Техника классического лыжного хода широко исследована и описана в трудах Х.Х. Гросса, Ю. Кальюсто, Т.И. Раменской, П.М. Виролайнена, В.Д. Евстратова и др. Однако в последние годы в связи с постоянным совершенствованием инвентаря и лыжной смазки, машинной подготовкой трасс и появлением все новых форм соревнований техника лыжных ходов претерпела значительные изменения. На спринтерских дистанциях судьба призовых мест решается порой на нескольких десятках метров. Чтобы достичь высокой скорости, спортсмены развивают максимальную частоту, применяют бег прыжками без проката, укорачивают амплитуду движений. Встает вопрос об оценке эффективности лыжного хода, определении оптимального соотношения длины и частоты шагов для каждого спортсмена на коротких дистанциях.
Скорость спортсмена на дистанции определяется многими факторами: скольжением лыж, силой отталкивания, частотой движений, своевременностью и точностью прилагаемых усилий. Эффективной можно считать такую технику движений, в которой удается достичь максимального усилия отталкивания для данного спортсмена в конкретный момент времени, минимизировать потери этого усилия в скользящем шаге. Однако измерение усилия отталкивания в соревновательных условиях на сегодняшний день не представляется возможным. Показателем, способным заменить в некоторой мере величину силы толчка, можно считать ускорение спортсмена после отталкивания. Определение горизонтальной составляющей ускорения отталкивания позволит оценить «полезную» силу, двигающую спортсмена вперед. Изменение величины горизонтального ускорения в цикле попеременного двухшажного конькового хода поможет отследить влияние тормозящих сил.
Таким образом, рабочей гипотезой нашего исследования было предположение о том, что исследование динамики биомеханических характеристик (перемещения, скорости, ускорения) спортсмена при передвижении попеременным двухшажным ходом позволит оценить эффективность техники.
Организация исследования. На соревнованиях чемпионата и Кубка России (индивидуальный и командный спринт классическим стилем) в феврале – марте 2010 г. была произведена видеосъемка техники спортсменов при передвижении в подъем. На соревнованиях Кубка России в Рыбинске для съемки был выбран участок достаточно тяжелого подъема (длиной 220 м, переменной крутизны). На исследуемом участке крутизной в 6° спортсмены применяли преимущественно скользящий бег.
На соревнованиях чемпионата России в Сыктывкаре видеосъемка производилась на участке финишного подъема (общая длина 80 м, крутизна 4–5°) на различных этапах командного спринта. Полученные данные были обработаны с помощью современного аппаратно-программного комплекса UltraMotion Pro SPORT. Определялись величины линейных горизонтальных и вертикальных скоростей, ускорений, перемещений, суставных углов на протяжении цикла движений. В исследовании принимали участие 53 спортсмена – лидеры чемпионата и Кубка России, а также спортсмены сборной команды СанктПетербурга. Сравнивались биомеханические характеристики прохождения дистанций квалификации и финальных забегов индивидуального и командного спринта.
Было установлено, что у сильнейших лыжников-спринтеров максимальное ускорение центра тяжести совпадает с фазой отталкивания и снижается до отрицательных значений только в фазе одноопорного скольжения. На рис. 1 показан график ускорений центра тяжести победителя командного спринта на чемпионате России. Начало отталкивания характеризуется подъемом кривой горизонтального ускорения. В финальном забеге спортсмен шел чаще, на графике определяется выраженный подъем величины ускорения, соответствующий фазе отталкивания ногой.
Лыжники, обладающие менее эффективной техникой классического хода, теряют усилие отталкивания, что проявляется в ломаной линии графика горизонтальных ускорений центра тяжести либо в его несоответствии фазам цикла попеременного двухшажного хода.
На рис. 2 приведен пример такого графика. Спортсмен выполняет затянутое отталкивание. По изменениям кривых наглядно видно, что ускорение центра тяжести возрастает значительно только в конце толчка. Соответственно, и линейная скорость центра тяжести возрастает плавно и менее значительно, чем у первого спортсмена. Сравнение величин суставных углов в момент подседания позволило установить, что данный лыжник при выполнении подседания сильнее сгибает ногу в коленном суставе и меньше в голеностопном. Именно это и определило недостаточное смещение центра тяжести вперед и снизило эффективность отталкивания.
На рис. 3. показан ещё один вариант динамики ускорений центра тяжести спортсмена, свидетельствующий о неэффективной технике бега.
Горизонтальная составляющая ускорения резко возрастет в момент отталкивания, однако почти сразу падает, чтобы снова увеличиться в конце отталкивания ногой. Такой график демонстрирует потерю инерции толчка, выход на ногу во время одноопорного скольжения осуществляется дополнительным усилием разгибателей бедра. Причину потерь усилия удалось обнаружить наложением графика вертикальных ускорений, хорошо заметно, что обе кривых находятся в противофазе. Излишние ускорения по вертикали привели к увеличению тормозящих сил.
Рамки статьи не позволяют подробно анализировать все причины потерь усилия в цикле попеременного двухшажного классического хода. Однако полученные данные свидетельствуют о том, что исследование горизонтальных и вертикальных ускорений и перемещений центра тяжести позволяет с высокой степенью надежности определить эффективность лыжного хода, а сравнение величин суставных углов – выявить причины потерь скорости.
Другим важным критерием эффективности техники лыжного хода является выбор оптимального соотношения длины и частоты шагов. Для каждого спортсмена такое соотношение индивидуально и определяется как рельефом трассы и условиями скольжения, так и уровнем подготовленности и состоянием лыжника. Тем не менее определение длины шага и частоты движений на различных участках дистанции позволит установить общие закономерности и критерии эффективности лыжных ходов.
На основании данных видеосъемки спринтерских забегов на чемпионате и Кубке России были определены биомеханические характеристики техники попеременного двухшажного классического хода сильнейших спортсменов.
Сравнение длины и частоты шагов спортсменов на подъемах различной крутизны и сложности на дистанциях спринта позволило установить, что скорость на тяжелом подъеме зависела в большей степени от частоты движений (г=0,579), чем от длины шага (г=0,463).
На пологом и более легком подъеме, напротив, скорость в большей мере определялась длиной шага (г=0,706), чем частотой (r=0,357).
На основании полученных закономерностей была произведена оценка эффективности техники классического хода спортсменов сборной команды Санкт-Петербурга. Для этого были выполнены кинограммы попеременного двухшажного хода, графики динамики линейных ускорений центра тяжести и вертикальных перемещений.
Проведенные исследования позволили определить резервы повышения спортивно-технических результатов лыжникам-гонщикам сборной команды Санкт-Петербурга и дать индивидуальные рекомендации каждому спортсмену.
| Н.Б. Новикова, Е.К. Захарова Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт физической культуры |