Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,931

АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ПОДГОТОВКИ В ЛЫЖНЫХ ГОНКАХ ЗА РУБЕЖОМ

Шагарова Е.А. 2 Корягина Ю.В. 1, 2 Шмидт А.В. 2
1 ООО Научно-методический центр Аналитик
2 ФГБОУ ВО Сибирский государственный университет физической культуры и спорта
Целью данной работы явилось выявление актуальных инновационных разработок и технологий ведущих научных лабораторий мира по проблеме совершенствования подготовки спортсменов в лыжных гонках. В настоящее время лыжные гонки рассматриваются как один из самых сложных видов спорта на выносливость. Нововведения в программе соревнований, существенные улучшения в оборудовании и подготовке трасс привели к большему увеличению скорости в этом виде спорта, чем в любом другом Олимпийском виде спорта на выносливость. Проведенный анализ перспективных зарубежных научных исследований в лыжных гонках показывает, что наибольший акцент в повышении результативности специалисты видят в физиологическом обосновании построения тренировочного процесса, улучшении биомеханических характеристик лыжной техники и ее модернизации, а также в повышении экономичности и эффективности преодоления различных участков дистанции, т.е. увеличении скорости при снижении уровня потребления кислорода.
лыжные гонки
физиология
биомеханика
техника
экономичность
1. Корягина Ю.В. Техника лыжных ходов: современные зарубежные классификации и терминология / Ю.В. Корягина // Физкультурное образование Сибири. – 2015. – Т. 33, № 1. – С. 100-104.
2. Andersson E. Physiological and biomechanical factors determining cross-country skiing performance / E. Andersson. – 2016. – 86 p.
3. Bishop D. Endurance training: Lessons from the lab and the field - do they agree? / D.Bishop, P. Saunders // Research to Practice 2016: Conference Proceedings (e-book). 4 April 2016, Exercise & Sports Science Australia, Qld, Australia. – P.16.
4. Holmberg, H. Integrative biomechanics and physiology in c-c skiing / H. Holmberg // 6 International Congress on Science and Skiing 2013, St. Christoph a. Arlberg .– Austria. – P. 7.
5. Leirdal, S. [Электронный ресурс] Effects of frequency on gross efficiency and performance in roller ski skating / S. Leirdal, О. Sandbakk, G. Ettema // Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports 2011: Article first published online: 13 SEP 2011 DOI: 10.1111/j.1600-0838.2011.01379.x
6. Ruiter C.J. Stride frequency in relation to oxygen consumption in experienced and novice runners / C. J. Dе Ruiter [et al.] // European Journal of Sport Science. – 2014. – Vol. 14. – № 3. – P. 251-258.
7. Sandbakk O. Physiological determinants of sprint and distance performance level in elite cross-country skiers / Ø. Sandbakk, C.Å. Grasaas, E.Grasaas [et al.] // 6 International Congress on Science and Skiing 2013, St. Christoph a. Arlberg. – Austria. – P. 93.
8. Sandbakk О. A reappraisal of success factors for Olympic cross-country skiing / Ø. Sandbakk, H. Holmberg // Int J Sports Physiol Perform. – 2014. – P. 3-14.

Значительные изменения скорости передвижения и результатов в лыжном спорте требует качественных изменений в системе спортивной подготовки лыжников и делает актуальным обзор современных зарубежных работ по данному направлению исследований.

Цель работы

Выявление актуальных инновационных разработок и технологий ведущих научных лабораторий мира по проблеме совершенствования подготовки спортсменов в лыжных гонках.

Методы и организация исследования. Осуществлялись поиск и сбор источников информации за 2010–2016 гг. (статьи, материалы конференций, журналы). Найденные источники переводились на русский язык и подвергались научному редактированию и анализу.

Результаты и их обсуждение. В настоящее время широко распространено мнение, что работоспособность в видах спорта на выносливость определяется высоким максимальным потреблением кислорода (МПК), однако, существуют и другие факторы, например способность длительно поддерживать высокую скорость потребления кислорода, экономичность и эффективность [3].

Факторы, лимитирующие работоспособность в лыжных гонках. Ученые Норвежского университета науки и технологий К. Сандбак и Центрального шведского университета Х. Холмберг проанализировали факторы успеха в современных лыжных гонках [8]. Х. Холмберг сделал доклад на эту же тему на 6 Международном конгрессе «Наука и лыжи» [4].

Ученые отмечают, что лыжные гонки, рассматриваются как один из самых сложных видов спорта на выносливость, он был Олимпийским видом с первых зимних Игр в Шамони, Франция, в 1924 году. Повышение эффективности тренировочного процесса и существенные улучшения в оборудовании и подготовке трасс привели к большему увеличению скорости в этом виде, чем в любом другом Олимпийском виде спорта на выносливость (рисунок).

Средняя скорость для мужчин победителей на дистанции 15 км в лыжных гонках и 10000-м беге во время Олимпийских соревнований с 1976 по 2012 г.

Восемь из 12 лыжных видов были включены в программу Олимпийских игр в Сочи или были существенно изменены по сравнению с форматом игр Лиллехаммера в 1994 году. Эти довольно большие изменения повлекли переоценку факторов успеха результативности в Олимпийских лыжных гонках с вытекающими последствиями для тренировок и специализации в спринте и на длинных дистанциях.

Лыжная гонка может длиться от 12 минут (4 гонки по 3 мин в лыжном спринте) до более 2 часов (50-км гонка). Местность соревнований различается, но правилами установлено включать в дистанцию примерно: на одну треть гор, одну треть равнины, и одну треть холмов. Это заставляет лыжников часто изменять свою технику передвижения. Тем не менее более 50 % времени гонки проводится на подъемах, где значительно варьирует индивидуальная работоспособность спортсменов. В масс старте тактика является наиболее важной, и результат зачастую решается в финале спринта.

Аэробное энергообеспечение во время соревнований составляет 70–75 % в спринте и 85–95 % на длинных дистанциях. Тем не менее лыжники гонщики часто принимают стратегию с более высокой интенсивностью прохождения подъемов, при этом интенсивность работы значительно выше, чем требуется, для того чтобы достичь МПК (анаэробные доля достигает до 40 % во время спринтерских гонок и 10–20 % на длинных дистанциях). Эта «стратегия хода» достигается за счет использования участниками скоростного спуска для восстановления.

Лыжники гонщики мирового класса показывают одни из самых высоких значений МПК от 80 до 90 и от 70 до 80 мл/кг/мин для мужчин и женщин, соответственно. Потребление кислорода изменяется в зависимости от температуры и снижается в период соревнований при температуре – 20 °С. Среди элитных спортсменов было зарегистрировано, что скорость вентиляции во время гонки составляет 250 л/мин, объем крови 9 л, минутный объем крови > 40 л / мин, и систолический объем > 200 мл. В то же время требуется анаэробная мощность, мощность верхней части тела, высокоскоростная техника и «тактическая гибкость», все это увеличилось у тех, кто стремится завоевать медали. Например, с результативностью в лыжном спринте тесно коррелируют скорость на короткие дистанции и максимальная сила. Абсолютные значения МПК, демонстрируемые элитными спринтерами и лыжниками, специализирующимися на длинных дистанциях, похожи, но последние имеют более низкую массу тела, а лыжники спринтеры имеют более высокие анаэробные способности. Как в спринте, и так и в гонках на длинные дистанции, способность эффективно преобразовывать метаболическую энергию в скорость является ключевым фактором, определяющим производительность.

Данную тему продолжает Эрик Андерсон из Центрального университета Швеции [2]. Целью его докторской диссертации было изучить биомеханические и физиологические факторы, связанные со спринтерскими дистанциями в лыжных гонках. Он провел целую серию экспериментальных исследований.

В лабораторном тесте на лыжероллерном тредмиле он определял валовую эффективность, МПК и максимальную скорость. Модифицированный метод определения валовой эффективности (тест со ступенчато повышающейся нагрузкой) для оценки анаэробного производства энергии во время передвижения на различной местности в течение 232 с показал, что относительные аэробные и анаэробные механизмы энергообеспечения составили 82 % и 18 %, соответственно, с кислородным долгом 45 мл / кг. Таким образом, он сделал заключение, что время и производительность преодоления дистанции в значительной степени объясняется определенными валовой эффективностью (53 %), скоростью потребления кислорода (30 %) и кислородным долгом (15 %). В связи с эти он отмечает, что необходимо подробнее проанализировать тренировочные стратегии, направленные на снижение энергозатрат и повышение валовой эффективности.

В другом исследовании Э. Андерсон [2] изучал метаболические реакции и темповые стратегии в четырех последовательных лыжных забегах. Первые и последние забеги были самыми быстрыми (оба по 228 с) и были связаны с большим вкладом анаэробных источников энергии, в то время как средние значения скорости потребления кислорода во всех четырех забегах были аналогичны. Индивидуальные различия в производительности забегов объяснялись в основном (69 %) вариациями кислородного долга. На протяжении всех забегов лыжники использовали положительную темповую стратегию. Кроме того, при передвижении в подъем генерировался значительно более высокий (~ 30 %) уровень метаболизма, чем на равнинных участках трассы, что отражает нерегулярное производство анаэробной энергии. В целом, важными для выполнения забегов являются быстрый старт и высокий уровень мощности работы во время передвижения на лыжах в подъем. Это оказывает более выраженное влияние на лыжную производительность в связи с уменьшением флуктуаций скорости и, таким образом, общего воздушного сопротивления.

Ученые Норвежского университета науки и технологий провели исследование по определению физиологических детерминантов спринтерской и стайерской результативности у элитных лыжников [7]. Они отмечают, что ни одно исследование до настоящего времени не показало, какие физиологические возможности определяют уровни результативности на спринтерских и стайерских дистанциях у элитных лыжников. В своем исследовании они соотнесли физиологические лабораторные показатели с уровнем результативности на спринтерских и стайерских дистанциях лыжных гонок с помощью FIS- очков (рейтинговые очки международной лыжной федерации).

Результаты показывают, что пиковая мощность для верхних и нижних конечностей коррелирует с результатами в спринте (r = 0,68 и -0,47, P <0,05), но не с результатами на стайерских дистанциях. МПК коррелирует с результатами на стайерских дистанциях (r = -0,70 р <0,05), но не в спринте. Не выявлено значимых корреляций между общей эффективностью и FIS очками в спринте или на стайерских лыжных дистанциях. Уровень результативности на стайерских дистанциях коррелирует с уровнем лактата в крови и респираторного коэффициента на субмаксимальных скоростях (r = 0,73; р <0,05). Антропометрические показатели не коррелируют с уровнем результативности в спринте и на стайерских дистанциях.

Следовательно, взрывная сила, измеренная как пиковая мощность верхних и нижних конечностей, связана с уровнем спринтерской производительности, в то время как высокие максимальные аэробные возможности и низкие анаэробные возможности во время субмаксимальной работы на лыжероллерах коррелируют с уровнем стайерской результативности.

Биомеханика лыжных гонок. По мере того как лыжные гонки претерпевали изменения, все больше и больше внимания уделялось биомеханической эффективности. Для эффективного преодоления соревновательных дистанций лыжники гонщики должны освоить широкий диапазон скоростей (5–70 км/ч) и рельефа (с крутизной -20 % до 20 %). Для достижения этой цели постоянно меняются и адаптируются 9 классических и коньковых лыжных ходов. В 1,5 км спринтерской гонке лыжники изменяют ход около 30 раз, в то время как на длинных дистанциях происходят сотни таких переходов. Это является уникальным по сравнению с другими Олимпийскими видами спорта.

В коньковом и классическом стиле для увеличения длины цикла на более высоких скоростях более высокие требования предъявляются к развиваемой движущей силе. Одной из важных стратегий для повышения продолжительности цикла является более эффективное отталкивание палками, с преактивацией и растяжением мышц и активное снижение центра тяжести для достижения более высокой пиковой силы раньше в цикле движения. Соответственно, более скоростно-силовые лыжные ходы, такие как дабл полинг (double poling) модификация одновременного бесшажного хода с более короткой фазой отталкивания и попеременный двухшажный ход в низкой стойке с махами руками были разработаны для использования на равнинной местности [1]. С такими ходами, наиболее взрывные лыжники могут развивать максимальную силу в ходе дабл полинг, достигающую 430 Н в течение 0,05 секунд, а также силу отталкивания ногами выше 1600 Н попеременным двухшажным ходом в низкой стойке с махами руками [8].

На крутых подъемах ускорение лыжников увеличивает скорость цикла при сохранении длины цикла, и чтобы ускориться, используются инновационные техники, такие как «попеременный двухшажный коньковый ход» и «прыжковый вариант одновременного двухшажного хода». Кроме того, в последнее время все больше и больше внимания уделяется холмистым участкам трассы, особенно поворотам на подъемах, где быстрые лыжники более широко используют ускоряющую технику прохождения поворота [8].

Э. Андерсон [2] в своей докторской диссертации также проанализировал биомеханику и скорость движений в лыжных гонках с использованием дифференциальной глобальной навигационной спутниковой системы в сочетании с возможностью записи видео. Лыжники пробежали 1425 м (2 х 712 м) с временем спринта 207 с, при средней скорости 24,8 км / ч, с множеством переходов между коньковыми лыжными ходами (т.е. различные коньковые ходы [G2-7] [1]. Они использовали стратегию темпа с быстрым стартом с последующим постепенным замедлением (т.е. положительной стимуляцией), первый круг они преодолевали на 2,9 % быстрее, чем второй круг. МПК было связано со способностью поддерживать скорость передвижения в подъем и самые быстрые лыжники использовали G3 в большей степени, чем G2. Кроме того, максимальная скорость на короткие расстояния (50 и 20 м) с помощью ходов G3 и хода дабл полинг оказали значительное влияние на производительность и время спринта.

В своем следующем эксперименте ученый рассмотрел влияние возрастающей скорости (умеренная, высокая и максимальная) на биомеханику при передвижении в подъем классическим попеременным двухшажным ходом и елочкой. Исследование показало, что при передвижении на лыжах в подъем (7,5 °) попеременным двухшажным классическим ходом у лыжников увеличилась скорость цикла и продолжительность цикла от умеренной до высокой скорости; на максимальной скорости скорость цикла увеличилась, и длительность цикла уменьшилась. С повышением скорости отталкивание и скольжение одновременным бесшажным ходом стало постепенно короче. Скорость отталкивания палками и развиваемая сила ног с повышением скорости увеличивалась. Значительно больше была развиваемая сила ног при передвижении по снегу по сравнению с предыдущими результатами для лыжероллеров, хотя пиковая сила была одинакова в обоих случаях. Самые быстрые лыжники проявляли большую пиковую силу ног в более короткий отрезок времени.

При использовании техники елочка на крутом подъеме (15 °), лыжники располагали свои лыжи в боковом направлении ("V" в диапазоне от 25 до 30 °) и располагали их полюса под небольшим боковым углом (от 8 до 12 °), причем большая часть движущей силы, приходилась на внутреннюю сторону передней части стопы. Из общей тяговой силы 77 % генерировалось ногами. Скорость цикла увеличилась на всех трех скоростях (от 1,20 до 1,60 Гц), в то время как продолжительность цикла увеличилась лишь с умеренной до высокой скорости (от 2,0 до 2,3 м).

Следовательно, величина и скорость генерации силы ног являются важными факторами, определяющими производительность в передвижении на лыжах как попеременным двухшажным классическим ходом, так и елочкой, хотя скорость является более важной в попеременном двухшажном классическом ходе, так как этот лыжный ход включает в себя скольжение.

Экономичность и эффективность в лыжных гонках. В индивидуальной гонке лыжники в подъем работают более интенсивно, в связи с чем может быть достигнута максимальная мощность работы для данной метаболической стоимости. В видах спорта на выносливость, даже шаг, как правило, должен быть оптимальным [6].

В отличие от других видов спорта на выносливость, оптимальный шаг в лыжных гонках должен насчитывать больше переменных, таких как изменение профиля трассы, состояние снега в разное время сезона или даже однократность гонки. Эффективность хода на Олимпиаде в Сочи была большой проблемой, так как большая высота (1550 м над уровнем моря) ограничивает скорость, которая может быть достигнута на подъеме, а также замедляет восстановление на холмистом рельефе.

Введение масс-старта в Олимпийских лыжных гонках акцентирует внимание на важности и разработке проблемы экономичного и оптимального использования индивидуальных сильных сторон каждого спортсмена. Командная тактика иногда может обеспечить преимущество в таких гонках. Однако командная тактика в лыжных гонках отличается от велогонок, например, более низкими скоростями участвующих, узкими трассами, и тем фактом, что разрешается участвовать в гонке только 4 лыжникам из каждой страны. Кроме того, скорость работы в подъем часто предъявляет слишком большие требования к слабым лыжников, делая типичных «Аутсайдеров спринта».

Исследователи из Норвежского университета науки и технологий [5] также занимаются повышением эффективности передвижения на лыжероллерах. Целью их исследования было изучение влияния частоты шагов на эффективность и производительность при передвижении на лыжероллерах одновременным одношажным коньковым ходом. Результаты исследования показали, что максимальная эффективность увеличивалась с мощностью. При высокой мощности (на скорости 20 км/ч), эффективность и производительность были значительно снижены при высокой частоте. Следовательно, лыжники самостоятельно оптимизируют энергосбережение (эффективность) и производительность путем подбора частоты шагов при передвижении на лыжероллерах одновременным одношажным коньковым ходом.

Таким образом, анализ перспективных зарубежных научных исследований в лыжных гонках показывает, что наибольший акцент в повышении результативности специалисты видят в физиологическом обосновании построения тренировочного процесса, улучшении биомеханических характеристик лыжной техники и ее модернизации в связи с изменением лыжных трасс, а также с повышением экономичности и эффективности преодоления различных участков дистанции, т.е. увеличении скорости передвижения при снижении уровня потребления кислорода.

Основанием для выполнения настоящей работы явился Государственный контракт с Министерством спорта РФ на выполнение НИР № 484 от 25.08.2016 г.


Библиографическая ссылка

Шагарова Е.А., Корягина Ю.В., Шмидт А.В. АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ПОДГОТОВКИ В ЛЫЖНЫХ ГОНКАХ ЗА РУБЕЖОМ // Современные проблемы науки и образования. – 2016. – № 5.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=25407 (дата обращения: 30.09.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074