CC BY
4
ВНУТРИ ЦИКЛОВАЯ СКОРОСТЬ ПЛОВЦОВ-СПИНИСТОВ ВЫСОКОЙ КВАЛИФИКАЦИИ
О.И. ПОПОВ, А.А. МИТРОФАНОВ, РГУФКСМиТ, г. Москва; Т.Г. ФОМИЧЕНКО, ФГБУ ФНЦ ВНИИФК
Аннотация
Анализ англоязычных и отечественных научных статей, затрагивающих технику плавания способом «кроль на спине», выявил отсутствие исчерпывающей информации относительно особенностей кинематической структуры данного стиля спортивного плавания. С помощью методики гидроакустической спидографии проанализированы особенности колебаний внутрицикловой скорости у пловцов высокой квалификации (кмс - мс), специализирующихся в плавании кролем на спине. Авторская методика систематизации и обработки данных мгновенной скорости продемонстрировала высокую индивидуальную вариабельность скорости внутри цикла у разных пловцов без явно выраженных гендерных различий. Фазовый анализ полуциклов движений правой и левой руки под водой показал несущественную разницу по их временной структуре относительно длительности всего цикла гребка. На основе полученных результатов был сделан вывод о необходимости проведения дополнительных экспериментов с целью расширения выборки
испытуемых и подтверждения полученных данных.
Ключевые слова: «кроль на спине», плавание на спине, внутрицикловая скорость, гидроакустическая спидография,
техника плавания, фазы гребка.
THE INTRACYCLE VELOCITY FLUCTUATIONS OF THE ELITE BACKSTROKE SWIMMERS
O.I. POPOV, A.A. MITROFANOV, RSUPCSY&T, Moscow city T.G. FOMICHENKO, FSBIFSC VNIIFK
Abstract
The analysis of English and Russian scientific articles concerning the technique of backstroke swimming revealed the lack of comprehensive information on the kinematic structure peculiarities of this sports swimming style. Using the method of hydroacoustic speedography, we analyzed the intra-cycle speed (ICY) fluctuation peculiarities at elite swimmers, specializing in backstroke swimming. The author's method of the instantaneous speed data systematization and processing demonstrated high individual variability of velocity within a cycle among different swimmers, without obvious gender differences. The phase analysis for right and left arm underwater movements showed an insignificant difference in their temporal structure relative to the duration of the entire stroke cycle. Based on the results received, it was concluded that it was necessary to conduct additional experiments in order to expand the sample of subjects and confirm the data obtained.
Keywords: backstroke swimming, intracycle velocity, hydroacoustic speedography method, swimming technique,
stroke phases.
Введение
На сегодняшний день в русскоязычных научно-методических источниках редко можно обнаружить исчерпывающую информацию по кинематике плавания способом «кроль на спине». Большинство авторов изучает: методики обучения и подходы к коррекции техники плавания [1]; визуально оцениваемую структуру данного стиля спортивного плавания [2]; комплексный или избирательный анализ технико-тактических, психофизиологических и морфофункциональных особенностей пловцов-спи-
нистов различной квалификации [3]; анализ силовых и скоростно-силовых характеристик [4].
Информация, отраженная в имеющейся англоязычной литературе по данному способу плавания, представляет собой: 1) сопоставление биомеханических, физиологических характеристик и показателей с другими способами плавания; 2) рассмотрение и обоснование техники выполнения старта, поворотов; 3) анализ особенностей техники плавания в зависимости от возраста и пола испытуемых;
С*)
4) частные исследования, рассматривавшие влияние на технику плавания плавательных лопаток, ротации туловища и т.д.
«Кроль на спине», при сравнении с плаванием «кроль на груди», вопреки всеобщему мнению, имеет большую величину активного сопротивления на эквивалентных скоростях плавания [5]. Также подчеркивается, что частота гребковых движений и скорость в плавании на спине всегда ниже, чем при плавании «кролем»; однако с увеличением скорости в обоих способах плавания закономерно уменьшается длина шага (м) и увеличивается частота (цикл/мин) [6]. Плавание на спине уступает «кролю на груди» по показателям экономичности и, как следствие, эффективности использования энергетических субстратов [7]. Стоит отметить, что ранее была обнаружена высокая корреляция между величиной средней результирующей силы в фазе отталкивания с результатом в плавании на 100 м [8].
Обзор литературы выявил необходимость более детального анализа техники плавания способом «кроль на спине». В данном исследовании будет применяться ранее зарекомендовавшая себя методика гидроакустической спидографии, позволяющая использовать внутрицикло-вую скорость (ВЦС) как инструмент для анализа техники плавания [9].
Цель исследования: определение закономерностей и характера колебаний ВЦС высококвалифицированных пловцов (мужчин и женщин), специализирующихся в плавании «кроль на спине».
Методы и организация исследования
Сбор экспериментальных данных происходил на базе ГБУ «МОЦВС» Москомспорта с участием 6 высококвалифицированных пловцов (4 - мс, 2 - кмс) - 3 юношей и 3 девушки возраста 16-22 лет, специализирующиеся в плавании «кроль на спине» и участвующие в соревнованиях всероссийского уровня. Спортсмены осуществляли проплывание 10-метрового отрезка с максимальной скоростью, эквивалентной соревновательной дистанции 50 м. В течение 35 дней было проведено порядка 20 заплывов и обработано около 100 циклов гребков.
Сопоставление данных ВЦС, их обработка и преобразование осуществлялись по методике, описанной в предыдущих работах для других способов спортивного плавания [10]. В дополнение к этому приводился структурный анализ абсолютной и относительной длительности каждой фазы одного цикла гребка, условное выделение которого происходило по полуциклам, которые упоминаются в учебном материале Р.Б. Хальянда [11]: 1 - захват с выходом; 2 - подтягивание с проносом; 3 - отталкивание с проносом; 4 - двойная опора. Стоит отметить, что в работе D. СЬо11е1 с соавторами применяли иную методику определения фазовой структуры, выделяя для цикла одной руки [12]: 1) вход в воду и захват; 2) подтягивание; 3) отталкивание; 4) «задержка» (момент остановки руки в районе бедра после фазы отталкивания и перед началом подъема к поверхности воды); 5) «кли-
ринг» (поступательное движение руки к поверхности воды); 6) пронос руки над водой. То есть фаза двойной опоры в первой классификации объединяет в себе фазы «задержки» и «клиринга», которые D. Chollet выделяет отдельно для каждой руки.
Ввиду особенностей водной среды, качества видеозаписи (25 кадров в секунду), малой длительности фаз «задержки» и «клиринга», было принято решение выделять три основные фазы у каждой руки (захват, подтягивание и отталкивание). В итоге для одного цикла гребка будет характерно шесть фаз (слово «рукой» при описании заведомо опускается):
1Л - захват левой, «задержка» и «клиринг» правой;
2Л - подтягивание левой, пронос над водой правой;
3Л - отталкивание левой, пронос и вход в воду правой;
1П - захват правой, «задержка» и «клиринг» левой;
2П - подтягивание правой, пронос над водой левой;
3П - отталкивание правой, пронос и вход в воду левой.
Рассмотрение механизма и возможностей применения методики гидроакустической спидографии в области научных исследований представлены в более ранних публикациях [13]. При обработке и систематизации материала использовались методы математической статистики.
Результаты исследования
Следует учитывать, что усреднение и отбор отдельных гребковых циклов преследуют цель выявления основных тенденций и закономерностей флуктуаций скорости для конкретного пловца. Лишь по итогам построения общей картины движений, а не анализа отдельных циклов, можно производить детальный и конструктивный анализ текущей технической подготовленности спортсмена. Мерилом при отборе и обработке данных выступает средняя скорость плавания в каждом цикле гребка - самый простой, но при этом самый информативный показатель, который косвенно отражает результирующую эффективность исследуемой локомоции. Начиная с плавания на околомаксимальных и ниже скоростях, желательно учитывать и физиологическую стоимость работы.
Имеются публикации по плаванию на спине [12; 14], подробно рассматривавшие фазовую структуру, основные кинематические показатели (скорость, темп, шаг). Авторы пришли к выводу, что для данного способа характерна «догоняющая» координация движений рук вне зависимости от скорости плавания. Значения параметра индекса координации (IdC) всегда имели отрицательные значения. При использовании обозначенной выше 6-фа-зовой структуры цикла гребка, «время задержки» (LT -lag time) между продвигающими фазами в плавании на спине равно длительности фазы 1Л и 1П. В таблице 1 представлены усредненные значения индекса координации трех циклов гребков совместно с основными кинематическими показателями.
В представленной выборке эти значения составляют: -14,4 ± 1,2 - для девушек и -12,3 ± 0,7 - для юношей, что согласуется с данными проведенных ранее исследований [12, 14].
Теория и методика спорта высших достижений
Процентное соотношение каждой обозначенной фазы к общей длительности цикла гребка представлено на рис. 1 и 2. В каждом полуцикле гребковых движений от фазы к фазе наблюдается нарастание протяженности по времени. Ассиметрия в движениях правой и левой руки (особенно у девушек) ограничивается
несущественными вариациями длительности первых двух фаз каждого полуцикла. Различия по гендерному признаку имеются лишь по длительности 1Л и 1П фаз: у девушек средняя длительность составляет: 0,182 ± 0,01 и 0,152 ± 0,02 с; у юношей: 0,154 ± 0,02 и 0,132 ± 0,002 с.
Таблица 1
Основные кинематические показатели для пловцов-спинистов высокой квалификации
Параметр Спортсмен (Ф.И.)
М.Э. (КМС) Б.К. (МС) Ш.С. (МС) Л.А. (КМС) П.А. (МС) С.С. (МС)
V r max 1,45 1,54 1,56 1,50 1,58 1,78
V ■ * mm 1,02 1,10 1,27 1,02 1,28 1,16
V avg 1,21 1,32 1,45 1,30 1,43 1,46
Темп 51,8 51,6 52,0 50,0 51,0 53,0
Шаг 1,41 1,41 1,68 1,56 1,70 1,66
IdC -13,22 -15,63 -14,31 -11,81 -13,03 -11,91
22,0-
20,0-;
да :
18,0-
=1 -
н 16,0-
н
о
о4
12,0*
10,0-
i
о
•""'^йх........................................
¿Г
.-■........................... «X Ч............................................./
л
У
1Л
\»Ч
vN
—/.......
/ Л*
2Л
3Л
1П
—г~
2П
3П
Номер фазы
Рис. 1. Процент от общей протяженности одного цикла гребка у юношей: Л.А. - кмс; П.А. - мс; С.С. - мс
-О-ЛА
.....■..... П.А.
--А-- С.С.
20,018,016,0' 14,0 12,010,0-
; -........*•, я
1 /\ Vv
.........■ /*> .....................V.....................
jl«*-
1 1 1 1 1
1Л
2Л
3Л 1П
Номер фазы
2П
3П
Рис. 2. Процент от общей протяженности одного цикла гребка у девушек: Б.К. - мс; М.Э. - кмс; Ш.С. - мс
С*)
М.Э.
..... Б.К.
■-А-- Ш.С.
Теория и методика спорта высших достижений
Анализ кривой ВЦС показывает, что каждый из исследуемых пловцов обладает уникальным характером колебаний мгновенной скорости. У пловца П.А. (мс) можно наблюдать довольно стабильную воспроизводимость кривой ВЦС для правой и левой руки соответственно (рис. 3). Наибольший разброс значений мгновенной
скорости характерен для границы 2Л и 3Л фазы левой руки и для начала 1П фазы правой руки. Относительно высокая средняя скорость поддерживается благодаря значительной минимальной скорости в цикле, которая составляет (без применения уравнения регрессии) 1,28 ± 0,07 м/с.
50 60 Время г (%)
Рис. 3. Средняя нормированная скорость и SD скорости по результатам анализа трех циклов гребков пловца П.А. (мс)
1,7
" 1,5
о о
О
V
О
1,3
1,1
0,9
т Ал
" ...............ч рТ1
1Л 1111111 2Л 1 1 1 1 1 1 1 1 3Л 1111111111 1П 111111 2П ■ 111111 3П 1111111111 у
10 20 30 40 50 60
Время г (%)
70
80
90
100
Рис. 4. Средняя нормированная скорость и SD скорости по результатам анализа трех циклов гребков пловчихи Ш.С. (мс)
Пловец С.С. (мс) показывает прирост скорости от 1Л к 3Л фазе с последующим удержанием достигнутого уровня на протяжении 1П-3П фаз, после которых следует резкое падение (в момент начала захвата левой и завершения фазы отталкивания правой рукой). Пловец Л.А. (кмс) демонстрирует возрастание скорости от 1Л (1П) к началу 3Л (3П) фазы с последующим снижением, что говорит о нерациональной технике в соответствующие моменты гребкового цикла.
У пловчихи Ш.С. (мс) характер колебаний ВЦС относительно правой и левой руки симметричный (рис. 4). Более того, наблюдается очень высокая стабильность воспроизведения мгновенной скорости с 1П по 3П фазу
включительно. Очевидно, что в данном случае лимитирующим звеном для спортсменки выступает техника исполнения подводной части гребковых движений левой руки: фаз захвата и подтягивания.
Все девушки, как и юноши, демонстрировали индивидуальный характер колебаний ВЦС. У пловчихи Б.К. (мс) максимальная скорость достигалась в течение 1Л и 1П фаз, затем снижалась и стабилизировалась на уровне минимальной скорости каждого полуцикла. М.Э. (кмс), наоборот, развивала максимальную скорость к середине 3Л и 3П фаз, которая затем снижалась и либо оставалась на минимальном уровне, либо имела тенденцию к небольшому нарастанию.
С*)
Выводы
1. Временные характеристики фазовой структуры циклов гребков «кролем на спине» у пловцов высокой квалификации относительно общей длительности цикла составляют - 1Л: 14,2 ± 1,7%; 2Л: 17,6 ± 1,6%; 3Л: 19,6 ± 1,5%; 1П: 12,1 ± 1,5%; 2П: 16,8 ± 1,8%; 3П: 20,6 ± 1,3%.
2. Характер и направленность колебаний ВЦС у пловцов высокой квалификации (кмс - мс), специализирующихся в плавании способом «кроль на спине», носят индивидуальный характер.
3. Плавание способом «кроль на спине» имеет схожие показатели основных кинематических характеристик и коэффициентов у юношей и девушек.
4. Необходимо проведение дальнейших исследований с варьирующими условиями проведения экспериментов (уровень квалификации пловцов, скорость плавания, координация и т.д.) с целью построения кинематической модели для плавания способом «кроль на спине».
Литература
1. Бакшеев, МД. Применение упражнений координационного характера в процессе обучения студентов технике плавания способом «кроль на спине» / М.Д. Бакшеев // Физкультурное образование Сибири. - 2018. - № 2 (40). - С. 18-20.
2. Крамарь, В. Анализ техники плавания способом «кроль на спине» / В. Крамарь, О.Б. Галеева // Проблемы, перспективы и направления инновационного развития науки: сборник статей Международной научно-практической конференции (8 июля 2017 года). - Пермь: ООО «ОМЕГА САЙНС», 2017. - С. 77-79.
3. Пилипко, О.А. Моделирование структуры соревновательной деятельности и специальной подготовленности квалифицированных спортсменов, специализирующихся в плавании способом «кроль на спине» на дистанциях 50 и 100 м на основе анализа их морфофункциональных, технико-тактических и психофизиологических особенностей / О.А. Пилипко // Восточно-европейский научный журнал. - 2015. - Том 2. - № 1. - С. 58-64.
4. Королевич, А.Н. Характеристика силовых и ско-ростно-силовых показателей спортсменок, специализирующихся в плавании способом «кроль на спине» / А.Н. Королевич, В.Ю. Давыдов // Здоровье для всех: материалы VIII международной научно-практической конференции, посвященной 10-летию научно-исследовательской лаборатории лонгитудинальных исследований (18-19 апреля 2019 года). - Пинск: ПолесГУ, 2019. -С. 126-129.
5. Gonjo, T. Front crawl is more efficient and has smaller active drag than backstroke swimming: Kinematic and kinetic comparison between the two techniques at the same swimming speeds / T. Gonjo, K. Narita, C. McCabe [et al.] // Frontiers in Bioengineering Biotechnology. - 2020. - Vol. 8. -Pp. 1-10.
6. Gonjo, T. Body roll amplitude and timing in backstroke swimming and their differences from front crawl at
the same swimming intensities / T. Gonjo, R.J. Fernandes, J.P. Vilas-Boas [et al.] // Scientific Reports. - 2021. - No. 11 (1). - P. 824 (1-13).
7. Barbosa, T.M. Evaluation of the energy expenditure in competitive swimming strokes / T.M. Barbosa, R. Fernandes, K.L. Keskinen [et al.] // International Journal of Sports Medicine. - 2006. - No. 27. - Pp. 894-899.
8. Alves, F. Average resultant impulse per phase in swimming: a tool for technical analysis / F. Alves // Proceedings of the XIVth International Symposium on Biomechanics in Sports. - Lisbon: Edition of Faculty of Human Movement of the Technical University of Lisbon, 1996. - Pp. 281-284.
9. Митрофанов, А.А. Использование гидроакустической спидографии для оценки внутрицикловой скорости в плавании / А.А. Митрофанов, Н.Ж. Булгакова, О.И. Попов // Ученые записки университета им. П.Ф. Лесгафта. -2018. - № 10 (164). - С. 224-229.
10. Попов, О.И. Внутрицикловая скорость пловцов-брассистов различной квалификации / О.И. Попов, А.А. Митрофанов // Ученые записки университета им. П.Ф. Лесгафта. - 2021. - № 3 (193). - С. 352-358.
11. Хальянд, Р.Б. Модели техники спортивных способов плавания с методикой совершенствования и контроля: учебный материал / Р.Б. Хальянд, Т.А. Тамп, P.P. Ка-ал // Таллин: [б.и.], 1986. - 98 с.
12. Chollet, D. Arm coordination in elite backstroke swimmers / D. Chollet, L.M. Seifert, M. Carter // Journal of Sports Sciences. - 2008. - No. 26. - Pp. 675-682.
13. Митрофанов, А.А. Взаимосвязь внутрицикловой скорости пловцов с темпом и шагом / А.А. Митрофанов, О.И. Попов // Спортивно-педагогическое образование: сетевое издание. - 2019. - № 2. - С. 21-25.
14. Backstroke Technical Characterization of 11-13 Year-Old Swimmers / A. Silva, P. Figueiredo, L. Seifert [et al.] // Journal of Sports Science & Medicine. - 2013. - No. 12. -Pp. 623-629.
References
1. Baksheev, M.D. (2018), Application of coordination exercises in the training of students to swimming technique by the crawl on the back, Fizkul'turnoe obrazovanie Sibiri, no. 2 (40), pp. 18-20.
2. Kramar, V. and Galeeva, O.B. (2017), Analiz tekhniki plavaniya sposobom "krol' na spine". Problemy, perspektivy i napravleniya innovacionnogo razvitiya nauki: sbornik statey Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferencii (8 iyulya 2017 goda), Perm': OOO "OMEGA SAINS", pp. 77-79.
3. Pilipko, O.A. (2015), Modeling the structure of competitive activity and special training of qualified athletes that specialize in back stroke swimming at distances of 50 and 100 meters on the basis of their morpho-functional, technical, tactical and psycho-physiological characteristics, Vostochno-evropeiskiy nauchniy zhurnal, tom 2, no. 1, pp. 58-64.
4. Korolevich, A.N. and Davydov, V.Yu. (2019), Feature power and speed-strength athletes, specializing in swimming crawl on way back, Zdorov'e dlya vsekh: materialy VIII mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferencii, pos-vyashchennoy 10-letiyu nauchno-issledovatel'skoy laboratorii longitudinal'nykh issledovaniy (18-19 aprelya 2019 goda), Pinsk: PolesGU, pp. 126-129.
5. Gonjo, T., Narita, K., McCabe, C. [et al.] (2020), Front crawl is more efficient and has smaller active drag than backstroke swimming: Kinematic and kinetic comparison between the two techniques at the same swimming speeds at the same swimming speeds, Frontiers in Bioengineering Biotechnology, vol. 8, pp. 1-10.
6. Gonjo, T., Fernandes R.J., Vilas-Boas J.P. [et al.] (2021), Body roll amplitude and timing in backstroke swimming and their differences from front crawl at the same
swimming intensities, Scientific Reports, no. 11 (1), p. 824 (1-13).
7. Barbosa, T.M., Fernandes, R., Keskinen, K.L. [et al.] (2006), Evaluation of the energy expenditure in competitive swimming strokes, International Journal of Sports Medicine, no. 27, pp. 894-899.
8. Alves, F. (1996), Average resultant impulse per phase in swimming: a tool for technical analysis, Proceedings of the XIVth International Symposium on Biomechanics in Sports, Lisbon: Edition of Faculty of Human Movement of the Technical University of Lisbon, pp. 281-284.
9. Mitrofanov, A.A., Bulgakova, N.Zh. and Popov, O.I. (2018), Usage of hydroacoustic speedometer for estimating intra-cyclic velocity in swimming, Uchyonye zapiski univer-siteta im. P.F. Lesgafta, no. 10 (164), pp. 224-229.
10. Popov, O.I. and Mitrofanov, A.A. (2021), The intra-cycle velocity fluctuations of the elite and non-elite breast-stroke swimmers, Uchyonye zapiski universiteta im. P.F. Lesgafta, no. 3 (193), pp. 352-358.
11. Khalyand, R.B., Tamp, T.A. and Kaal, P.P. (1986), Models of sports swimming techniques with methods of improvement and control: textbook, Tallin: [b.i.], 98 p.
12. Chollet, D., Seifert, L.M. and Carter, M. (2008), Arm coordination in elite backstroke swimmers, Journal of Sports Sciences, no. 26, pp. 675-682.
13. Mitrofanov, A.A. and Popov, O.I. (2019), The relationship of intracycle velocity with pace and distance per stroke, Sportivno-pedagogicheskoe obrazovanie: setevoe izdanie, no. 2, pp. 21-25.
14. Silva, A., Figueiredo, P., Seifert, L., Soares, S., Vilas-Boas, J.P. and Fernandes, R. (2013), Backstroke Technical Characterization of 11-13 year-old swimmers, Journal of Sports Science & Medicine, no. 12, pp. 623-629.
