При любом использовании данного материала ссылка на первоисточник обязательна!

ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ПЕДАЛИРОВАНИЯ ВЕЛОСИПЕДИСТА

Анализ техники педалирования велосипедиста характеризуется многообразием подходов исследователей к их оценке, методов контроля и измерений, форм трактовки полученных результатов, а также рекомендаций по их практическому использованию. В настоящей статье разработана методика оценки качества педалирования велосипедиста, на основании которой можно в дальнейшем проводить исследования с целью увязывания многообразных факторов, влияющих на этот весьма сложный и высокочастотный с точки зрения биомеханики циклический процесс.

Циклический характер основного функционального движения велосипедиста — педалирования — является определяющим фактором при рассмотрении проблемы техники педалирования. Многочасовые велогонки, особенно многодневные требуют от спортсмена осмысленной экономии энергии, находящей свое выражение в рациональной технике педалирования. Экономичное педалирование — залог успеха гонщика при прочих равных условиях. В моменты максимальной усталости организма оно позволяет при незначительных усилиях поддерживать высокую скорость движения, а на решающих этапах гонки — выполнять работу с наивысшей отдачей. Еще более повышенные требования к качеству педалирования предъявляются в индивидуальных, командных и гитовых гонках на треке, в которых фактор быстрой утомляемости организма гонщика оказывает серьезное влияние на характер педалирования в заключительной фазе гонки и, как следствие этого, снижает КПД системы «гонщик — велосипедист».

Таким образом, объективная оценка качества педалирования велосипедиста является решающей задачей в исследовании этого процесса.

Основным фактором, с точки зрения механики обеспечивающим привод велосипеда, является крутящий момент от приложенного усилия к педали. В дальнейшем он принят в качестве основной единицы измерения, показывающей количественную и качественную взаимосвязь «биологического» двигателя — организма велосипедиста, совершающего работу, и велосипеда как механической системы, потребляющей эту работу с определенной эффективностью, в основе которой лежит качество педалирования.

На качество педалирования при общепринятой конструкции гоночного велосипеда может оказать влияние целый ряд факторов:

посадка велосипедиста, степень его тренированности, физиологические, эмоциональные характеристики и т. д. При этом необходимо отметить, что далеко не все перечисленные факторы могут быть учтены в полном объеме.

Для анализа комплексного влияния перечисленных факторов на качество педалирования был использован хорошо известный тензометрический метод, различные варианты и результаты использования которого неоднократно описывались в литературе. Система, примененная в настоящем исследовании, позволяет вести регистрацию крутящих моментов на обоих шатунах велосипеда и углах их поворота, а также воспроизводить фазовую картину изменения крутящего момента на велосипеде, установленном на обычном велостанке. Для регистрации оценки педалирования система предусматривает индукционную установку, смонтированную на оси заднего ролика велостанка. Установка позволяет плавно менять и контролировать момент сопротивления, создаваемый в процессе исследования.

Рис. 1. Графики функций, определяющих качество педалирования велосипедиста низкой квалификации:
1 — крутящий момент М₁ , создаваемый на левом шатуне; 2 — крутящий момент М₂ , создаваемый на правом шатуне; 3 — результирующий крутящий момент М; 4 — крутящий момент относительно средне-интегральной его величины; 5 — производная функция движущего момента

Рис. 2. Графики функций, определяющих качество педалирования велосипедиста низкой квалификации при увеличении сопротивления:
1 — крутящий момент M₁ , создаваемый на левом шатуне; 2 — крутящий момент М₂ , создаваемый на правом шатуне; 3 — результирующий крутящий момент М; 4 — крутящий момент относительно средне-интегральной его величины; 5 — производная функция движущего момента

Исследованию были подвергнуты всего два спортсмена. Полученные результаты позволяют продемонстрировать эффективность предлагаемого метода оценки качества педалирования и внести необходимую коррекцию. Следует отметить, что используемая аппаратура пока еще технически не совершенна и не позволяет осуществить оперативную обратную связь для реализации управления качеством педалирования. Аппаратура применялась лишь для получения предварительных данных с целью отработки методики критерия оценок качества педалирования велосипедиста.

Для разработки критериев оценки качества педалирования велосипедиста и иллюстрации метода расчета были выполнены предварительные записи крутящих моментов в функ-

Рис. 3. График функций, определяющих качество педалирования велосипедиста высокой квалификации:
1 — крутящий момент М₁ , создаваемый на левом шатуне; 2 — крутящий момент М₂ , создаваемый на правом шатуне; 3 — результирующий крутящий момент М; 4 — крутящий момент относительно средне-интегральной его величины; 5 — производная функция движущего момента

ции угла а-поворота шатуна для двух специально подобранных гонщиков: гонщика низкой квалификации на обычном велостанке (рис. 1); этого же гонщика на велосипеде, нагруженном моментом сопротивления (рис.2); гонщика высокой квалификации на обычном велостанке (рис. 3).

Особенностью представленных на рис. 1 — 3 графиков является преднамеренное отсутствие масштаба исследуемых функций, так как в процессе эксперимента перед гонщиками ставилась только одна задача — продемонстрировать характерное для них качество педалирования.

Как видно из графиков, характер педалирования в рассматриваемых трех случаях различен. У гонщика низкой квалификации при форсировании нагрузки наблюдается отрицательный крутящий момент на левом шатуне (см. рис. 2), область которого заштрихована. При увеличении числа оборотов путем снятия нагрузки и перехода на более легкий режим педалирования область отрицательного момента хоть и сужается (см. рис. 1), но остается по-прежнему в каждом цикле педалирования. Кривые результирующего крутящего момента характеризуются существенным перепадом экстремальных значений M_max и M_min. Наилучшие показатели крутящего момента наблюдаются у гонщика более высокой квалификации (см. рис. 3).

Полученные экспериментальные данные позволяют продемонстрировать показатели двух критериев K₁ и К₂ оценки качества педалирования, к которым были предъявлены следующие требования: критерии должны быть без-

размерными, эффективными, универсальными и иметь физический смысл:

Рассматриваемые критерии имеют следующий физический смысл:

K₁ — неравномерность крутящего момента, определяемого относительно его средне интегрального значения;

K₂ — относительная скорость изменения отклонения суммарного крутящего момента за цикл педалирования Т.

Обработка полученных результатов содержит ряд последовательных математических операций, связанных с разложением в ряд Фурье функции крутящего момента, выделением функций его отклонения, вычислением ее производной, определением экстремумов, расчетом численных значений критериев качества педалирования и табулирования полученных функций. Нами была разработана специальная программа для ЭЦВМ, которая предназначалась для последующего обсчета экспериментальных исследований, связанных с расчетом корреляционных функций качества педалирования.

Коэффициенты a_i и b_i разложения в ряд Фурье по четырем гармоникам, представленным на рис. 1 — 3 кривых крутящих моментов, даны в таблице, где высокий отрицательный порядок коэффициентов в четвертых гармониках (а₂ и b₂; а₃ и b₃; а₄ и b₄) свидетельствует о достаточно высокой точности полученных результатов. При табулировании функции суммарного момента, предусмотренного алгоритмом расчета, были получены ее значения, которые сравнивались с экспериментальными данными. Ошибка отклонения не превышала 2%.

Анализируя полученные результаты, можно констатировать, что критерии качества педалирования К₁ и К₂, приведенные в таблице, чувствительны к изменению педалирования. Это хорошо видно на примере критерия К₁ Критерий К₂ также достаточно чувствителен. При этом надо иметь в виду, что на его численное значение большое влияние оказывает период цикла педалирования, определяющий скорость изменения функции отклонения крутящего момента. Значение критерия К₂ для рассматриваемого третьего случая существенно бы снизилось, а для второго случая повысилось при условии равенства периодов педалирования. Из сказанного естественно

возникает вопрос, можно ли сравнивать качество педалирования одного и того же гонщика, например, при изменении скорости движения или при изменении передаточного отношения? Это уже является предметом специального анализа, однако можно утверждать, что критерий К₁, оставаясь постоянным в сравнительно небольшом диапазоне изменения

передаточного отношения, является наиболее надежным фактором контроля качества педалирования.

Предлагаемая методика оценки качества педалирования может быть использована для оптимального управления тренировочным процессом.

НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПОДГОТОВКИ СПОРТСМЕНОВ К РЕКОРДНЫМ ЗАЕЗДАМ НА СВЕРХДЛИННЫЕ ДИСТАНЦИИ

                                 
| Л. Ф. Колумбет |, заслуженный мастер спорта, Киев, Л. Б. Котвицкий, мастер спорта, Житомир
 

Цель статьи — ознакомить тренеров и спортсменов с опытом подготовки спортсменов на сверхдлинные дистанции на треке. Хотя многие трековые виды программы не являются составной частью программ чемпионатов мира и олимпийских игр, но мировые рекорды на этих дистанциях регистрируются и, на наш взгляд, являются престижными для спортсменов международного класса.

Непосредственную подготовку Ольги Сидоренко к установлению мирового рекорда на дистанции 100 км мы начали с 1 июля 1982 г., т. е. за 4 месяца до рекордного заезда. К этому времени Ольга должна была принять 14 — 15 стартов на шоссе, в том числе: на чемпионате СССР по многодневной гонке в г. Рыбачьем (Киргизской ССР) и чемпионате СССР в командной гонке в Ереване. Подготовка предусматривала резкое повышение скоростно-силовых качеств и интенсивности педалирования, а также выполнение заданных контрольных нормативов в индивидуальных и командных гонках на время.

Первая задача решалась выполнением больших тренировочных нагрузок (езда на длинные дистанции по пересеченной местности) и участием в многодневной гонке; вторая — соревнованиями на равнинных трассах, в индивидуальных и командных гонках на время, включая турнир в Ереване.

У спортсменки нужно было постоянно поддерживать чувство соревнования, проводить силовую подготовку, а главное — добиваться психологической устойчивости в соревнованиях на длинных дистанциях в условиях среднегорья.

Так, в индивидуальной гонке на время О. Сидоренко показала на дистанции 20 км результат 28 мин 49 с, 25 км — 36 мин 30 с, 50 км — 1 ч 16 мин. В командных гонках на 50 км ее время 1 ч 08 мин и I ч 09 мин.

При подготовке к предстоящему 100-километровому заезду О. Сидоренко приняла старт на олимпийском треке в Крылатском в часовой гонке и установила мировой рекорд для закрытых треков — 41 км 087 м.

Через 12 дней состоялся заезд на 100 км, где был показан результат — 2 ч 40 мин 52,171 с, что более чем на 40 с выше мирового рекорда, установленного в 1974 г. на треке в Милане замечательной спортсменкой Мари Крессари.

Если проанализировать график рекордного заезда Ольги Сидоренко, то следует отметить, что спортсменка обладает удивительным чувством равномерного темпа, завидным запасом скоростной выносливости, о чем говорит равномерное прохождение по времени кругов и удержании (и даже повышении) весьма высокой скорости на последнем 25-километровом отрезке.

Приводим график рекордного заезда О. Сидоренко:

Первые 25 км — 38.06;

Вторые 25 км — 40.47, т. е. 50 км — 1:18.53;

Третьи 25 км — 41.13;

Четвертые 25 км — 40.46, т. е. 50 км — 1:21.59.

Общее время — 2:40.52,171. В заключение хотелось бы сказать несколько слов о треке в Крылатском. На наш взгляд, основные параметры, геометрия и покрытие трека позволяют показывать очень высокие результаты в коротких видах программы. Вместе с тем крутые и длинные виражи, короткая и наклонная (до 11°) прямая не дают возможности спортсмену расслабиться во время длительного заезда, принять питание. Здесь же следует учесть и сравнительно долгое привыкание спортсмена к полотну трека, что заставляет тренеров эксперименти-