CC BY
59
АНАЛИЗ ДИНАМИКИ УГЛОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОПЕРЕМЕННОГО ДВУХШАЖНОГО КЛАССИЧЕСКОГО ХОДА СИЛЬНЕЙШИХ ЛЫЖНИКОВ
Н.Б. НОВИКОВА, Г.Г. ЗАХАРОВ, Н.Б. КОТЕЛЕВСКАЯ,
ФБГУ СПбНИИФК
Аннотация
В статье проанализирована динамика угловых характеристик и угловых скоростей попеременного двухшажного хода элитных лыжников-гонщиков на дистанции Кубка мира 2016 г. Определены критерии эффективности отталкивания в классической технике: начало активного подседания в момент остановки лыжи с одновременным сгибанием ноги в голеностопном и коленном суставах; в начале отталкивания ноги спортсмена находятся в одной плоскости, угол в коленном суставе минимален; во время выполнения отталкивания угол наклона голени остается неизменным, скорость разгибания ноги в коленном суставе во второй половине периода отталкивания максимальна (4,5-6 град/с). Полученные данные можно использовать для коррекции техники хода у квалифицированных спортсменов.
Ключевые слова: лыжные гонки, попеременный двухшажный классический ход, угловые характеристики, биомеханика.
Abstract
The dynamics of angular characteristics
and angular velocities of an alternate
two-stroke course of elite skiers-racers at the distance
of the World Cup 2016 is analyzed in the article.
Criteria of efficiency of repulsion in the classical
technique are determined: the beginning
of active subsidence at the time of ski stop
with simultaneous bending of the leg in the ankle
and knee joints; at the beginning of repulsion
the athlete's feet are in the same plane
and the angle in the knee joint is minimal;
during repulsion, the angle of inclination
of the shin remains unchanged, the rate of extension
of the leg in the knee joint is maximal in the second half
of the repulsion period (4.5-6 deg/s).
The received data can be used for correction of stride
technique in elite athletes.
Keywords: cross-country skiing, diagonal stride, angular characteristics, biomechanics.
Введение
Необходимым условием достижения максимально возможного результата для каждого спортсмена является высокий уровень технической подготовленности. Техника высококвалифицированного спортсмена должна быть эффективной, стабильной, вариативной и соответствовать индивидуальным особенностям спортсменов [2]. Под стабильностью следует понимать сохранение основных параметров техники без снижения ее эффективности, несмотря на сбивающие факторы (утомление, погодные условия, особенности трассы). Вариативность (изменчивость) двигательного навыка отражает возможность спортсмена к приспособлению к меняющимся факторам окружающей среды с учетом внутреннего состояния организма. Способность к своевременному и рациональному изменению техники в зависимости от условий лыжной трассы является отличительной особенностью спортсменов высокого класса. Индивидуализация техники предполагает определение и уточнение необходимых параметров двигательного действия, которые именно для данного спортсмена дают максимальный прирост скорости. Таким образом, при оценке эффективности того или иного элемента техники лыжника необходимо учитывать множество факторов - состояние трассы, рельеф, самочувствие и уровень работоспособности спортсмена и даже его анатомо-физиологические особенности. Именно
поэтому невозможно разработать идеальные модельные характеристики лыжных ходов для элитных спортсменов, в каждой ситуации они могут быть различными. В связи с этим встает вопрос о критериях эффективности техники высококвалифицированных лыжников-гонщиков, в соответствии с которыми возможно дальнейшее совершенствование движений. Кроме того, при осуществлении технической подготовки необходимо акцентировать внимание не только на внешние параметры кинематической структуры, но и на внутренние ощущения спортсмена, а для этого необходимо понимание динамики движений [1, 3].
Иностранные специалисты располагают большим количеством современных высокотехнологичных средств, применяемых для тестирования спортсменов на лыже-роллерных тредбанах. Во время комплексных исследований оценивается не только кинематика, но и одновременно измеряется мощность работы, сила отталкивания, физиологические показатели (ЧСС, потребление кислорода), производится электромиография мышц. На экраны выводится видеозапись действий спортсмена в реальном времени, что позволяет сразу корректировать движения и точно измерять полученный эффект [5, 6].
Недостатком подобных исследований может быть только отсутствие возможности их проведения в естественных условиях на лыжах. Во время международных
соревнований высокого уровня невозможно производить инструментальные измерения, и только видеосъемка позволяет проводить исследования, не вмешиваясь в ход гонки [4]. Мы предположили, что определение кинематических показателей и динамики угловых характеристик лыжных ходов сильнейших лыжников позволит получить информацию для оценки эффективности ключевых фаз лыжного хода.
Организация исследований
В ходе исследований был произведен анализ видеозаписей передвижения 13 спортсменов попеременным двухшажным классическим ходом (ПДШХ) на дистанции этапа Кубка мира в Руке (Финляндия) 2016 г. В число лыжников, чья техника изучалась, входили победитель и призеры гонки на 15 км, остальные спортсмены заняли места в топ-30. Определялись углы в голеностопном, коленном и тазобедренном суставах опорной ноги, а также угол наклона голени к поверхности трассы в период от момента постановки палок до отрыва толчковой ноги от снега. Применение видеокамер высокого разрешения, снимающих со скоростью 50 кадров в секунду, позволило
определять кинематические характеристики с интервалом 0,02 с. На участке подъема крутизной 7° были измерены: скорость передвижения, длина шага, частота движений, время выполнения отталкивания, продолжительность и длина проката.
Результаты исследования и их обсуждение
Анализ кинематических характеристик показал различия в технике высококвалифицированных спортсменов. Так, длина шага на подъеме крутизной 7° составляла у разных спортсменов от 2,51 до 3,39 м, частота движений - от 64 до 77 циклов в минуту, длина проката -от 0,19 до 0,76 м, время отталкивания 0,10-0,15 с. Средние параметры кинематики ПДШХ на трех кругах дистанции представлены в табл. 1. Кроме того, во время одноопорного скольжения часть спортсменов выкатывали стопу вперед, у других, напротив, колено опережало голень на протяжении всего цикла движений. Другой деталью техники, присущей многим спортсменам, часто вызывающей споры, является отталкивание «с носка», или ранний отрыв пятки от опоры во время выполнения подседания.
Таблица 1
Средние кинематические характеристики ПДШХ спортсменов с различными особенностями техники (п = 13)
Дистанция Скорость (м/с) Длина шага (м) Время цикла (с) Частота движений (цикл./мин) Время отталкивания ногой (с) Длина проката (м) Время проката (с)
1 круг 3,26 2,91 0,89 67,50 0,12 0,51 0,17
8* 0,11 0,23 0,06 4,64 0,01 0,13 0,04
2 круг 3,15 2,83 0,90 67,30 0,14 0,51 0,17
8 0,14 0,25 0,06 4,88 0,01 0,13 0,05
3 круг 3,13 2,73 0,87 69,09 0,14 0,46 0,19
8 0,18 0,25 0,06 4,77 0,01 0,15 0,12
* 8 - среднеквадратичное отклонение.
Таким образом, кинематика лыжного хода у элитных спортсменов, представляющих разные страны, достаточно вариативна и отличается по некоторым параметрам от общепринятой в нашей стране. Тем не менее высокая результативность и стабильность выступлений лыжников-гонщиков свидетельствует об эффективности их техники.
Для выявления общих характеристик техники ПДШХ и определения критериев ее эффективности были измерены угловые характеристики опорной ноги в полуцикле хода (рис. 1).
0,04 0,08 0,12
0,2 0,24 Время (с)
Наклон голени
Коленный сустав
Тазобедренный сустав
Рис. 1. Динамика угловых характеристик подседания и отталкивания в попеременном двухшажном классическом ходе
Точке 0 секунд на горизонтальной оси соответствует момент постановки палки и начала фазы скольжения с выпрямлением ноги. Угловые характеристики в этой фазе несколько различались: у 8-ми спортсменов определено увеличение угла наклона голени до 92-95° (выкат стопы вперед), у остальных - наклон голени остается неизменным до остановки стопы и составляет около 80-84°.
В момент остановки опорной ноги у всех спортсменов начинается активное сгибание ноги в коленном суставе, сопровождающееся значительным уменьшением угла наклона голени и заканчивающееся, когда колени спортс-
6
I 5
Р 4
I 3 1
га а. ,-, х ь О
§ -2 > -з
мена находятся в одной плоскости. На графике момент начала отталкивания характеризуется переломом кривой угла в коленном суставе и стабилизацией угла наклона голени на уровне 42-38°. Фиксация угла наклона голени к поверхности трассы при активном разгибании колена характерно для всех спортсменов, независимо от того, в какой момент происходит отрыв пятки от опоры.
На рисунке 2 показана динамика угловых характеристик движения в тазобедренном и коленном суставах и скорость наклона голени относительно поверхности трассы.
.-V
0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2 0,22 0,24 0,26 0,28 0,3 0,32 0,34 0,36 0,38 0,4 0,42
Время (с)
Движение Движение
............. коленного -тазобедренного
сустава сустава
Наклон голени
Рис. 2. Динамика угловых характеристик в полуцикле попеременного двухшажного хода
Отрицательные скорости определяются во время сгибания ноги, а положительные - соответствуют разгибанию. В период подседания (значения 0,14-0,28 с на горизонтальной оси) активнее всего производится движение в голеностопном суставе, приводящее к смещению вперед проекции центра масс тела, а также растягиванию
мышц голени и накоплению энергии упругой деформации. В фазе отталкивания (0,30-0,42 с) происходит возрастание угловых скоростей в голеностопном, коленном и тазобедренном суставах, причем важно отметить согласованность и соотношение величин - наибольший прирост угловой скорости определен в коленном суставе.
Выводы
Единообразие графиков динамики угловых характеристик и скоростей движения в суставах во время подседания и отталкивания у сильнейших спортсменов, несмотря на различия в кинематике их техники, позволяет определить следующие критерии эффективности ПДШХ:
1. Начало активного подседания в момент остановки лыжи с одновременным сгибанием ноги в голеностопном и коленном суставах.
2. Начало отталкивания происходит в момент, когда ноги спортсмена находятся в одной плоскости - соответствует наименьшему значению угла в коленном суставе.
3. Во время выполнения отталкивания (активное разгибание ноги в коленном суставе) угол наклона голени остается неизменным.
4. Максимальная скорость разгибания ноги в коленном суставе определяется во второй половине периода отталкивания и составляет 4,5-6 град/с.
Полученные данные можно использовать для коррекции техники попеременного двухшажного классического хода квалифицированных спортсменов.
Литература
1. Боген, М.М. Физическое воспитание и спортивная тренировка. Обучение двигательным действиям. Теория и методика / М.М. Боген. - М.: Либроком. - 2014.- 230 с.
2. Бутин, И.М. Лыжный спорт: учебное пособие для студентов высших педагогических учебных заведений. -М.: Академия. - 2000. - 367 с.
3. Гурский, А.В. Биомеханическое моделирование оптимального соотношения компонентов скорости передвижения лыжников-гонщиков разного уровня подготовленности / А.В. Гурский, Н.А. Демко // Вестник спортивной науки. - 2014. - № 2. - С. 4-8.
С*)
4. Новикова, Н.Б. Применение видеоанализа для оценки технической подготовленности и специальной работоспособности лыжников-гонщиков высокого класса / Н.Б. Новикова // Актуальные вопросы подготовки лыжников-гонщиков: материалы II Всероссийской научно-практической конференции тренеров по лыжным гонкам 12-15 мая 2013 г. - Смоленск: СГАФКСиТ. - 2013. -С. 154-159.
5. Pellegrini, B., Bortolan, L., Schena, F. Poling force analysis in diagonal stride at different grades in cross country skiers. - Scandinavian Journal of Medicine and Science in Sports 2011. - Vol. 21. - Pp. 589-597.
6. Stöggl, T. Analysis of a simulated sprint competition in classical cross country skiing / T. Stöggl, S. Lindinger, E. Müller // Scandinavian Journal of Medicine and Science in Sports. - 2007. - Vol. 17 (4). - Pp. 362-372.
References
1. Bogen, M.M. Physical education and sports training. Motion Training. Theory and methodology / M.M. Bogen. -M.: Librokom. - 2014. - 230 p.
2. Butin, I.M. Skiing. Textbook for students of higher pedagogical educational institutions / I.M. Butin. - M., Akademia. - 2000. - 367 p.
3. Gursky, A.V. Biomechanical modeling of optimal component ratio of skiers'movement speed of different levels qualification / A.V. Gursky, N.A. Demko // Vestnik sportivnoy nauki. - 2014. - No. 2. - Pp. 4-8.
4. Novikova, N.B. Use of video analysis to assess technical readiness and special working capacity of skiers-racers of
high class, Actual issues of preparation of skiers-racers. Collection of II Russian scientific-practical conference for coaches in ski racing 12-15 May 2013, Smolensk. - 2013. -Pp. 154-159.
5. Pellegrini, B., Bortolan, L., Schena, F. Poling force analysis in diagonal stride at different grades in cross country skiers. - Scandinavian Journal of Medicine and Science in Sports 2011. - Vol. 21. - Pp. 589-597.
6. Stöggl, T. Analysis of a simulated sprint competition in classical cross country skiing / T. Stöggl, S. Lindinger, E. Müller // Scandinavian Journal of Medicine and Science in Sports. - 2007. - Vol. 17 (4). - Pp. 362-372.
