• 
  Михаил Рудберг

Техника ОБХ в пологие подъемы

Побывал недавно у спортивного чина. Выше – только министр. Показывал ему цифры, графики, раскадровки. Минут через десять скучающее лицо озарилось:

“А вот, раньше нам хватало кинокамер и разметки на фоне. Кто чаще бежал, тот и был готов. Зачем это ваше всё? Вон, Йохауг штопает всех, как швейная машинка, и уже который год”, – и вновь заскучал.

После этих слов загрустил и я. Ну ладно, хорошо быть богатым и здоровым, а толкаться и сильнее и чаще. Но какому богу молиться? Какие действия вызывают нужные реакции и каких требуют затрат? Как определять, где лежит золотая середина сочетания частоты и силы отталкиваний? И не вообще, а здесь и сейчас: на “этом” подъеме, на “этих” лыжах? Да хоть бы в самом технически “простом” одновременном бесшажном ходе – пресловутом ДП. В нем и расфазовка-то всего – ничего: “замах в нависании”, “отталкивание палками” и “выпрямление”. А вот, поди ж ты, попробуй загляни внутрь.  

В одной из статей 2014 года мы уже рассматривали порядок усилий лыжника в ОБХ. Раскадровка Петтера Нортуга была там приложена к графику осевых сил, за неимением иного, просто для иллюстрации.

Теперь можем заглянуть в динамику внутрицикловых ускорений и торможений ОБХ. На конкретном примере раскадровок спортсмена высокой квалификации летом 2019 года, на участке крутизной 3-5º, роллерного круга в Чайковском. Отрезки были повторно пройдены за 35 и 36 секунд, пульсом со 100 уд/мин внизу до 150 уд/мин наверху тягуна, частотой 58 циклов в минуту.

         Чувствительные элементы регистратора располагались на поясе лыжника (центр красной окружности в кадре постановки палок на опору). Соответственно графики измерений частотой 500 раз в секунду отражают динамику (внимание!) не приложенных сил, а результирующих линейных ускорений и угловых скоростей продольного сгибания и разгибания поясницы. 

рис. 1 Компиляция графиков: верхний чарт – среднецикловые суммарные и продольные ускорения; нижний чарт – угловая скорость продольных отклонений от вертикали поясницы туловища 8-ого цикла; раскадровки основных действий (замах с наклоном - 3 кадра, отталкивание палками - 4 кадра, свободное скольжение - 2 кадра). Теплограмма на бирюзовом фоне отражает нестабильность суммарных ускорений в каждом из 33 циклов пройденного отрезка.                      

Красный график верхнего чарта – усредненный цикл изменений математического модуля ускорений, суммирует все их три направления: вправо-влево, вверх-вниз и вперед-назад. Его ноль градуирован в “1 g” на шкале слева. Таким образом, приращения значений, превышающих притяжение Земли, означают результирующее ускорение поясницы, ниже“1g” – торможение.

Бирюзовый график продольных ускорений поясницы “очищен” от влияния притяжения Земли. Его ноль на шкале справа, также усредняющего все 33 цикла, соответствует полному отсутствию ускорений – равномерному движению вперед с постоянной скоростью или полному покою. Приращения значений выше нуля означают продольные ускорения относительно средней скорости в цикле, ниже нуля – торможения. При разгоне лыжника по отрезку дистанции, средняя скорость растет и сумма внутрицикловых ускорений превышает сумму торможений, при снижении средней скорости – все наоборот.

На нижнем чарте – график угловой скорости продольного наклона и выпрямления поясницы на 9-й секунде с начала отрезка (8-й цикл).  

Обращает на себя внимание, что он, имеет сильно выраженный пик продольного наклона поясницы туловища (рис.2). Наклон поясницы начинался с момента пересечения графиком нуля снизу-вверх (3) и завершался обратным пересечением графика линии нуля сверху вниз (6). В отрицательной зоне угловой скорости спортсмен выпрямлялся и отметим, что несколько медленнее, чем наклонялся.

Чем круче нарастание или падение этого графика, тем быстрее выполнялся наклон или выпрямление. Выполаживание кривой означает замедление действий.

Процентное соотношение наклонов и выпрямлений на этом подъеме составляло 42 к 58 соответственно, при среднем времени каждого из 33-х циклов – 1,04 с. Зарегистрированные углы продольного отклонения поясницы от вертикали в 8-ом цикле колебались с 17º до 52º.

рис.2 График угловой скорости сгибания и разгибания лыжника в пояснице. В точках 2 и 5 – максимальные выпрямление и наклон туловища; 3 и 6 – “мертвые точки” смены направлений с выпрямления на наклон и обратно.

Лыжник наваливался на опору из положения наибольшего разгибания туловища, ног и высшей точки замаха руками (3, третий кадр первой линейки). Через 0,06с штыри вонзались в асфальт (4), порядка 0,04с палки упруго деформировались (первый кадр верхней линейки),  само отталкивание ими длилось 0,32с (6, крайний справа кадр второй линейки). Всего наклон длился 0,44с и еще 0,06с палки "теряли"  опору и начиналось разгибание в пояснице (7, первый кадр третьей линейки).

Момент постановки палок на опору четко выражен в каждом цикле графика угловой скорости наклонов. Можно читать эту грамоту и без видеофиксации движений. В моменты вонзания штырей кисти натыкались на опору и скорость наклона поясницы замедлялась (4). Та же картина наблюдается и с замедлением выпрямления корпуса сразу после окончания отталкивания палками. Спортсмен, не оседая на отлетающих палках, молниеносно посылал себя на выпрямление, но уже через 0,05с продолжал это действие плавнее (7). Активизация выпрямления приходилась уже на начало следующего цикла (1 – 2), а когда руки уходили в замах (2 – 3), выпрямление туловища полностью тормозилось к началу обратного хода – навалу на постановку палок (3).                              

Посмотрим теперь самое интересное – как эти действия руками и туловищем влияли на ускорения и торможения поясницы спортсмена (рис.3).

 рис.3  Графики среднецикловых изменений модуля общих и продольных ускорений в ОБХ (красный и бирюзовый соответственно). Началом / окончанием циклов выбраны первые минимумы продольного ускорения (7) после достижения его максимального значения (6).

Показания акселерометров  отмечают в действиях спортсмена  три характерных пика в циклах ОБХ. Забегая вперед, то же отмечалось и в ОБХ других спортсменов, на лыжах в том числе. Поскольку поперечные колебания в этом ходе минимальны и носят  характер "шумов", общие ускорения на красном графике выражаются, в основном “плоским модулем” – корнем квадратным из суммы квадратов вертикального и продольного ускорений. Собственно продольные ускорения бирюзового графика имеют ту же трехпиковую тенденцию. Разница состоит в легком рассинхроне волновых колебаний графиков обоих ускорений.

Интересно, как их максимальные и минимальные значения поочередно трансформируются друг в друга: потенциальная энергия набираемой высоты выпрямлений используется лыжником для развития кинетической энергии продольных ускорений. Каждый из трех пиков модуля суммарного ускорения (1, 3 и 5) волнообразно, интервалами в десятые доли секунды, чередуется пиками продольных ускорений (2, 5 и 6). Причем, в подседании (3–4) тенденции обоих ускорений совпадают: и вертикальное, и продольное, и общее приходят к минимальным значениям. Из этой “ямы” лыжник выбирается усилиями мышц рук, плечевого пояса и сгибателей ног.

Известно, что в первой половине отталкивания палками (первые два кадра второй линейки), лыжники развивают максимальные осевые силы на них (см. https://www.skisport.ru/articles/read/64717/). И как подтверждается, ценой значительного торможения своей скорости от среднецикловой (3–4).

Теперь мы можем оценить степень нарастания и падения осевых сил на палках по Х.–С. Холмбергу, et al (черный), в сравнении с нашей компиляцией (рис.4). Интереснее всего соотнесение динамики осевых сил отталкивания спортсмена палками и вызываемые этим ускорения.

рис.4   Компиляция ускорений и раскадровок с графиком развития осевых сил на палках.

  Подвисая на руках в упоре палками, вплоть до низшей точки подседания (первые два кадра второй линейки), и развивая на них максимальные осевые силы, атлет отдавал приоритет разгрузке стоп в их протяжке вперед под собой. При этом таз приотставал. Если “пятая точка” при постановке палок нависала практически над серединой лыжероллеров (3), то в подседе (4) – под ней уже задние колеса. Важно, что сгибая ноги в тазобедренных и коленных суставах и подтягивая под себя отставшие ранее стопы, гонщик обеспечивал себе дальнейшую опору для финального ускорения. Чем скуднее в подседании такая протяжка стоп вперед, тем короче последующее продвижение таза вслед за ними.

На графиках обоих ускорений мы наблюдаем, что выездом вперед стопы, затем, увлекают за собой и таз, вызывая на пояснице значительный рост продольного и общего ускорений (4–5, третий кадр второй линейки).

Западные исследования, о которых речь, в частности, на 7-й минуте лекции, давно пришли к выводу, что последняя треть отталкивания палками наименее эффективна. Кроме того, палки, в их финальном наклоне вперед, теряют надежную опору асфальта. На снежных трассах, зацепление штырей сильнее, но и там, у спортсменов различной квалификации, наблюдается дискретизация пиков второго и третьего продольных ускорений. Похоже, что второй пик (5) обозначает границу эффективности отталкивания палками (начало его последней трети), а третий пик (6) отражает финал активного ухода с них.

Как бы то ни было, в нашем случае лыжник набирал завершающее продольное ускорение не только акцентом на окончании отталкивания палками, но и быстрым уходом с них, пока те не успели отлететь, собиранием рук в “охапку” позади и началом разгибания туловища (последние два кадра третьей линейки).

А что же первый в цикле пик продольного ускорения (1–2)? Сравнивая его с первой линейкой раскадровки, приходим к выводу, что он достигается подачей тела вперед с выпрямлением туловища (первые два кадра). Как только начинаются разгибание ног и замах руками, продольное ускорение переходит в торможение (2–3). Очевидно, что причин тому две: вертикальный подъем ОЦМ лыжника поднимает и  реактивную силу давления стоп на опору, а раскрытая стойка повышает сопротивление встречному воздушному потоку.   

В статье пятилетней давности “ОБХ, даблполлерам и человекам” приводились расчетные величины импульса продвигающих сил для атлетов весом 70 - 80 кг. Исходя из графика осевых сил по Х.-С. Холмбергу et al (4) и динамики изменения углов продольного наклона палок, импульс продвигающих сил в каждом цикле вычислялся уже нами, и в лежал пределах 50 - 60 кгм/с (Ns).

На предложенной тренировке регистратор ускорений показал средние приращения скорости в каждом цикле обеих попыток 0,78 и 0,83 м/с. Это значит, что при снаряженной массе спортсмена 80 кг, значения среднецикловых ИПС составляют 62 и 66 кгм/с соответственно. Этот индекс высвечивается на дисплее устройства, усредняется по мере движения и очевидно, что может служить оперативным показателем полезной мощности хода.         

Итак, регистратор ускорений приоткрыл занавес: в цикле ОБХ разовое усиление шуршания снега и гула колес обманчивы. Помимо приращения скорости отталкиванием палками, существуют еще два ( ! ) момента продольных ускорений – инерционных. То есть, в скольжении поочередно ускоряются: сначала лыжник вперед относительно стоп, затем стопы относительно трассы, и снова лыжник относительно стоп.

Сейчас тренеры обращают внимание на два действия в ОБХ: подачу тела вперед в замахе и непосредственно на фазу отталкивания руками. А вот, об ускоряющем “уходе с палок” – ни слова.

Впрочем, даблполлеры давно пришли к тому, что мы здесь видим : акцент  окончания отталкиваний руками в пологие подъемы критичен. Тут нельзя провалиться назад и важно до, чтобы успетьслать себя к началу следующего цикла, пока лыжи совсем не встали. Равно, как искусно противодействовать всем  внутрицикловым торможениям: в замахе (2-3), в финале отталкивания палками (5-6) и в свободном скольжении (6–7).          

В “Тур де ски 2020” разброс темпа ОБХ на финишной прямой квалификации классического спринта у десяти первых мужчин и женщин лежал в диапазоне одной десятой: от 0,74 до 0,84 секунды у тех и других. Это 13% процентов времени цикла, в котором лыжники, оказывается, трижды успевают ускоряться и тормозить относительно средней скорости. Двигательно одаренная элита  свернула горы тренировок и накатала сотни тысяч километров, методом проб и ошибок подобрала свой темпо-ритм.

Поможет ли регистратор ускорений в поисках оптимума?

Список литературы: