой именно моторчик используется ничего не дала 🙂 Моторов на рынке с такими параметрами очень и очень много. В принципе достаточно было обратить внимание огромное количество самых разных дронов, чтобы и не пытаться искать 🙂 Но узнал, что 200 ватт, это гипотетическая мощность, реальная определяется током, который может выдать батарея для требуемого крутящего момента. В отличии о моторов, которые работают от сети переменного тока, выдаваемая мощность моторов постоянного тока определяется батарей, поэтому, например, на шуруповертах мощность не указана.

Контроллер, который также помещается в подседельную трубу. У него функции программирования «рабочего» каденса, когда идет добавление мощности к педалированию и максимального каденса, когда поддержка прекращается. Кроме этого, поддерживается частота вращения, вне зависимости от нагрузки. На практике это приводит к добавлению бОльшей мощности, если усилия на педалях становятся меньше и наоборот.

Блок батарей. Показатели впечатляют. Li-Ion, напряжение 30 В, емкость 5,50 Ah, размеры 120x70x70 мм, вес 850 г. Должно хватить на 70 минут работы. Есть и более мощная батарея, но остановимся на этой. Для начала вычислим примерную среднюю мощность двигателя. Как уже упоминал, максимальная мощность определяется батареей. Среднюю можно оценить из опубликованного времени работы, если перевести ампер-часы и напряжение в ватты и минуты. Получается 142 ватта . Это значение и будет использовать далее.
Судя по всему батарея это сборка из 8-и «банок» типа 32650 (т.е. диаметр 32 мм и длина 65 мм, напряжение на банке 3.7 В). Цена (отпускная с завода в Китае) примерно 5 долларов за банку.

Наконец, кнопка на руле. Короткое нажатие — включение и выключение мотора, нажатие пять секунд — запоминание предпочтительного каденса, нажатие 10 сек запоминание максимального каденса. Подчеркну еще раз, что вся система стоит примерно 2500 евро , с моей точки зрения очень прилично, больше, чем довольно дорогой велосипед.

Но радует то, что исходные составные части решения стоят в сумме примерно в 10-20 раз меньше, поэтому для дальнейших фантазий можно отталкиваться от такого набора. Из него можно использовать сразу мотор с редуктором, контроллер и кнопку управления. Вместо аккумуляторной батареи нужно поставить батарею из конденсаторов. И еще придумать динамо-машину для зарядки конденсаторов во время спуска, причем с дополнительным рычагом управления. Скорее всего наиболее удобно совместить такой рычаг с рычагом тормоза. Первая половина хода для электрического торможения, вторая для обычного. Но сначала нужно разобраться с конденсаторами.

Суперконденсаторы на сегодняшний день имеют существенно меньшую удельную энергию (кол-во запасенной энергии не единицу веса), чем у литий-ионного аккумуляторов, примерно в 25 раз. Это означает, что прямая замена рассмотренной выше батареи весом 850 грамм приведет к блоку конденсаторов весом в 20 кг. В 2006 году были анонсированы графеновые суперконденсаторы, их применение может дать выигрыш раз в пять, но все равно батарея весом 4 кг не подходит.

Ситуацию несколько выравнивает то, что в нашем случае не нужно сравнивать всю накопленную энергию в аккумуляторе и конденсаторе. Аккумулятор можно зарядить только перед поездкой. То есть, даже если не считать его «вредным допингом», для задачи выравнивания средней скорости он подходит пока не кончится заряд. Подзаряжать аккумулятор энергией, высвобождаемой из торможения на спусках бесполезно, поскольку он при зарядке берет энергию совсем по чуть-чуть, поэтому основная энергия уйдет в «песок», а не в аккумулятор. Конденсатор совсем другое дело, он заряжается, если не доводить до абсурда настолько быстро, насколько позволяет источник энергии. Но и берет энергии конденсатор только, сколько ему «дадут». В схеме выравнивания средней скорости источник энергии это торможение на спуске. То есть, если едешь с горки, например две минуты (это при скорости 25 км/ч примерно 800 метров), то система поможет заехать только в такую же горку (те же 800 метров с таким же перепадом), потом накопленная энергия кончится, даже если емкость конденсатора позволяет поддерживать намного бОльший подъем.

Поэтому для минимальной целесообразности системы можно считать, что накопленной в конденсаторе энергии должно быть достаточно, чтобы крутить моторчик с потребляемой мощностью 142 ватта (см выше) в течение пусть 5 мин. Вольтаж батареи конденсаторов возьмем примерно такой же, какая нужна для этого мотора, т.е. около 30 Вольт. Конечно еще необходима схема для поддержки напряжения, но это не проблема. Главное чтобы хватило запасенной энергии.

Численные прикидки для «первых попавшихся в сети» угольных суперконденсаторов Maxwell показывают, что нужна батарея из 10-и банок BCAP1200 P270, цена одной банки 45-75 долларов США. Размеры: диаметр 60 мм, длина 74 мм, вес 260 г. То есть батарея из 10-и банок будет стоить не менее 500 долларов, весить не менее 2.8 кг, а по размерам как 5 фляг. Если все-таки сравнивать с аккумуляторной батареей, то размер получается в 5 раз больше, вес в три раза больше, цена в 10 раз больше. Не вдохновляет 🙁

Прогресс идет. В рамках Maxwell, в тех же габаритах и весе можно уже приобрести более емкие конденсаторы, но все равно пока этого не достаточно. Нужно увеличение емкости конденсатора раз в пять при тех же габаритах и весе. То есть, как раз сколько обещают от графенового суперконденсатора. Да и стоимость не мешало бы сбросить. Пока в сети серийного графенового супеконденсатора не нашел. Названия такие встречаются, но судя по габаритам это не более, чем названия 🙁

добавлено 28.03.2017

По интернет-СМИ проскочил анонс суперконденсатора нового типа «Electric Double Layer Capasitor» (EDLC), что-то между конденсатором и аккумулятором от компании Spacelink. Параметры такие: Емкость 650 Фарад, вес 500 г, энергетическая плотность 58 Вт*ч/кг. У рассмотренного выше одного элемента Maxwell 2.7 Вольт характеристики такие: Емкость 1200 Фарад, вес 260 г, энергетическая плотность 4.7 Вт*ч/кг.

Сравнивать характеристики не очень просто, поскольку для Spacelink не указано номинальное напряжение. Но энергетическая плотность в 10 раз выше, этого хватит с запасом. Правда, т.к. это не «настоящий» конденсатор, а «продвинутый» аккумулятор, то возможно скорость заряда окажется не достаточной. Да и экземпляр, насколько понимаю далеко не серийный. Но прогресс идет 🙂

Таким образом, идею механического поддержания средней скорости велосипеда в холмистой местности придется отложить до серийного производства графеновых суперконденсаторов. Нужно, чтобы 3-х вольтовая банка на 1200 Фарад весила не более 80-и грамм (напомню, что сейчас 260 грамм). Странно конечно, что этого нет до сих пор, все-таки с анонса технологии прошло 10 лет. Кроме этого у нас был проект отечественного электромобиля на графеновых суперконденсаторах, который уже несколько лет как закрыт. Вполне возможно, что мало копал в интернете.

В принципе в сети в последние годы слегка обсуждается проблема рекуперации энергии торможения в автогонках под названием KERS (Kinetic Energy Recovery Systems) в которой также применяются суперконденсаторы. Интересно, что если сделать поиск по «KERS», то будут варианты и для велосипеда (некоторые довольно забавные на пружинах и маховиках) и даже для горных лыж. Так что, проблема обсуждается. А вообще задача неплохо проработана в трамваях и железной дороге. Там не нужно накапливать энергию торможения, достаточно просто отдать ее в сеть. В трамваях, насколько читал, даже нет системы механического торможения, только стояночный тормоз.

Допустим, что подходящий конденсатор все-таки есть.

Тогда из необходимых блоков остается еще динамо машина для зарядки конденсатора. Подчеркну еще раз, что конденсатор, это не аккумулятор, он заряжается быстро и любым током. Поэтому такая динамо машина может работать как тормоз (дополнительный, конечно). К сожалению, готовых наработок для велосипеда пока в сети не нашел. Но не думаю, что здесь могут быть технологические проблемы.

Конечно более изящное технологическое решение это мотор-генератор, размещенный в заднем колесе, как на электровелосипедах. В зависимости от переключения режима либо он крутится от конденсатора, либо наоборот при кручении заряжает конденсатор.

Управление велосипедом с системой рекуперации энергии может быть либо ручным, на спуске зарядил конденсатор, на подъеме забрал энергию. Либо электронным, типа «умный велосипед». Тогда вообще можно ничего не заметить, кроме того, что велосипед хорошо катит в гору 🙂