CC BY
43сравнительным анализ техники конькового хода лыжников-гонщиков и биатлонистов
УДК/UDC 796.012.37
Информация для связи с автором: sport_med@list.ru
Поступила в редакцию 20.05.2021 г.
Кандидат педагогических наук Н.Б. Новикова1 И.Г. Иванова1
Кандидат педагогических наук, доцент Г.А. Сергеев2
Аспирант А.В. Петрушин2
А.Н.Белёва1
1Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт физической культуры, Санкт-Петербург
Национальный государственный Университет им. П.Ф. Лесгафта, Санкт-Петербург
SKATE SKIING TECHNIQUES IN CROSS-COUNTRY RACES AND BIATHLON: COMPARATIVE ANALYSIS
PhD N.B. Novikova1 I.G. Ivanova1 A.N. Belyova1
PhD, Associate Professor G.A. Sergeev2 Postgraduate student A.V. Petrushin2
1 Saint Petersburg Scientific Research Institute of Physical Culture, Saint Petersburg
2 Lesgaft National State University of Physical Education, Sport and Health, St. Petersburg
Аннотация
Цель исследования - определение основных биомеханических характеристик техники одновременного двухшажного конькового хода лыжников-гонщиков и биатлонистов, сравнительный анализ показателей технико-тактической подготовленности.
Методика и организация исследования. В работе проводились: видеосъемка передвижения на подъеме, видеоанализ, расчет биомеханических характеристик.
Результаты исследования и выводы. Наибольшую скорость лыжники и биатлонисты показывают на стартовом круге, биатлонисты снижают скорость на 2-м и 3-м, лыжники значительно увеличивают ее на финишном круге. Повышение скорости лыжников сопровождается увеличением как частоты движений, так и длины шага. Величины длины шага лыжников и биатлонистов на 1-м и 3-м кругах имеют существенные различия. Угловая скорость разгибания в коленном суставе на 1-м круге выше у биатлонистов (2,09 против 1,76 рад/с), на последнем круге - у лыжников (2,16 против 1,97 рад/с). Результат: повышение скорости возможно за счет применения равномерных вариантов раскладки сил, экономизации техники движений в начале дистанции.
Ключевые слова: биатлон, лыжные гонки, кинематические характеристики.
Abstract
Objective of the study was to test and analyze the kick double pole skate skiing biomechanics versus the technical and tactical fitness rates for the cross-country and biathlon.
Methods and structure of the study. We video-captured the competitive performance of the sample on ascends for further analyses to compute and analyze the movement biomechanics rates.
Results and conclusion. The cross-country skiing and biathlon groups was tested with the highest speeds in the starting lap, followed by its fall in laps 2-3 in biathlon, and growths in the final lap in the cross-country skiing group due to the increased striding frequency and stride length. The stride length in laps 1 and 3 showed significant intergroup differences. The knee joint extension rate in lap 1 was higher in the biathlon group (2.09 versus 1.76 rad/ s) and in the final lap in the cross-country skiing group (2.16 versus 1.97 rad/ s). The study data give grounds to recommend the skiing speed being increased using more balanced strength management scenarios to economize the movement biomechanics at the early competitive stages.
Keywords: biathlon, cross-country skiing, kinematic characteristics.
Введение. Биатлон - вид спорта, успешность в котором определяется временем в лыжной гонке и результатами в стрельбе. Известно, что дистанционная скорость является самым важным фактором, влияющим на итоговый результат биатлонистов [3]. Вклад времени преодоления дистанции у биатлонистов составляет 59-65 % итогового результата, эффективность стрельбы - 31-36 %, а время, затраченное на рубеже, объясняет только 4-6 % [1]. При этом время преодоления подъемов оказывает наибольшее влияние на итоговый результат биатлонистов в спринте, а тактика лыжной гонки, выбор эффективного способа передвижения и опти-
мального темпа являются резервом повышения результативности [5].
Российские биатлонисты проигрывают иностранным соперникам именно в гоночном компоненте, что обуславливает необходимость поиска средств повышения физической и, особенно, технической подготовленности. Необходимость сочетания стрельбы и лыжной гонки в соревнованиях биатлонистов, специфичность тренировочных воздействий исключают прямое заимствование методов тренировки лыжников-гонщиков и ориентирование на показатели их физической и технико-тактической подготовки.
Цель исследования - выявить особенности биомеханических характеристик одновременного двухшажного конькового хода лыжников-гонщиков и биатлонистов.
Методика и организация исследования. Эксперимент проведен во время совместной контрольной тренировки в Алдане, 30 ноября 2020 г В исследовании участвовали 10 лыжников-гонщиков (средний возраст - 27,6 лет; 2 ЗМС, 3 МСМК, 5 МС) и 11 биатлонистов (средний возраст - 27,1 лет; 3 ЗМС, 5 МСМК, 3 МС). Видеосъемка (Sony HDR730 VE) проводилась на последнем подъеме каждого круга. Видеокамера установлена неподвижно перпендикулярно лыжной трассе таким образом, чтобы в кадр попадали три цикла движений одновременного двухшажного хода. Крутизна участка подъема составляла 13°, общая длина - 300 м.
Биомеханические характеристики рассчитывались Dartfish Pro 9. Определялись: скорость передвижения, темп, длина шага (перемещение за цикл), продолжительность подседания, отталкивания и проката на одной лыже, угловые характеристики фаз движения. Для биомеханического анализа выделены три ключевые позиции: постановка ноги на опору (в фазе с отталкиванием палками); подседание - момент, когда обе ноги находятся в одной поперечной плоскости; окончание отталкивания. Определялись угол наклона голени к поверхности трассы, угол в коленном суставе, угол в тазобедренном суставе и угол наклона туловища к горизонту (см. рисунок). Период с момента постановки ноги на опору до сведения бедер считался временем подседания, а период разгибания ноги с момента подседания до отрыва лыжи от снега - временем отталкивания.
Обработка, анализ и визуализация данных выполнена в программе Rstudio [4]. Гипотеза о значимости межгрупповых различий проверялась непараметрическим критерием Манна-Уитни. Нормальность распределения - критерием
Ключевые позиции одновременного двухшажного хода
Шапиро-Уилка. Данные представлены в виде М±с, где М -среднее значение, с - стандартное отклонение. При отсутствии нормального распределения: в виде Ме, Q1, Q3 - медианы, нижнего и верхнего квартилей.
Результаты исследования и их обсуждение. Спортсмены состязались в лыжной гонке на 12 км: дистанция из трех идентичных кругов по 4 км. Лучший результат - 30 мин 13 с. Скорость лыжников в среднем предсказуемо выше скорости биатлонистов на всех кругах, но интерес представляет динамика этого показателя в каждой группе. На графике отчетливо видно, что результаты в команде биатлонистов более «плотные», снижение скорости на втором круге выражено сильнее, чем у лыжников. На последнем круге лыжники смогли увеличить скорость (среднее время круга на 4 с больше 1-го), тогда как биатлонисты прошли последний круг также, как и 2-й, но медленнее, чем 1 -й.
Анализ макрокинематических характеристик преодоления подъема позволяет не только оценить особенности техники и тактики, но и определить резервы повышения работоспособности. Скорость передвижения лыжников на подъеме (первые два круга) в среднем не отличалась от биатлонистов (табл. 1). Однако лыжники поддерживали скорость в большей степени за счет силы отталкивания, нежели частоты движений. На первом круге средняя длина шага лыжников составила 2,68 м против 2,51 м у биатлонистов (р<0,05).
На последнем круге в обеих командах скорость возросла, но ее увеличение у лыжников выражено сильнее и обеспечено повышением как частоты движений, так и длины шага. Различия в его длине статистически существенны на 1-м и 3-м круге. Частота движений у биатлонистов существенно выше на первом круге (54,4 против 51,3 цикл/мин).
Средние значения времени отталкивания и проката на одной лыже менялись в течение гонки, но не имели значимых различий. В начале гонки время проката у биатлонистов и лыжников составило в среднем 0,42 и 0,40 с, а на последнем 0,39 и 0,37 с, соответственно.
На последнем круге большинство лыжников выполняли одновременный двухшажный ход прыжками, что привело к незначительному уменьшению среднего времени отталкивания относительно начала гонки с 0,33 до 0,29 с. У би-
Таблица 1. Биомеханические характеристики (Ме) одновременного двухшажного хода лыжников (Л) и биатлонистов (Б)
Показатель 1 круг 2 круг 3 круг
Б Л Б Л Б Л
Скорость, м/с 2,27 2,21 2,30 2,23 2,49 2,64
Длина шага, м 2,54 2,67 2,49 2,59 2,48 2,70
Частота движений, цикл/мин 55,05 50,00 53,57 51,73 63,83 56,93
Время отталкивания, с 0,32 0,32 0,32 0,30 0,30 0,28
Время проката, с 0,40 0,41 0,40 0,40 0,38 0,36
Таблица 2. Угловые характеристики подседания
□ и
£ г. CL
ч—
О OJ и
2 CL ' -о с
га
^
О (U .с Н
Круги дистанции Группа Угловые характеристики, град. Время подседания, с
Наклон голени Коленный сустав Тазобедренный сустав
1 Лыжники 60,78±3,02 119,00±3,64 90,28±4,74 0,31±0,07
Биатлонисты 57,30±2,48 116,45±6,27 89,09±6,77 0,32±0,04
2 Лыжники 59,01±3,61 118,06±4,86 89,06±6,41 0,32±0,05
Биатлонисты 59,39±4,15 115,63±8,54 88,23±6,66 0,31±0,04
3 Лыжники 60,02±4,81 115,81±7,06 84,34±4,68 0,27±0,07
Биатлонисты 59,53±3,75 115,99±6,99 83,64±5,58 0,29±0,06
34
http://www.teoriya.ru
№12^ 2021 Декабрь | December
Таблица 3. Угловые величины наклона туловища к горизонту
Круги дистанции Вид спорта Угол наклона туловища к горизонту, град
Постановка ноги Подседание Окончание отталкивания
1 Лыжники 54,03±4,13 44,76±6,19 58,90±2,36
Биатлонисты 53,38±2,14 39,94±13,41 57,32±6,23
2 Лыжники 52,60±3,18 42,19±5,59 58,69±5,20
Биатлонисты 51,05±2,85 42,02±4,19 56,94±2,37
3 Лыжники 48,86±3,15 37,90±3,48 54,24±3,65
Биатлонисты 49,31±2,65 39,48±5,19 55,56±3,67
атлонистов эта величина практически не изменилась (0,32 и 0,31 с). Большая вариативность показателей в группах объясняется индивидуальными особенностями техники и различным функциональным состоянием спортсменов.
Разница в скорости и длине шага на подъеме обуславливается величиной, направленностью и своевременностью прилагаемых усилий, а также эффективностью использования инерции отталкивания в скользящем шаге. Положение лыжников в момент подседания имеет выраженную связь с силой отталкивания: в экономичных вариантах лыжного хода (например, на затяжных подъемах, в тяжелых погодных условиях) - величины суставных углов больше, чем при передвижении с максимальной скоростью [5].
Во время выполнения ускорений высококвалифицированные лыжники не только увеличивают частоту движений, но и стремятся сильнее отталкиваться, что выражается в более активном сгибании ног и туловища во время подседания. Полученные данные (табл. 2) свидетельствуют, что несмотря на высокую вариативность результатов в группе лыжников, в среднем первые два круга эти спортсмены выбирали экономичный стиль передвижения, а на последнем выполняли финишное ускорение. В группе биатлонистов величина угла в коленном суставе сохранялась на одном уровне на всех трех кругах, значительно уменьшилась только величина угла в тазобедренном суставе. Лидеры биатлонистов выполняли двух-шажный ход прыжками уже на первом круге дистанции, однако средние значения угловых характеристик свидетельствуют, что в целом в группе биатлона спортсмены не смогли увеличить прилагаемые усилия отталкивания на последнем круге.
Для анализа характера отталкивания проведено сравнение угловой скорости разгибания коленного сустава. На первом круге биатлонисты выполняли более быстрое отталкивание, тогда как лыжники применяли экономичный вариант хода. На втором круге повысилась вариативность данного показателя: часть спортсменов продолжали выполнять быстрое, акцентированное отталкивание, другие не могли поддерживать подобный режим работы. На последнем круге скорость отталкивания у лыжников была выше, чем на первом, а у биатлонистов, напротив, значительно снизилась.
Представляет интерес сравнение угла наклона туловища к горизонту, так как на этот параметр может влиять стереотип техники, выработанный при передвижении с оружием в биатлоне. На первых двух кругах дистанции биатлонисты сильнее наклоняли туловище (табл. 3). В фазе подседания на первом круге эта тенденция выражена наиболее ярко. На последнем круге более выраженный наклон туловища во всех фазах определен у лыжников, что объясняется увеличением скорости передвижения. Вместе с тем, статистически значимых различий в величинах наклона туловища в двух группах спортсменов не обнаружено.
Выводы. Полученные данные демонстрируют различия в тактике преодоления дистанции: лыжники и биатлонисты
показывают высокую скорость на стартовом круге, однако если биатлонисты снижают ее на 2 и 3-м кругах, то лыжники на финишном круге значительно ее увеличивают. Повышение скорости лыжников сопровождается увеличением как частоты движений, так и длины шага, причем величины длины шага лыжников и биатлонистов на первом и третьем кругах имеют значимые различия. Биатлонисты повышают скорость на подъеме последнего круга только за счет увеличения темпа движений, длина шага сохраняется прежней.
В начале дистанции лыжники демонстрируют более экономичный способ отталкивания, биатлонисты - применяют «взрывное» отталкивание с большей угловой скоростью разгибания колена и глубоким подседанием. На финишном подъеме ситуация противоположная - лыжники увеличивают скорость отталкивания, выполняя более быстрое и глубокое подседание.
Полученные данные могут быть полезны для совершенствования технико-тактического мастерства биатлонистов. В частности, несмотря на различия в средней скорости, значимых различий в скорости передвижения на подъеме не было. Представляется наиболее вероятным, что лыжники выигрывали на равнинных участках.
Литература
1. Лачшингер Г. Анализ биатлонного соревнования по спринту и сопряженных с ним определяющих факторов эффективности, выявленных лабораторным путем / Г. Лачшингер, Р.К. Талсенс, Я. Кокбак, Ё. Сандбакк // Современная система спортивной подготовки в биатлоне: Матер. VIII Всерос. научн.-практ. конф. -Омск: СибГУФК, 2020. - С. 109-131.
2. Новикова Н.Б. Применение видеоанализа для оценки технической подготовленности и специальной работоспособности лыжников-гонщиков высокого класса / Н.Б. Новикова // Актуальные вопросы подготовки лыжников-гонщиков: Матер. II Всерос. научн.-практ. конф. по лыжным гонкам. - Смоленск, 2013. - С. 154-259.
References
1. Lachshinger G., Thalsens R.K., Kokbak J., Sandbakk Y. Analiz biat-lonnogo sorevnovaniya po sprintu i sopryazhennykh s nim opredely-ayushchikh faktorov effektivnosti, vyyavlennykh laboratornym putem [Analysis of sprint biathlon competition and associated determining factors of effectiveness identified in vitro]. Sovremennaya sistema sportivnoy podgotovki v biatlone []. Mater. VIII nat. res.-pract. conf. Omsk: SibSUPC publ., 2020. pp. 109-131.
2. Novikova N.B. Primenenie videoanaliza dlya otsenki tekhnicheskoy podgotovlennosti i spetsialnoy rabotosposobnosti lyzhnikov-gonsh-chikov vysokogo klassa [Video analysis to assess technical fitness and special performance of elite racing skiers]. Aktualnye voprosy podgotovki lyzhnikov-gonshchikov [Topical issues of racing skier training racing]. Proc. II nat. res.-practical. conf. for cross-country skiing. Smolensk, 2013. pp. 154-259.
3. Luchsinger, H., Kocbach, J., Ettema, G., and Sandbakk, 0. (2018). Comparison of the effects of performance level and sex on sprint performance in the Biathlon World Cup. Int. J. Sports Physiol. Perform. 13, 360-366.
4. R Core Team (2020). R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. URL https://www.R-project.org/.
5. Skattebo, 0., and Losnegard, T. (2017). Variability, predictability and race factors affecting performance in elite biathlon. Int. J. Sports Physiol. Perform. 13, 313-319.
