При любом использовании данного материала ссылка на первоисточник обязательна!

где r — коэффициент корреляции; Р — значимость коэффициентов корреляции, Y₁ — установка седла по высоте (h); Y₂ — установка длины посадки (l); Y₃ — контрольный размер (h₁); Y₄ — длина выноса (l_h); X₁ — длина ноги (от пола до лобковой кости); X₂ — длина руки; X₃ — длина туловища (сидя).

Немаловажным при установке посадки является выбор длины выноса, поэтому и было получено уравнение для его расчета.

Методика установки посадки будет следующая: вначале необходимо измерить длину ноги, затем руки и туловища, после чего произвести расчет по вышеприведенным формулам. Рассмотрим это на конкретном примере. При длине ноги 88,5 см, длине руки 74,0 см

и длине туловища 95,5 см рассчитанные по формулам параметры будут следующими: Y₁ = 75,3 см; Y₂ = 70,0 см; Y₃ = 78,8 см и Y₄ = 7,1. Полученные цифровые результаты переносятся на велосипед, и таким образом устанавливается рациональная посадка.

Если велосипедисту покажется, что посадка недостаточно удобная, то не следует изменять ее сразу же. Необходимо в такой посадке провести два-три занятия. Если она все-таки будет недостаточно удобной, то можно внести некоторые коррективы. Эти рекомендации касаются как любителей езды на велосипеде, так и юных и взрослых спортсменов-велосипедистов.

ОЦЕНКА АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО КАЧЕСТВА ПОСАДКИ ВЕЛОСИПЕДИСТОВ

В статье предлагается простейший способ оценки аэродинамичности посадки велосипедиста, основанный на результатах исследований, проведенных в лаборатории биомеханики и механики спорта Института механики МГУ (заведующий лабораторией кандидат физико-математических наук А. А. Шахназаров) и на кафедре биомеханики ГЦОЛИФКа (заведующий кафедрой доктор педагогических наук В. М. Зациорский).

При движении велосипедиста по горизонтальной поверхности с постоянной скоростью сила, прикладываемая к педалям, расходуется на преодоление сопротивления:

а) трения, возникающего в механизме велосипеда. Результаты исследований говорят о том, что эта сила пропорциональна весу Р системы «велосипед — велосипедист» (СВВ) и не зависит от скорости;

б) трения качения колеса по опорной поверхности (эта сила зависит от диаметра колеса, давления в шинах и качества покрытия; при езде в одинаковых условиях она зависит от веса СВВ и не зависит от скорости);

в) воздуха.

Силу сопротивления СВВ можно рассчитать по формуле:

                                                            V²

F = P • 0,001 + Р • 0,002 + C_x • S • ——— , (1)
                                                              2

где F — сила сопротивления СВВ;

С_х — коэффициент лобового сопротивления СВВ;

S — площадь фронтальной проекция СВВ;

— плотность воздуха;

V — скорость движения воздуха относительно СВВ;

Р — вес СВВ;

Выражение Р • 0,001 соответствует силе трения в механизме велосипеда; Р • 0,002 — силе трения качения;

               V²

C_x • S • ——— , — силе аэродинамического
                  2       

сопротивления СВВ.

На рис. 1 показан вклад составляющих силы сопротивления, рассчитанных по приведенной формуле, в зависимости от скорости движения СВВ. Из рисунка видно, что при скорости, превышающей 11 м/с (40 км/ч), т. е. при соревновательной скорости, более 90% силы сопротивления приходится на силу аэродинамического сопротивления. Поэтому совершенствование аэродинамических характеристик СВВ является первоочередной задачей, решив которую, можно существенно повысить результаты велосипедистов в соревнованиях.

Исследования силы аэродинамического сопротивления, проведенные как в аэродинамической трубе, так и в естественных условиях, показали, что эта сила зависит от скорости воздушного потока относительно СВВ, посадки велосипедиста, его экипировки, инвентаря, условий, в которых находится СВВ.

Снижение силы аэродинамического сопротивления СВВ при прочих равных условиях возможно за счет уменьшения площади фрон-

Рис. 1. График составляющих силы сопротивления

Условные обозначения:

	— сила аэродинамического сопротивления;
	— сила трения качения;
	— сила трения в механизме велосипеда;
	— суммарная сила сопротивления

тальной проекции и коэффициента лобового сопротивления. Это осуществляется двумя дополняющими друг друга способами: первый — путем изменения посадки велосипедиста (обеспечив при этом возможность сохранить эту посадку на дистанции без существенных дополнительных энерготрат) и второй — путем совершенствования конструкции велосипеда и его элементов. Тренеры предпочитают второй вариант, хотя возможностей у первого больше, так как на велосипедиста действует более 70% силы аэродинамического сопротивления СВВ, в то время как на велосипед — менее 30%.

Рассмотрим посадку спортсмена на велосипедах современных конструкций. С одной стороны, для удобного педалирования угол в тазобедренном суставе у велосипедиста не должен быть слишком мал, так как бедро при педалировании приближается довольно близко к туловищу. С другой стороны, с точки зрения аэродинамики желательно туловище спортсмена расположить горизонтально и тем самым свести до минимума площадь фронтальной проекции СВВ. Современные конструкции спортивных велосипедов не позволяют этого сделать. Спортсмены нашли компромиссное решение. Они обеспечивают достаточный угол в тазобедренном суставе, располагая таз под относительно большим углом к горизонтальной поверхности и значительно наклонив туловище.

В зависимости от телосложения спортсмена и индивидуальных его особенностей можно различить посадки с наибольшим изгибом позвоночника в поясничном или в грудном отделах и с равномерным изгибом позвоночника. От угла наклона таза и изгиба позвоночника зависит высота посадки, а значит, и площадь лобового сопротивления СВВ (см. фор-

мулу для силы аэродинамического сопротивления).

Допустим, что:

а) коэффициент лобового сопротивления СВВ при изменении наклона туловища остается постоянным;

б) площадь проекции велосипедиста представляет сумму:

— площади проекции туловища на фронтальную плоскость, которая определяется произведением величины ширины плеч (L) велосипедиста на величину расстояния между горизонтальными линиями, одна из которых проходит через наивысшую точку туловища, а другая — через наивысшую точку седла (С) (рис. 2);

— площади проекции ног на фронтальную плоскость, которая определяется произведением величины расстояния между горизонтальной прямой, проходящей через наивысшую точку седла, и центром каретки (В) на величину ширины плеч (L) и коэффициент k₁, показывающий, во сколько раз площадь ног отличается от площади туловища;

— площади фронтальной проекции головы, которая определяется произведением величины расстояния (d) между горизонтальными линиями, проходящим и через наивысшую точку туловища и наивысшую точку головы, на величину ширины плеч и коэффициент k₂, показывающий, во сколько раз площадь головы отличается от площади туловища.

В этом случае площадь фронтальной проекции СВВ можно представить формулой:

S = L • С + L • k₁В + L • k₂D, (2)

где S — площадь фронтальной проекции СВВ;

L — ширина плеч велосипедиста;

С — расстояние между горизонтальными линиями, проходящими через наивысшую точку седла и наивысшую точку туловища;

Рис. 2. Определение коэффициента аэродинамичности посадки

k₁, k₂ — коэффициенты, показывающие, во сколько раз площадь ног и площадь головы больше площади туловища;

В — расстояние от каретки до горизонтальной прямой, проходящей через наивысшую точку седла;

D — расстояние от горизонтальной прямой, проходящей через наивысшую точку туловища, до наивысшей точки головы (при условии, если голова приподнята выше туловища).

При горизонтальном положении туловища площадь проекции на фронтальную плоскость минимальная. Эта площадь определяется суммой площади туловища и площади ног. Ее можно определить по формуле. Для этого надо величину ширины плеч L умножить на величину «толщины» туловища А, после чего прибавить величину ширины плеч, умноженную на коэффициент k₁ и величину расстояния от каретки до горизонтальной прямой.

S_мин.= L • A + L • k₁ • В, (3)

где S_мин — минимальная площадь проекции СВВ;

A — «толщина» туловища;

L — ширина плеч;

k₁ — коэффициент, показывающий, во сколько раз площадь ног больше площади туловища;

В — расстояние от каретки до горизонтальной прямой, проходящей через наивысшую точку поверхности седла.

Разделив минимальную площадь лобового сопротивления на площадь лобового сопротивления СВВ при дистанционной посадке, получим коэффициент К, характеризующий аэродинамическое совершенство посадки, где:

А + k₁ • В
K = ————————. (4)
С + k₁B + K₂D

(Обозначения те же, что и в формулах (2) и (3).

На основе результатов исследований, проведенных в аэродинамической трубе НИИ механики МГУ на спортсмене мсмк в 18 различных позах при скорости воздушного потока 20 м/с (причем с целью повышения точности продувки проводились в 17 позах четыре раза, а в одной — 20 раз), определены

коэффициенты k₁ и k₂, которые оказались равными соответственно 0,5 и 0,25. Установлена отрицательная связь между коэффициентом К, с одной стороны, и силой аэродинамического сопротивления СВВ — с другой, r = –0,901 (доверительные границы этого коэффициента для уровня значимости 0,05 находятся в диапазоне –0,98±0,73).

Для определения коэффициента аэродинамичности посадки К нужно взять фотографию спортсмена (можно любого размера, но обязательно вид строго сбоку) и измерить отрезки А, В, С, D, а затем полученные размеры (они могут быть в сантиметрах или миллиметрах) подставить в формулу и произвести вычисления (см. рис. 2).

В нашем примере отрезок А на рис. 2 равен 13 мм, отрезок В — 29 мм, отрезок С — 17 мм и отрезок D — 3 мм. Подставим эти величины в формулу:

13 мм + 0,5 • 29 мм
K = ——————————————— =
17 мм + 0,5 • 29 мм + 0,25 • 3 мм
27,5 мм         
 = —————— = 0,853.
–32,25 мм            

В связи с тем что коэффициент аэродинамичности посадки К — безразмерная величина, то ни масштаб изображения, ни то, в каких единицах выражена величина соответствующих отрезков, не имеют значения.

Чем ближе коэффициент К к единице, тем более совершенна посадка в аэродинамическом отношении. С помощью коэффициента К можно оценить аэродинамическое качество посадки любого спортсмена, сравнить различные посадки одного и того же спортсмена и посадки различных гонщиков. Оптимальная в аэродинамическом отношении посадка будет в том случае, если коэффициент К будет равен единице. У Копылова в дистанционной посадке коэффициент К составляет 0,857, у Храбцова — 0,826, у Мозера во время заезда на побитие рекорда мира он колебался в диапазоне от 0,82 до 0,89 (рассчитан по фотографиям, опубликованным в иностранной печати).

Простота и доступность определения коэффициента К очевидны.

РЕЖИМ ТРЕНИРОВОЧНЫХ НАГРУЗОК В ДЕНЬ ГЛАВНЫХ СОРЕВНОВАНИЙ

На протяжении всего соревновательного периода главная задача подготовки спортсмена сводится к тому, чтобы создать наи-

более благоприятные условия для реализации приобретенной спортивной формы, показать высокие спортивные результаты.