CC BY
305
БИОМЕХАНИЗМЫ УДАРНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ ДЕЙСТВИЙ В ТХЭКВОНДО (ВТФ)
С.Л. ПОДПАЛЬКО, ВНИИФК; В.Н. СЕЛУЯНОВ, РГУФК; Р.Н. ФОМИН, ВГАФКиС, г. Великие Луки;
А.А. НОВИКОВ, ВНИИФК
Аннотация
В тхэквондо биомеханический анализ ударных действий еще не выполнялся. В связи с этим исследование техники ударов ногами актуально для теории и практики спортивного тхэквондо. Цель исследования заключалась в определении основных технических действий в тхэквондо (ВТФ), выделении основных биомеханизмов и биомеханических фаз этих двигательных действий и выявлении характера активности основных мышц, задействованных в ударном действии.
В результате определены основные результативные технические действия в спортивном поединке тхэквондо (ВТФ): боковой удар ногой и прямой удар ногой с разворотом через спину. Методом биомеханической экспертной оценки выделены основные фазы и биомеханизмы бокового удара ногой и прямого удара ногой с разворотом через спину. Выявлен характер активности мышц ударной ноги и мышц
живота.
Abstract
In thekvondo, the biomechanical analysis kick actions was not carried out yet. In this connection research of engineering of impacts by legs actually for the theory and practice sports taekwondo.
The purpose of research consist in definition of the basic technical actions (in WTF), allocation of the basic biomechanisms and biomechanical phases of these impellent actions and revealing of character of activity of the basic muscles involved in shock action. In result the basic productive technical actions in a sports duel of thekwondo (WTF) are determined: a lateral kick and a direct kick with a turn through a back. The given technical actions are priority estimated by judges, therefore possession of them allows to achieve to sportsmen of victories.
The method of a biomechanical expert estimation allocates the basic phases and biomechanisms of a lateral kick and a direct kick with a turn through a back. Character of activity of muscles of a kicking leg and muscles of a stomach is revealed.
Ключевые слова: биомеханика, тхэквондо, техника, электромиография.
Введение
Тхэквондо - современный вид спортивных боевых единоборств, в основе которого лежат традиции боевых искусств Кореи. По версии ВТФ (Всемирной федерации тхэквондо), в поединках удары руками в голову запрещены, ногами - разрешены и в корпус, и в голову; ниже пояса - запрещены любые удары [3].
В апрельском номере журнала «Современные гуманитарные исследования» за 2007 г. [6] нами подробно рассматривался вопрос определения основных результативных ударов в тхэквондо. На основании анализа соревновательной деятельности ведущих тхэквондистов были выделены основные результативные технические действия спортивного поединка: боковой удар ногой и прямой с разворотом через спину удар ногой. Это те технические действия - удары ногами, которые приоритетно оцениваются судьями.
В тхэквондо ударные технические действия изучены недостаточно с точки зрения биомеханики. В связи с этим исследование техники ударов ногами актуально для теории и практики спортивного тхэквондо.
Цель исследования заключалась в определении основных биомеханизмов и биомеханических фаз двигательных действий, в выявлении характера активности основных мышц, задействованных в ударном действии.
Методика
Для видеоанализа соревновательных двигательных действий брались записи международных соревнований. Видеоанализ техники ударов выполнялся в соответствии с логикой биомеханического исследования [5]. Она включает следующие этапы:
Этап 1. Описание начальных условий двигательного действия.
Этап 2. Формирование задач исследования:
- построить скелетно-мышечную модель ОДА;
- сконструировать основные биомеханизмы и изучить их свойства;
- исследовать взаимодействие биомеханизмов при выполнении движения;
- экспериментально проверить вклад биомеханизмов в решение двигательной задачи.
Этап 3. Построение модели опорно-двигательного аппарата борца.
Этап 4. Поиск основных биомеханизмов двигательного действия. Выделяется в сложной модели определенная часть (кинематическая цепь звеньев), которая независимо от движения других звеньев тела позволяет обеспечить достижение поставленной цели движения. Такой частью, как правило, бывает определенный биомеханизм.
Этап 5. Определяются основные биомеханизмы и фазовый состав технического приема.
Этап 6. Экспериментальная проверка корректности теоретических следствий. Например, с помощью элект-ромиографического анализа активности мышц.
Электромиография. Исследование проводилось на базе ВЛГАФКиСг. В. Луки на 8-канальном электро-миографическом комплексе «мини-электронейромиограф» (АНО ИМР «Возвращение», СПб., 2003). Элект-ромиограмма обрабатывалась путем конвертирования и интегрирования исходного сигнала. Обработка данных позволила вычислить среднюю амплитуду и продолжительность электроактивности мышц при выполнении исследуемых технических действий (ударов) [2].
Результаты
Биомеханическое исследование. После детального, покадрового разбора видеозаписи нанесения бокового удара ногой олимпийским чемпионом иранцем Hadi Saei Bonehkohal (в/к 58-68 кг, 2004 г.) (рис. 1) и записи выполнения прямого удара с разворотом через спину призером (3-е место) этих же Олимпийских игр (в/к 5868 кг, 2004 г.) корейцем Song Myeong Seob (рис. 2) были получены следующие результаты.
Фазовый состав бокового удара ногой:
Фаза 1 - подседание с продвижением и разворотом впереди стоящей (не ударной - передней) ноги вперед. Перед выполнением удара надо запасти в мышцах ног энергию упругой деформации. Биомеханизм накопления энергии упругой деформации в мышцах - разгибателях ног.
Фаза 2 - вращение туловища и выталкивание. После постановки передней ноги она становится опорной, что дает возможность активировать мышцы задней поверхности бедра и сгибатели тазобедренного сустава задней - маховой и ударной ноги. Для сгибания ударной ноги в тазобедренном суставе должны быть активны
Фаза 1
Фаза 1 Фаза 2
Рис. 1. Боковой удар ногой
Фаза 3
Фаза 4
Фаза 1 Фаза 1 Фаза 2 Фаза 3 Фаза 4
Рис. 2. Прямой удар с разворотом через спину
сгибатели тазобедренного сустава (ПМБ), для вращения корпуса - мышцы живота (КМЖ). Биомеханизм активизации махового движения ногой.
Фаза 3 - сгибание ноги в тазобедренном и коленном суставах и остановка вращения корпуса. Для увеличения скорости нанесения удара мах выполняется со сгибанием ноги. В этом случае уменьшается момент инерции ноги. Прямая мышца бедра может быть активна только вначале, а затем должна вытормаживаться, иначе нельзя будет согнуть ногу.
Фаза 4 - разгибание маховой ноги в коленном суставе. В конце маха коленный сустав выпрямляется. Кинетическая энергия маха превращается в поступательное движение всей ноги и туловища. Поэтому мышцы живота должны быть активны в течение всего времени выполнения технического действия. В момент удара все мышцы ударной ноги должны быть активны, таз разворачивается для увеличения ударной массы. Биомеханизм ударного действия.
Фазовый состав прямого удара ногой с разворотом через спину:
Фаза 1 - подседание. Перед выполнением удара надо запасти в мышцах ног энергию упругой деформации (биомеханизм накопления энергии упругой деформации в мышцах - разгибателях ног). Одновременно происходит скручивание туловища и отведений рук для замаха.
Фаза 2 - вращение туловища, выталкивание ногами. После накопления энергии упругой деформации в мышцах - разгибателях ног и туловище с руками начинается закручивание туловища с руками и отталки-
ванием маховой (ударной) ноги от опоры. Биомеханизм активации махового движения корпусом и ногой.
Фаза 3 - сгибание маховой ноги в тазобедренном и коленном суставах выполняется для увеличения скорости вращения. В этом случае уменьшается момент инерции ноги. Прямая мышца бедра может быть активна только вначале, а затем должна вытормаживаться, иначе нельзя будет согнуть ногу. Биомеханизм маха со сгибанием ноги.
Фаза 4 - разгибание ноги в тазобедренном и коленном суставах. В конце маха коленный и тазобедренные суставы выпрямляются. Кинетическая энергия маха превращается в поступательное движение всей ноги. Поскольку это движение противоположно вращению, то происходит остановка движения туловища. Все мышцы ударной ноги должны быть активны. Таз разворачивается для увеличения ударной массы. Биомеханизм ударного действия.
Электромиография. На основании проведенного биомеханического исследования и двигательных функций мышц человека [2, 4] мы определили основные группы мышц, задействованные при нанесении основных результативных ударов в тхэквондо (ВТФ): сгибатели, разгибатели и поворачивающие мышцы туловища (наружная косая мышца живота); сгибатели и разгибатели тазобедренного и коленного суставов (четырехглавая, большая ягодичная и двуглавая мышцы бедра; икроножная мышца голени); сгибатели голеностопного сустава (икроножная мышца голени); приводящие и отводящие мышцы бедра (длинная приводящая и средняя ягодичная мышцы бедра).
Рис. 3. ЭМГ бокового удара ногой. МС
Для ЭМГ-исследования нами были взяты квалифицированные тхэквондисты, а условия выполнения технических действий были максимально приближены к соревновательной деятельности. Единственное ограничение, которые мы вынуждены были принять, заключалось в том, что из-за особенностей снятия ЭМГ (толщина кожи, качество контакта электродов, индивидуальные особенности НМА и т.д.) вычислить средние величины и подвергнуть их математическому анализу не представлялось возможным. Поэтому мы исследовали направление изменения электроактивности. А также с целью определения активности исследуемых мышц мы разбили время выполнения каждой фазы на интервалы, равные 0,1 с, и внутри каждой фазы определяли изменение показателей. Результаты сопоставления полученных нами данных ЭМГ с данными биомеханического исследования представлены на рис. 3 и в табл. 1 - боковой удар ногой; рис. 4 и в табл. 2 - прямой удар ногой с разворотом через спину.
Боковой удар ногой:
1-я фаза - подседание с продвижением и разворотом впереди стоящей (не ударной - передней) ноги вперед. Высокая активность всех разгибателей коленного сустава - икроножной и четырехглавой мышц, а также мышц задней поверхности бедра и живота.
Во 2-й фазе - начало выполнения маха ударной ногой, связано со снижением активности разгибателей коленного сустава и активизацией прямой мышцы бедра, осуществляющей как сгибание в тазобедренном суставе, так и выпрямление коленного. Двуглавая мышца бедра сначала активна, а затем вытормаживается
(как это и было предсказано при выполнении биомеханического анализа).
В 3-й фазе - включаются односуставные разгибатели коленного сустава для создания голени максимальной кинетической энергии. Мышцы живота особенно активны для выполнения сгибания в тазобедренном суставе.
В 4-й фазе - удара активизируются все мышца для закрепления суставов, увеличения эквивалентной ударной массы.
Средняя ягодичная мышца, проявляющая свою активность в 1-й фазе, обеспечивает отведение бедра для обеспечения дальнейшего его выноса вдоль оси вращения корпуса. А в 3-й и 4-й фазах требуется удержание ноги на заданной высоте, что и подтверждается активностью средней ягодичной мышцы во время выполнения этих фаз.
Возникновение центробежных сил приходится на момент начала разворота туловища, а прекращение действия этих сил - на момент остановки вращения. Активность длинной приводящей мышцы бедра полностью совпадает со 2-й и 3-й фазами.
Прямой удар ногой с разворотом через спину:
Фаза 1 - подседание. Видно, что активны все мышцы - разгибатели ног, активность мышц живота пока незначительная.
Фаза 2 - вращение рук и корпуса, выталкивание ногами. Выполняется отталкивание вверх с разворотом туловища, поэтому продолжается активность разгибателей ног, и особенно косых мышц живота.
Фаза 3 - сгибание маховой (ударной) ноги в тазобедренном и коленном суставах, выполняется для
Таблица 1
Средняя амплитуда активности мышц при выполнении бокового удара ногой
н 3 3 © Время і, с 1 2 3 4 5 6 7 8
Икроножная мышца, мкВ Внутренняя широкая мышца, мкВ я В а а Вк 3 I * 5 І «т ^ € & ” ю Прямая мышца бедра, мкВ Большая ягодичная мышца, мкВ В _ * ^ яак я на м 5 £ « &І I и і а ям Длинная приводящая мышца, мкВ Наружная косая мышца живота, мкВ
1-я = 0,3 с 0,1 299 150 240 142 0 323 0 138
0.2 605 547 543 212 110 331 0 113
0,3 681 1002 497 160 159 253 242 812
2-я = 0,22 с 0,4 494 0 354 0 120 117 513 356
0,5 319 105 217 317 315 101 418 529
2-я и 3-я 0,6 251 449 151 291 202 418 424 461
3-я = 0,22 с 0,7 408 234 247 172 242 278 296 294
3-я и 4-я 0,8 168 251 117 149 160 341 202 320
4-я = 0,2 с 0,9 305 191 113 194 145 397 184 148
1,0 290 112 161 0 0 151 183 186
Общее время выполнения удара (1 общ.) = 0,94 с
Рис. 4. ЭМГ прямого удара ногой с разворотом через спину. МС
Таблица 2
Средняя амплитуда активности мышц при выполнении прямого удара с разворотом через спину
Фазы ТД Время с 1 2 3 4 5 6 7 8
Икроножная мышца, мкВ Внутренняя широкая мышца, мкВ Двуглавая мышца бедра, мкВ Прямая мышца бедра, мкВ Большая ягодичная мышца, мкВ Средняя ягодичная мышца, мкВ Длинная приводящая мышца, мкВ Наружная косая мышца живота, мкВ
1-я = 0,2 с 0,1 117 0 0 243 0 0 0 149
0.2 433 336 270 605 265 160 148 199
2-я = 0,26 с 0,3 608 445 428 572 405 155 252 152
0,4 200 154 450 128 128 0 382 226
2-я и 3-я 0,5 213 219 1194 272 326 137 289 342
3-я = 0,14 с 0,6 482 328 566 388 263 135 125 184
4-я = 0,14 с 0,7 294 162 460 293 109 117 325 523
0,8 226 156 158 225 160 160 258 165
Общее время выполнения удара (1 общ.) = 0,74 с
увеличения скорости вращения. Видно, что активность мышц - разгибателей суставов ноги минимизируется. Работают только мышцы живота.
Фаза 4 - разгибание ноги в тазобедренном и коленном суставах. В конце маха коленный и тазобедренные суставы выпрямляются. Кинетическая энергия маха превращается в поступательное движение всей ноги. Все мышцы ударной ноги активны, таз разворачивается для
увеличения ударной массы, что снова вызывает повышенную активность мышц живота.
Активность большой и средней ягодичных мышц связана с траекторией выноса ноги при сгибании. Если вынос бедра происходит несколько со стороны от оси вращения, то и активность средней ягодичной будет превалировать над активностью большой ягодичной мышцы. И, наоборот, при выносе бедра - максимально
близко к оси вращения. А следующее увеличение активности ведущего разгибателя бедра приходится на момент начала разгибания ноги в тазобедренном суставе, которое начинается в конце 3-й фазы как торможение движения сгибания бедра (созданного в предыдущих фазах), с последующим разгибанием в 4-й фазе. Увеличение активность длинной приводящей мышцы в конце
2-й, начале 3-й фазы вызвана возникновением центробежных сил из-за вращения корпуса и тазобедренного сустава. Для прохождения удержания бедра вблизи оси вращения тела и активируется приводящая мышца бедра.
1. Абрахамс Питер. Иллюстрированный атлас анатомии человека. Полное описание жизнедеятельности тела человека. - М.: БММ АО, 2005. - 256 с.
2. Городничев P.M. Спортивная электронейромиография. - Великие Луки, 2005.
3. Половинкин А.А. Формирование структуры защитных перемещений в боевых единоборствах: Автореф. дис. ... канд. пед. наук. - М., 2005.
4. Привес М.Г., Лысенков Н.К., Бушкович В.И. Анатомия человека. - Издательский дом СПбМАПО, 2004.
Проведенный сравнительный анализ электрической активности мышц с данными биомеханического анализа показал их эквивалентность, что дает основание для следующих выводов.
Выводы
1. Методом биомеханической экспертной оценки выделены основные фазы и биомеханизмы бокового удара ногой и прямого удара ногой с разворотом через спину.
2. Выявлен характер активности мышц ударной ноги и мышц живота.
5. Селуянов В.Н., Берхаем А. Биомеханизм как основа развития теоретической биомеханики двигательной деятельности человека: Учеб. пособие для студентов. -М.: РГАФК, 1977. - 68 с.
6. Подпалъко С.Л., Новиков А.А. Основные результативные технические действия в тхэквондо (ВТФ) // Научно-теоретический журнал «Современные гуманитарные исследования». - 2007. - № 2. - С. 262-264.
