Техника ОБХ в подъемы и не только (продолжение)

рис.1  Сравнительные раскадровки ОБХ: на равнине в 2013г. ЗМС РФ Н. Крюков (вверху, синяя кинематика ног); в пологий подъем в 2019г. МСМК РФ по биатлону (посредине, красная кинематика); на равнине в 2019г. лыжник-гонщик сборной Германии (внизу, черная кинематика ).

прим.:  МСМК по биатлону идет в подъем на коньковых палках.

Остановимся на ногах. На кинематических схемах расположенных внизу рис.1 общий для всех спортсменов пунктир отвешен из точек сгибания передних поверхностей бедер и живота. Здесь в наибольшем приближении возможна визуализация общего центра масс полусогнутого лыжника в боковой проекции. Нижние отрезки соответствуют наклонам передних поверхностей голеней и восстановлены от голеностопных суставов. Определенная, таким образом, динамика взаимных перемещений опорных стоп и ОЦМ лыжников в ОБХ вполне наглядна.

Отметим, что в крайних положениях начала и конца цикла ОБХ (кадры 8 – 9/1) – продольные наклоны бедер и голеней, нависания колен над стопами, а также отставания голеностопных суставов от проекции ОЦМТ схожи у всех трех спортсменов, независимо от квалификации, рельефа, интенсивности и различий зимней и летней техники. В кадре 7 завершен “уход с палок”, а из положения “9/1” атлеты начинают действия по выпрямлению и замаху палками. Между этими положениями тела – свободное скольжение.

Здесь объяснима более высокая посадка биатлониста: колени разогнуты сильней на 7-10 градусов, а голени меньше наклонены к горизонту, практически на угол крутизны склона. Во-первых, он завершал отталкивание более длинными коньковыми палками, а во-вторых, забегает в пологий подъем и эти “ плюс 5º ” означают примерно такое же  взаимодействие стоп с поверхностью трассы, что и у бегущих по равнине. 

По сути, первый/последний и предпоследний кадры – руководство к оптимальной загрузке скользящих поверхностей лыж и колес л/роллеров в этой фазе – “ОЦМТ над подъемами стоп”. При таком положении ног спортсмены катят/скользят 15 – 20 процентов времени цикла, пока скорость не снизится до средней в цикле, а продольное ускорение достигнет  нулевого уровня и перейдет в торможение.

На графиках среднецикловых продольных ускорений в тестах 2019 г. двух московских лыжников уровня МС, эти свободные скольжения в окончаниях циклов обведены пунктирными овалами, рис.2. 

рис.2   Циклограммы продольных (бирюзовые графики) и общих (красные)  ускорений двух МС РФ ОБ ходом на лыжах в подъем крутизной 3-5º. Бирюзовые пунктирные овалы справа отмечают участки свободного скольжения лыжников. В черных окружностях увеличены значения:“всего циклов” (в т.ч. в минуту); средняя продолжительность циклов; углы наклонов поясницы “минимальные - средние -максимальные”.

Оба спортсмена прошли зимой 2019 года в Битце ОБ ходом на лыжах в один и тот же тягун, крутизной 3-5º, интенсивностью от 100 уд/мин внизу до 157 наверху подъема (гонщик 1), от 120 до 169 уд/мин (гонщик 2). Оба гонщика шли стабильной техникой (высокой повторяемостью графика модуля общих ускорений на теплограмме). Второй гонщик забежал тот же отрезок подъема быстрее, интенсивнее и чаще   первого ( 81 vs 86 с, 156 vs 144 уд/мин;  0,94 vs 1,13 с/ц соответственно). Тем не менее, у обоих свободные скольжения длились одинаково, около 1/5 среднего времени цикла (20% vs 18%), а продольные ускорения в свободных скольжениях (бирюзовые) снижались одинаковым градиентом. 

В эти периоды обращает на себя внимание дополнительный провал общих ускорений (красный) и, следующий за ним, третий в цикле пик у гонщика 1 против постепенного снижения такового на том же участке у гонщика 2. Кстати, биатлонист на лыжероллерах демонстрировал те же западение и всплеск общих ускорений на границе циклов (https://www.skisport.ru/news/blog-rudberg/101672/, рис.1).

С точки зрения энергозатрат, повторный набор ускорения после резкого торможения менее эффективен, чем его постепенное снижение. Поэтому характерно, что коэффициент полезной технической деятельности (отношение продольных ускорений к сумме всех трех ортогональных) у гонщика 2 был значительно выше – 36,0%. В показаниях этого индекса биатлонист ( 27,4%) был ближе к гонщику 1 (25,3%), рис.3.  Кажущиеся незначительными различия КПтД самом деле весьма показательны, ведь фактические  изменения показателя выше номинальных процентов  втрое (каждый процент индекса здесь составляет  3,6% разницы)– по сути, гонщик 2 эффективнее биатлониста не на 8,6 %, а  на 24 % ( 1,6 : 0,36 ), а гонщика 1 на 34 % ( 10,7 : 0,36 ).

рис. 3   Графики вертикальных (зеленый цвет), поперечных (красный) и продольных ускорений (бирюзовый). Заметна разница амплитуды поперечных и насыщенности вертикальных ускорений гонщика 2, по сравнению с двумя остальными спортсменами, что адекватно отражает индекс технической эффективности – коэффициент полезных технических действий.

Очевидно, что  критерием относительно высокого индекса технической эффективности   гонщика 2 являются во-первых, сравнительно низкий уровень  поперечных ускорений (красный график). Во-вторых, пониженная интенсивность  вертикальных ускорений (меньшая насыщенность зеленого графика). По крайней мере, визуальное сравнение адекватно цифровым показателям индекса КПтД.

Возвращаясь к положениям бедер и голеней трех спортсменов на рис.1, отметим явные различия их кинематики в остальных двух фазах действий: выпрямление с замахом (1-3) и отталкивание палками (4-7). Рассмотрим начало цикла, рис 4. 

рис. 4  Кинематика бедер и голеней лыжников в фазе выпрямления с замахом на равнине: ЗМС РФ по лыжным гонкам Н.Крюков  (синие), гонщик сборной Германии (черные), и  на пологом подъеме МСМК РФ по биатлону (красные). 

Наиболее агрессивны здесь действия Н.Крюкова (синяя кинематика). Из равного положения начала цикла (1) он, к наивысшей точке замаха руками и разгибания туловища, приходил с максимальным опережением опорных стоп. Причем, в наибольшей степени гонщик подавался вперед за счет более сильного сгибания голеней, а на носках приподнимался ниже всех (3). 

По сравнению с ним немецкий лыжник (черная кинематика) клонился вперед почти на прямых ногах и, в основном, за счет разгибания бедер, приподнимаясь на носках чуть ниже, но опережая российского биатлониста в нависаниях коленями над стопами. Последний же приподнимался на носках выше всех, но бедра разгибал не далее отвесного положения (красная кинематика). 

Посмотрим какова, при выпрямлении, замахе и навале палками на опору, была динамика ускорений, продольных наклонов и осевых вращений поясницы нашего МСМК по биатлону, рис. 5.

рис. 5  Динамика вертикальных ускорений при выпрямлении туловища и замахе рук в ОБХ на лыжероллерах (верхний зеленый график); поперечных ускорений (верхний красный); продольных ускорений (бирюзовый); угловых скоростей продольных наклонов (нижний красный график) и осевых вращений поясницы (нижний зеленый). 

От начала цикла 1 и до окончания замаха 3, спортсмен не только выпрямлялся и подавался вперед, но также приподнимался, разгибая ноги. Как это происходило понятно из динамики продольных (бирюзовый) и вертикальных ускорений (верхний зеленый график, чей ноль, с учетом постоянного притяжения Земли, соответствует 1g), а также угловой скорости выпрямления туловища (нижний красный график) : 

– в предваряющем свободном скольжении туловище плавно выпрямлялось, а руки медленно выносились вперед, причем ноги разгибались постепенно, а поясница приподнималась плавно (в данном цикле, начиная с 16.250с до 16.400с); 

– максимальная скорость выпрямления туловища и его подача вперед сгенеририровала первый пик продольного ускорения в точке 2 (16.520 с) ;

–  по мере затухания скорости разгибания в пояснице акцентируется разгибание ног    ( в ускорениях с привставанием на носки); в такой раскрытой стойке продольное ускорение значительно падает (16.640с);

– с наивысшей точки замаха туловище и ноги начинают сгибаться в навале палками на опору, а движение навстречу Земле, заметно ослабляет силу её притяжения (16.850с –  “яма” вертикального ускорения, пресловутая разгрузка стоп). 

Обратим внимание, что в замахе и навале биатлониста палками на опору поперечные акселерометры (верхний красный график боковых ускорений) и вертикальные гироскопы (нижний зеленый график осевых вращений поясницы) отмечали, как разные стопы поочередно то выезжали, то отставали по ходу, а самого спортсмена, при этом, слегка пошатывало справа-налево.

На рис. 5 хорошо наблюдается чередование небольшой разножки  и легкой поперечной болтанки атлета.  Предыдущий цикл он завершил отклонением влево, в замахе качнулся вправо, а в навале палками на опору опять ушел влево. Соответственно, левый, правый и снова левый   лыжероллеры поочередно отставали. 

Теоретически, отставание любой из стоп в замахе, перед навалом и подседанием, с одной стороны, подрастягивает противоположные косые М живота и подключает их затем к прямым мышцам в последующей протяжке обеих стоп вперед. С другой – позволяет набрать подотставшей ногой больший импульс силы в продвижении.  С третьей – влечет за собой повышение загрузки передней стопы. Какой выигрыш в таких разножках и компенсируются ли скоростью потери на вынужденные поперечные колебания при этом, предстоит исследовать.

В целом, сходство динамики, вместе с различиями в углах наклонов отдельных частей тела, хорошо видны на раскадровках, рис. 6, а также в gi-файлах нашего биатлониста в тесте с коньковыми палками на пологом подъеме и Й. Клэбо в стартовом разгоне полуфинала заключительного спринта Ски тур 2020.  Подача тела вперед и более низкая посадка последнего, идущего  на высокой скорости и по равнине схожи с раскадровками 2013 года Н.Крюкова.

рис.6   Выпрямление, замах и навал палками на опору в исполнении МСМК РФ по биатлону при тестировании в пологий подъем (вверху) и лидера спринтерского зачета КМ  2019-20 Й. Клэбо (внизу). Разница в меньших углах наклона голеней, бедер и туловища российского биатлониста объяснима более низкой скоростью в подъем 3-5º и проведением  теста на коньковых палках.

gif. 1, 2   Выпрямление, замах и навал палками на опору ОЧ/ЧМ Й. Клэбо (равнина, спринт, 2020) и МСМК РФ по биатлону (коньковые палки, тест в пологий подъем – 2019) 

Обратим внимание – в скоростном варианте Й.Клэбо (1), как и Н.Крюков на рис. 1 (3-4)  начинает активную протяжку разгруженных стоп сразу после замаха, еще до вонзания штырей палок в опору, активно сгибая бедра, тогда как МСМК (2) по биатлону  приступит к этому  после того и ставя палки более экономно (gif 2).