CC BY
26@ Свешникова В.О. 2018
THE INFLUENCE OF PHYSIO BIOMECHANICAL PARAMETERS, TECHNICAL ASPECTS OF SHOOTING, AND PSYCHOPHYSIOLOGICAL FACTORS ON BIATHLON PERFORMANCE
ВЛИЯНИЕ ФИЗИОБИОМЕХАНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ, ТЕХНИЧЕСКИХ АСПЕКТОВ СТРЕЛЬБЫ И ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ В БИАТЛОНЕ
Viktoriya Olegovna Sveshnikova,
adjunct faculty of training of scientific-pedagogical and scientific staff of Moscow University of the Ministry of Internal Affairs of Russia named after V.Ya. Kikotya Email: miss-vika-94@bk.ru
Виктория Олеговна Свешникова,
адъюнкт факультета подготовки научно-педагогических и научных кадров Московского университета МВД России имени В.Я. Кикотя Email: miss-vika-94@bk.ru
Научный руководитель: Валерий Петрович Полянский, профессор кафедры огневой подготовки УНК СП Московского университета МВД России имени В.Я. Кикотя, доктор педагогических наук, доцент
Для цитирования: Свешникова В.О. Влияние физиобиомеханических параметров, технических аспектов стрельбы и психофизиологических факторов на производительность в биатлоне. 2/2018. С. 42-45.
Annotation. Biathlon is an Olympic sports discipline that includes cross-country skiing and rifle shooting, which requires a high level of physical fitness, good motor skills during shooting after intense work and under psychological pressure. The need for skiing with a rifle and shooting make this discipline is unique in its own way. The article studies and summarizes the scientific literature on biathlon, based on physiological and biomechanical factors, shooting techniques and its psychophysi-ological aspects.
Аннотация. Биатлон является Олимпийской спортивной дисциплиной, включающей в себя лыжную гонку и стрельбу из винтовки, которая требует высокого уровня физической подготовки, хорошей моторики во время стрельбы после интенсивной работы и под психологическим давлением. Необходимость передвижения на лыжах с винтовкой и стрельба делают эту дисциплину по-своему уникальной. В статье изучается и обобщается научная литература о биатлоне, основанная на физиологических и биомеханических факторах, технике стрельбы и ее психофизиологических аспектах.
Key words: postural balance, small-caliber rifle, biomechanics, psychophysiological factors, physiological reactions, physical preparation, skiing.
Ключевые слова: постуральный баланс, мелкокалиберная винтовка, биомеханика, психофизи-логические факторы, физиологические реакции физическая подготовка, лыжные гонки.
Биатлон - спортивная дисциплина, включающая в себя лыжную гонку коньковым ходом и стрельбу из мелкокалиберной винтовки, требующая значительной физической подготовки, аналогичной той, которая связана с лыжными гонками, но при этом, делая акцент на контроле во время стрельбы после интенсивной нагрузки и под психологическим давлением. Вдобавок к повышенным физическим нагрузкам, необходимость передвижения с винтовкой на спине влияет на биомеханику передвижения на лыжах.
Биатлон регулярно проводится на Олимпийских Играх с 1960 года. Изначально биатлонисты
использовали патроны большой мощности, и расстояние от огневого рубежа до мишени варьировалось от 100 до 250 метров. Позже, в 1978, стрельба была стандартизирована (0,22-дюймовые патроны и мелкокалиберная винтовка) и расстояние до мишени уменьшилось до 50 метров. В 1980-х годах бумажные мишени заменили металлическими, в то же время женщинам стало разрешено участие с введением женского биатлона в программу зимних Олимпийских Игр в 1992 году. Сегодняшний биатлон включает в себя несколько индивидуальных дистанций и эстафет, и, в действительности, биатлон стал одной из первых спортивных дисциплин
со смешанной эстафетой, в которой выступают как мужчины, так и женщины.
На сегодняшний день существует 6 видов дисциплин в биатлоне, включая: спринт (7,5 км для женщин и 10 км для мужчин, стрельба лежа (Л) и стоя (С)); гонку преследования (10 км для женщин и 12,5 км для мужчин, Л + Л + С + С); масс-старт (12,5 км для женщин и 15 км для мужчин, Л + Л + С + С); индивидуальную гонку (15 км для женщин и 20 км для мужчин, Л + С + Л + С); эстафету (4х6 км для женщин и 4х7,5 км для мужчин, 4х(Л+С)); и смешанную эстафету (2х6 км для женщин + 2х7,5 км для мужчин, 4х(Л+С)).
Время передвижения на лыжах в биатлоне варьируется примерно от 15 минут в спринте примерно до 45 минут в индивидуальных гонках. Во время прохождения дистанции частота сердечных сокращений (ЧСС) держится на уровне около 90 % от максимальной ЧСС (ЧСС макс.), немного уменьшаясь при подходе к стрельбищу и уменьшаясь примерно до 70 % и 60 % от ЧСС-мах во время стрельбы из положений стоя и лежа соответственно1. С момента введения коньковой техники в 1980-х, скорость в биатлоне, а именно скорость передвижения на лыжах, в настоящее время увеличилась примерно на 7 % по сравнению со скоростью в сезоне 2001/2002 (Рис. 1). Сегодня средняя скорость бега десяти лучших биатлонистов на этапах Кубка Мира в спринте составляет 7,2 м/с у мужчин и 6,3 м/с у женщин.
А
Рис. 1. Увеличения в средней скорости бега в биатлоне у женщин (А) и мужчин (В) с 2001/2002 по 2016/2017 сезон. Каждое значение показывает среднюю скорость бега первых 5 финишеров в 4 ежегодных Кубках Мира по биатлону
В современном биатлоне техника конькового хода - единственная используемая лыжная техника. Как и в лыжных гонках, она включает несколько способов передвижения, с помощью которых биатлонист приспосабливается к скорости и рельефу трассы. В общем, более медленные способы передвижения используются на подъемных участках, а также на низких скоростях, а более быстрые способы передвижения - на равнинных и скоростных участках и на более высоких скоростях2.
Соревнования по биатлону состоят из передвижений с высокой интенсивностью по трем или пяти отрезкам на лыжах, каждый из которых длится 5-8 минут в зависимости от типа соревнования, и разделены коротким перерывом (примерно 2530 секунд) во время подготовки и непосредственно стрельбы3. Таким образом, биатлон относится к спорту, где необходима выносливость, где значительным является влияние метаболизма аэробной энергии на общую работоспособность. Выносливость зависит как от аэробных, так и от анаэробных факторов, а также от физической нагрузки и/ или от общей механической эффективности. Было предположено, что 56-километровая классическая лыжная гонка приводит как к периферийной, так и к общей усталости, тогда как для более короткой гонки (например, в соревнованиях на спринтерской дистанции) усталость может быть только периферийной. Таким образом, в случае с биатлоном может наблюдаться как периферийная, так и общая усталость, что влияет как на качество передвижения, так и на точность стрельбы.
Поскольку сильнейшие биатлонисты могут соревноваться в беговых лыжах на элитном международном уровне, требования к аэробным нагрузкам, предъявляемые этими двумя дисциплинами, вероятно, будут схожими. Взятые вместе эти результаты указывают на то, что высокий У02тах (максимальное потребление кислорода (МПК)), порог лактата и общая эффективность важны для успешного выступления в биатлоне. Тем не менее, в биатлоне, как и в лыжных гонках, на подъемных участках требуется выходная мощность выше, чем МПК, что вместе с увеличением средних скоростей указывает на то, что анаэробный компонент также является решающим фактором, определяющим производительность4.
В биатлоне во время передвижения на лыжах увеличивается потребление кислорода, вентиляционной реакции и концентрации лактата в крови, а также ускорение скорости цикла, и требует более выраженной работы ног. Это открытие особенно актуально для женщин, которые, как правило, весят меньше, чем мужчины, но носят винтовку
№ 2/2018
43
того же веса. Тем не менее, данные о воздействии винтовки на соревнованиях по биатлону остаются весьма ограниченными. Таким образом, значительный интерес представляет выяснение этих воздействий, например, на положение лыж (диапазон движения различных суставов), а также на выбор и использование различных ходов, включая учет потенциальных половых различий.
При нормальных погодных условиях точность стрельбы (хит-фактор) на отдельных соревнованиях Олимпийских игр и чемпионатов Мира составляет >95 % среди всех призеров. В отличие от других стрелковых дисциплин, исследования стрельбы в биатлоне ограничены. Результативность в этом контексте зависит, в первую очередь, от интенсивности передвижения на лыжах, стрельбы, изменения погодных условий и специфических особенностей стрельбища. Некоторые исследования, имеющие отношение к этой теме, были сосредоточены на индивидуальных характеристиках (например, положение тела и винтовки) и всеобъемлющих и систематических биомеханических исследованиях стрельбы как в положении лежа, так и в положении стоя в условиях сильного стресса. Биатлонная подготовка часто включает в себя использование лазерного оборудования, позволяющее следить за стволом винтовки, силовых платформ для определения и изменения раскачивания тела и/или видеоанализ положения тела и техники стрельбы; однако, существует мало информации по этим аспектам5.
Исследования по стрельбе из винтовки, пистолета и биатлоне сосредоточились на постуральном балансе в положении стоя и показали, что стабильность изготовки является ключевым фактором для успешного результата. Сильнейшие стрелки, как мужчины, так и женщины, имеют меньшие колебания тела, чем стрелки невысокого уровня подготовленности, и это явно отличает высокий уровень от низкого уровня стрелков. Соответственно, рекомендуется специальная тренировка баланса, в первую очередь, для начинающих и неопытных стрелков. Кроме того, биомеханическая биологическая обратная связь может также улучшить постураль-ную стабильность стрелков высокого уровня.
В то же время специфические изготовки стрельбы могут также улучшить ее эффективность. В этом контексте было показано, что наклон тела под углом 15° к линии огня обеспечивает наилучшие результаты для всех стрелков с пневматическим пистолетом. Тем не менее, изготовка при стрельбе из винтовки отличается. Было описано несколько кинематических исследований по изготовкам стрельбы. В отличие от соревнований по
пулевой стрельбе из винтовки, биатлонист имеет ограниченное время, чтобы найти оптимальную изготовку, что делает отношение между изготовкой для стрельбы и результативностью особенно важным в этом контексте.
Предыдущие исследования по биатлону и стрельбе из винтовки выявили ярко выраженную связь между устойчивостью тела и движением винтовки. Другими словами, плохая изготовка связана с нестабильным удержанием винтовки, что приводит к неточной стрельбе. Применительно к стойке, правильная изготовка является предпосылкой лучших результатов стрельбы и четко отличает опытных стрелков от новичков. Причем, раскачивание тела в направлении вверх-вниз значительно выше, чем в направлении вправо-влево (вдоль линии огня). В биатлонной стрельбе мышечная усталость усиливает движение голеностопного сустава, что приводит к более выраженной дестабилизации в направлении вверх-вниз, чем в направлении вправо-влево. Устойчивость ухудшалась из-за физической нагрузки и активации обмена веществ, с увеличением ЧСС и частоты дыхания в аэробных и анаэробных нагрузках. Разнообразные тренировки, предназначенные для улучшения координации, силы, устойчивости и реакции на про-приоцептивные ощущения, укрепляют их баланс. Общепризнанное негативное влияние физических упражнений (например, лыжероллеры, велосипед, лыжи) на изготовку имеет принципиальное значение в стрельбе в биатлоне. А нагрузка на нижнюю часть тела оказывает большее негативное влияние на устойчивость изготовки, чем нагрузка верхней части тела.
На стрельбу лежа влияет более учащенное дыхание и ЧСС, вызванные физической нагрузкой, но в меньшей степени, чем стрельба в положении стоя. Как уже упоминалось, ЧСС снижается, так как биатлонист прекращает ехать на лыжах и начинает стрелять. Во время стрельбы оно обычно 60 % - 70 % от ЧСС макс. из положения стоя, и даже ниже во время второй стрельбы вследствие реактивации сердечных парасимпатических нервов. В положении лежа ЧСС замедляется еще быстрее из-за более выраженного улучшения кровоснабжения и подачи кислорода в мозг6.
Стрельба в биатлоне проходит в сложных условиях. На нее влияют не только такие факторы, как физическая нагрузка перед стрельбой, дефицит времени, другие участники соревнований, необходимость точного управления мелкой моторикой, но и психологические и, особенно, психофизиологические факторы7. Ученые только недавно начали проявлять интерес к изучению сердечной и
нервной активности, чувствительности кожи, органов зрения и дыхания.
В стрельбе в биатлоне предполагается, что время выстрела в пределах сердечного цикла, вероятно, более влиятельно, чем при спортивной стрельбе из-за выраженной сердечно-сосудистой нагрузки предшествующей передвижению на лыжах, что нарушает зрительно-моторный контроль и психомоторную регуляцию8. Соответственно, биатлонисты могут извлечь выгоду из биологической обратной связи, которая способствует запуску во время интервала сердечного цикла. Дополнительное значение имеет сокращение времени стрельбы (времени между входом и выходом на стрелковый коврик), которое изучали последние несколько десятилетий. Например, среднее время стрельбы 10 лучших биатлонистов-мужчин в личном зачете на дистанции 20 км составило 27,9 сек. на чемпионате мира в 2017 году против 33,5 сек. в 1997 году9. Затем возникает вопрос о том, зависит ли более быстрое срабатывание спуска от оптимального расположение выстрела в интервале R-R и по отношению к дыханию.
Характерная особенность биатлона с периодами высокоинтенсивного передвижения на лыжах, разделенными короткими интервалами восстановления, во время которых производится стрельба, уникальна, но исследования физиологических реакций во время соревнований по биатлону в настоящее время немногочисленны10. Имеющаяся литература по биатлону и связанным с ним спортивным дисциплинам указывает на то, что как высокий порог лактата, так и общая механическая эффективность в сочетании с выраженной аэробной способностью имеют важное значение для превосходных спортивных качеств биатлониста. В то же время, эта общая производительность также зависит от скорости и точности стрельбы и нескольких других факторов, таких как колебание тела, стабильность винтовки и поведение спуска. Детальный и системный биомеханический анализ стрельбы как лежа, так и стоя в стрессовой ситуации, а также исследование связи между позицией и производительностью, обеспечит более прочную научную основу для дальнейшего развития.
Кроме того, необходимо дополнительно уточнить оптимальное время выполнения стрельбы в рамках сердечного цикла.
1 Курамшин Ю.Ф. Теория и методика физической культуры / Ю.Ф. Курамшин. М.: Советский спорт, 2010.
2 Кузнецов В.П. Биатлон как один из зрелищных спорта в России / В.П. Кузнецов // Совершенствование физической, огневой и тактико-специальной подготовки сотрудников правоохранительных органов. Физическая подготовка и спорт : сб. статей. Орел, 2015.
3Лыжная подготовка : учебно-методическое пособие / сост. Л.В. Акулина, Н.Н. Устюхова. Н. Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2012.
4 Лыжный спорт и методика преподавания : учебно-методический комплекс (для студентов, обучающихся по специальности 050720 Физическая культура). Горно-Алтайск: РИО ГАГУ, 2010.
5 Августин М. Зависимость точности стрельбы в биатлоне от параметров, наблюдаемых в момент выстрела / М. Августин // Материалы II Всерос. науч.-практ. конф. «Современная система спортивной подготовки в биатлоне». Омск: Изд-во СибГУФК. 2012. С. 19-27.
6 Маматов В.Ф. Обучение и совершенствование навыков стрельбы в биатлоне / В.Ф. Маматов. Омск: Изд-во СибГУФК, 2011.
7 Михалев В.И. Современные аспекты тренировки в биатлоне и лыжных гонках (по материалам зарубежной печати) : науч.-метод. рекомендации / В.И. Михалев, В.А. Аикин, Н.С. Загурский; Сибирский гос. ун-т физ. культуры. Омск, 2011.
8 Романова Я.С. Методика совершенствования техники стрельбы биатлонистов в условиях ветра способом «вынос точки прицеливания» / Я.С. Романова // Ученые записки университета им. П.Ф. Лесгафта. 2015. № 8.
9 Сорокина А.В. Технология психолого-педагогического сопровождения стрелковой подготовки биатлонистов в ДЮСШ : дисс... канд. пед. наук / А.В. Сорокина. Тюмень, 2010.
10 Фарбей В.В. Структура соревновательной деятельности и специальной физической подготовленности зимних биатлонистов различной спортивной квалификации / В.В. Фарбей // Ученые записки университета имени П.Ф. Лесгафта. 2011. № 75.
№ 2 / 2018
45
