Тренировка «управляемого падения» для увеличения силы отталкивания лыжными палками

Опубликовано: skisport.ru

Меликов Андрей, МС России по лыжным гонкам, Спортивная сборная команда РФ по лыжероллерам

Представлена техника «управляемого падения» на лыжные палки при использовании одновременных классического и конькового ходов. Показано, как дополнительное давление на опору собственным весом увеличивает усилие при толчке руками. Проиллюстрирована специальная тренировка для повышения координации и скорости передвижения на лыжах и лыжероллерах.

Отталкивание лыжными палками вносит важный вклад в повышение скорости во время лыжных гонок [3; 4; 11], а особенно одновременный толчок обеими палками, являющийся основным двигательным действием во всех одновременных ходах.

В физиологическом аспекте благодаря использованию лыжных палок активнее потребляется кислород, снижаются вентиляционная нагрузка, частота сердечных сокращений и концентрация лактата в крови [4; 11], сокращаются двигательные усилия и усталость, а результирующая сила, продвигающая лыжника вперед, увеличивается [9, 12], то есть в целом возрастает эффективность передвижения.

При движении без лыжных палок коньковым ходом продолжительность и длина цикла снижаются на 30%, соответственно повышается частота цикла, увеличивается угол между лыжами [11]. Чем больше сила отталкивания лыжными палками, тем длиннее цикл и меньше частота шага как в одновременном одношажном классическом ходе [3], так и в одновременном коньковом ходе, при котором ещё происходит уменьшение угла разведения и кантования лыж и лыжероллеров [4]. Рекомендуется снижать частоту шага одновременных ходов на субмаксимальных скоростях, чтобы повысить эффективность передвижения [7].

Следует отметить, что длительность непосредственного толчка лыжными палками не зависит от техники передвижения и скорости [11].

Для увеличения импульса силы, продвигающей вперед, и соответственно скорости передвижения важно подбирать лыжные палки оптимальной длины [10], которая зависит от техники передвижения и рельефа трассы [1].

С биомеханической точки зрения для повышения силы толчка лыжными палками рекомендуется в фазе отталкивания увеличить амплитуду и скорость сгибания-разгибания руки в локтевом суставе [3; 8]. Ограничение амплитуды движения руки в фазе отталкивания приводит к увеличению частоты шагов (на 14%), укорочению фазы отталкивания (на 5%) и уменьшению относительной силы толчка палками (на 11%) [6]. На увеличение скорости при одновременных ходах существенно влияет достижение пикового усилия отталкивания лыжными палками за счет активации мышц верхней части тела непосредственно перед толчком палкой, и в первую очередь эксцентрическо-концентрическое сокращение трицепса [8].

При передвижении лыжника вертикальная проекция общего центра масс (ОЦМ) тела постоянно перемещается, и если выходит за пределы площади опоры, то приводит к нарушению условия сохранения равновесия [5] и включает нервно-мышечные механизмы предотвращения падения. Однако назначением лыжных палок является не сохранение равновесия, а увеличение скорости гонщиков с помощью отталкивания руками. При этом иногда лыжные палки выступают в качестве внешней точки опоры, когда выполняется поворот на лыжах или прыжок на лыжероллерах.

Исходя из анализа видеограмм лыжных гонок, проводимых под эгидой FIS, можно сделать вывод, что при отталкивании лыжными палками гонщики выносят вперед ОЦМ тела, увеличивая как неустойчивость, так и скорость. В 2015 г. зарубежными исследованиями доказано, что максимальный наклон тела в начале фазы отталкивания и снижение вертикального смещения ОЦМ положительно связаны с общей силой отталкивания лыжными палками, длительностью цикла передвижения и снижением энергозатрат элитных лыжников [13].

Таким образом, в настоящее время особенно актуальна постановка задачи повышения скорости за счет усиления отталкивания лыжными палками.

Техника «управляемого падения»

В 2010 г. Андреем Меликовым под руководством тренера Валерия Меликова была предложена техника «управляемого падения» на лыжные палки, направленная на увеличение силы отталкивания руками при использовании одновременных классического и конькового ходов.

Апробация этой техники проводилась в рамках тренировок на коньковых и классических лыжероллерах. Первоначально внедрение «управляемого падения» в практику соревновательной деятельности произошло в лыжероллерном спринте в качестве элемента стартовой позиции [2] и позволило повысить стартовое ускорение. Впоследствии предлагаемая техника была усовершенствована для одновременного бесшажного классического хода (рисунок 1) и одновременного двухшажного конькового хода (рисунок 2).

Сущность техники «управляемого падения» заключается в использовании собственного веса для увеличения силы отталкивания лыжными палками путем наклона корпуса вперед перед синхронным толчком обеими руками при сохранении устойчивой опоры всего тела на обе палки. Вследствие горизонтального перемещения вперед ОЦМ тела лыжника-гонщика возникает момент гравитационной силы, а также дополнительная инерционность движения, которые обуславливают увеличение скорости и экономичности хода.

Выполнение «управляемого падения» на лыжах/ лыжероллерах осуществляется следующим образом:

• в начале фазы отталкивания выносят вперед слегка согнутые и напряженные руки с палками, отводя локти в сторону под углом около 45º к туловищу;

• тело распрямляют, практически не сгибая в тазобедренном суставе и равномерно распределяя его массу, чтобы сохранить равновесие;

• затем быстро и плавно наклоняют корпус вперед, напрягая мышцы пресса, для краткосрочного свободного падения тела;

• в процессе падения тела резко отталкиваются палками, которые ставят на снег/ дорожное покрытие одновременным ударом, втыкая наконечники не слишком далеко впереди от ступней, чтобы прилагаемые усилия действовали в направлении движения;

• после завершения толчка палками телу придают более низкую стойку и продолжают мах руками назад до полного выпрямления рук в одну линию с палками;

• согнутое положение корпуса сохраняют дольше при достижении высокой скорости и начинают его плавно выпрямлять после завершения маха рук в крайнем заднем положении (рисунок 1).

1.2.3.4.5.

6.7.8.9.10.

Рисунок 1 – Кинограмма цикла «управляемого падения» при классическом ходе на лыжах

К выполнению «управляемого падения» предъявляются следующие требования:

1. необходимо обеспечить достаточное напряжение рук и мышц пресса, чтобы уверенно удерживать вес собственного тела, не позволяя туловищу провиснуть ниже темляка;

2. необходимо минимизировать продолжительность свободного падения тела, чтобы дополнительное воздействие собственным весом усиливало толчок, а не приводило к потере равновесия.

В начале фазы отталкивания палки выносят в крайнее переднее положение вперед, распрямляя туловище в тазобедренном суставе полностью и слегка сгибая ноги в коленном суставе для обеспечения пружинистости хода. Затем выпрямленное туловище продолжают наклонять в направлении движения: в классической технике вперед параллельно движению обеих ног (рисунок 1); в коньковой технике поочередно в направлении движения каждой из ног после отталкивания (рисунок 2). В одновременном классическом бесшажном ходе масса тела распределяется равномерно на обе лыжи/ лыжероллера, включая центр площади опоры, что позволяет сохранять динамическую устойчивость и эффективное управление лыжами/ лыжероллерами.

Важно сохранять распрямленным тазобедренный сустав, чтобы увеличить длину рычага силы давления собственного веса на лыжные палки и добавить к силе отталкивания руками усилие пресса. Чем значительнее наклон выпрямленного туловища вперед, тем большая часть собственного веса лыжника воздействует в процессе отталкивания палками и тем меньше динамическая устойчивость гонщика. Эффект отталкивания руками зависит от величины и продолжительности давления на палки, действие которого заканчивается с их отрывом от снега, поэтому можно варьировать величину и продолжительность давления на палки для изменения усилия отталкивания. Максимизация угла наклона выпрямленного туловища воспринимается как падение вперед, которое следует уметь своевременно и контролируемо завершить.

В коньковой технике передвижения наибольшая эффективность силы отталкивания лыжными палками характерна для одновременного двухшажного равнинного хода [9]. При использовании одновременного двухшажного конькового хода палки выносят вперед на первый промежуточный скользящий шаг, удерживают на весу, и на второй - выполняют одновременное отталкивание руками (рисунок 2).

4321

Рисунок 2 – Кинограмма цикла «управляемого падения» при коньковом ходе на лыжах

«Управляемое падение» может применяться как на классических лыжероллерах (рисунок 3.а), так и при использовании конькового хода (рисунок 3.б). На рисунке 3.б показано, что лыжные палки могут значительно изгибаться до завершения толчка за счет собственного веса спортсмена. Важно иметь ввиду, что использование «управляемого падения» при коньковом ходе на лыжероллерах требует высокой квалификации и хорошей координационной подготовки лыжника, чтобы предупредить откатывание ног назад.

Рисунок 3 – «Управляемое падение» при передвижении:

а) на классических лыжероллерах; б) на коньковых лыжероллерах

Следует отметить, что некоторые элементы предлагаемой техники уже используются зарубежными элитными лыжниками в последние годы. Так, на чемпионате мира по лыжным гонкам в 2017 года некоторые победители и призеры соревнований использовали «управляемое падение» на лыжные палки на различных дистанциях (рисунок 4).

Рисунок 4 – Примеры использования «управляемого падения» на ЧМ-2017:

1) Ииво Нисканен (FI) 1 место 15 км; 2) Мартин Сундбю (NO) 2 место 15 км;

3) Дейвидас Клисевичус (LT) 2 место 10 км

Результаты экспериментального исследования. Для изучения силы давления лыжных палок на опору в момент отталкивания проведена симуляция техники «управляемого падения» в лабораторных условиях. Проводимый эксперимент направлен на измерение дополнительной силы давления на опору, которая проявляется при управляемом падении тела на лыжные палки помимо напряжения мышц рук в процессе отталкивания лыжными палками. Испытуемые выполняли падение на лыжные палки, концы которых были установлены на напольном электронном измерительном устройстве, для определения действующей на него силы давления путем сопоставления с массой тела в кг (m₁ – усилие управляемого падения человека, кг; m₀ - масса тела испытуемых). На концы лыжных палок были надеты резиновые наконечники, позволяющие плотно зафиксировать точку приложения силы и воспрепятствовать скольжению палок по поверхности измерительного устройства. Относительное усилие «управляемого падения» определяли по формуле: .

Согласно результатам проведенного эксперимента, усилие «управляемого падения» составляет 29-56% от веса спортсмена и зависит от технической и психологической подготовленности лыжника (таблица 1).

Таблица 1 – Характеристика относительного усилия, возникающего при «управляемом падении» спортсмена на лыжные палки собственным весом

Параметры испытуемых			N	Относительная сила давления на лыжные палки
Пол	Xср ± σ
	Рост, см	Масса, кг		Xmin, %	Xmax, %	Cv, %	Xср ± σ, %
Женщины	162,6±6,3	52,4±8,2	9	28,8	48,9	17,4	42,7±7,4
Мужчины	184,5±4,6	84,8±9,8	11	45,0	56,3	6,9	51,3±3,6
В целом	174,7±12,4	70,3±18,5	20	28,8	56,3	14,7	47,4±7,0

Более высококвалифицированные лыжники легче начинали выполнять падение, увереннее напрягали мышцы плеча и пресса и лучше контролировали момент завершения и выхода из падения. Для женщин была характерна меньшая продолжительность «управляемого падения» и соответственно меньшая величина относительной силы давления лыжными палками (в среднем 43% от массы собственного тела). Для мужчин средняя сила дополнительного давления собственным весом при «управляемом падении» составила 51% от массы тела.

Совершенствование двигательной координации способствует обострению чувствительности вестибулярной системы и, как следствие, расширяет управляемость движениями и улучшает скоростные способности спортсменов. Авторами разработана специальная тренировка для отработки техники «управляемого падения». На лыжероллерах для классического хода выполняют прыжок вперед, распрямляя ноги и поднимаясь на носки, взмахивая вверх руками, держащими мяч, который кидают перед передними колесами лыжероллеров и ловят после отскока от земли (рисунок 5).

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

Рисунок 5 – Кинограмма тренировки управляемого падения на лыжероллерах с мячом

Предложенная тренировка «управляемого падения» улучшает координационные способности и способствует развитию автоматизмов падения в движении без дополнительной опоры. Приобретаемые навыки позволяют лыжнику-гонщику более уверенно и экономично передвигаться в неравновесном состоянии, увеличить усилие отталкивания лыжными палками, повысить скорость и эффективность передвижения на лыжах и лыжероллерах.

Заключение. Применение техники «управляемого падения» при передвижении на лыжах или лыжероллерах позволяет усилить отталкивание лыжными палками за счет дополнительного воздействия собственного веса, что позволяет экономить энергозатраты спортсмена, увеличивать его скоростной потенциал, повысить результативность и эффективность лыжных и лыжероллерных гонок. Тренировка «управляемого падения» совершенствует координационные и скоростные способности спортсменов и формирует навыки передвижения в неустойчивом состоянии без дополнительной опоры на лыжные палки. Дополнительная величина силы отталкивания, приобретенная в результате «управляемого падения», составляет 29-56% от собственного веса гонщика.

Литература

1. Меликов А.В. Определение оптимальной длины лыжных палок с учетомрельефа трассы.

2. Меликов А.В., Андреева Е.Г. «Стартовая позиция Андрея Меликова» в контексте систематизации способов старта в лыжероллерном спринте// Ученые записки университета имени П.Ф. Лесгафта.- 2016, №8 (138).- С.126-142.

3. Göpfert C., Holmberg H.-C., Stöggl T., Müller E., Lindinger S.J. Biomechanical characteristics and speed adaptation during kick double poling on roller skis in elite cross-country skiers// Sports Biomechanics.- 2013, Vol.12, No.2.- P.154-174.

4. Grasaas E., Hegge A.M., Ettema G., Sandbakk Ø. The effects of poling on physiological, kinematic and kinetic responses in roller ski skating// European Journal of Applied Physiology.- 2014, Vol.114, Is.9, P. 1933-1942.

5. Hof A.L., Gazendam M.G., Sinke W.E. The condition for dynamic stability// Journal of Biomechanics.- 2005, Vol.38, No.1.- P.1-8.

6. Holmberg H.C., Lindinger S., Stöggl T., Björklund G., Müller E. Contribution of the legs to double-poling performance in elite cross-country skiers// Medicine and science in sports and exercise.- 2006, Vol.38, No.10.- P.1853-1860.

7. Lindinger J.S., Holmberg H.-C. How do elite cross-country skiers adapt to different double poling frequencies at low to high speeds?// European Journal of Applied Physiology.- 2011, Vol.111, Is.6.- P.1103-1119.

8. Lindinger J.S., Holmberg H.-C., Müller E., Rapp W. Changes in upper body muscle activity with increasing double poling velocities in elite cross-country skiing// European Journal of Applied Physiology.- 2009, Vol.106, Is.3, June.- P.353-363.

9. Millet G.Y., Hoffman M.D., Candau R.B., Clifford P.S. Poling forces during roller skiing: effects of technique and speed// Medicine and science in sports and exercise.- 1998, Vol.30, No.11.- P.1645-1653.

10. Nilsson J., Jakobsen V., Tveit P., Eikrehagen O. Pole length and ground reaction forces during maximal double poling in skiing// Sports Biomechanics.- 2003, Vol.2, No.2.- P.227-236.
11. Sandbakk Ø., Ettema G., Holmberg H.-C. The physiological and biomechanical contributions of poling to roller ski skating // European Journal of Applied Physiology.- 2013, Vol.113, Is.8, P.1979-1987.

12. Sandbakk Ø., Holmberg H.-C., Løkke T.B., Ettema G. The impact of pole propulsion on kinematics and fatigue in roller ski skating// In: Proceedings for the 16th annual congress of the European College of Sports Sciences.- Liverpool: ECSS, 2011.

13. Zoppirolli C., Pellegrini B., Bortolan L., Schena F. Energetics and biomechanics of double poling in regional and high-level cross-country skiers// European Journal of Applied Physiology.- 2015, Vol.115, Is.5, May.- P.969-979.

Контактная информация: melikoff.andrey@yandex.ru