Спортивно-техническая подготовка гребцов-академистов 14–15 лет с использованием компьютерно-диагностического тренажёрного комплекса тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Белоусов Сергей Игоревич

• Белоусов Сергей Игоревич
• кандидат наук
• 2024

Оглавление диссертации кандидат наук Белоусов Сергей Игоревич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВОПРОСОВ РАЗВИТИЯ ТЕХНИКИ АКАДЕМИЧЕСКОЙ ГРЕБЛИ И ПЕДАГОГИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ УРОВНЯ СПОРТИВНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ

ПОДГОТОВЛЕННОСТИ В ЭТОМ ВИДЕ СПОРТА

1.1. Эволюция уключинных лодок и связанное с ней развитие техники академической гребли

1.2. Особенности академической гребли и критерии её эффективности

1.3. Биомеханическое обоснование техники академической гребли,

как основа для выбора её биомеханических характеристик

1.4. Педагогический контроль уровня спортивно- технической подготовленности в академической гребле

1.4.1. Первая регистрация биомеханических характеристик гребной локомоции в России

1.4.2. Эволюция педагогического контроля уровня спортивно-технической подготовленности в академической гребле

1.4.3. Модельные величины некоторых показателей уровня спортивно-технической подготовленности в академической гребле

1.5. Методы и средства спортивно-технической подготовки в академической гребле

1.5.1. Технические упражнения, как средство спортивно-технической подготовки в академической гребле

1.5.2. Гребные тренажёры, как средство спортивно-технической подготовки в академической гребле

1.6. Заключение по Главе

ГЛАВА 2. МЕТОДЫ И ОРГАНИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Методы исследования

2.2. Организация исследования

2.3. Заключение по Главе

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ МЕТОДИКИ СПОРТИВНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ГРЕБЦОВ-

АКАДЕМИСТОВ 14-15 лет

3.1. Создание компьютерно-диагностического тренажёрного

комплекса

3.2. Биомеханическая модель гребной механической системы "гребец-тренажёр"

3.3. Содержание и особенности методики спортивно-технической подготовки гребцов-академистов 14-15 лет на основе применения созданного компьютерно-диагностического тренажёрного комплекса

3.4. Заключение по Главе

ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ МЕТОДИКИ СПОРТИВНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ГРЕБЦОВ-АКАДЕМИСТОВ 14-15 лет

4.1. Исследование биомеханических характеристик академической гребли при освоении созданного компьютерно-диагностического тренажёрного комплекса

4.2. Динамика величин биомеханических показателей академической гребли у спортсменов экспериментальной и контрольной групп за

период основного педагогического эксперимента

4.3. Динамика результатов контрольных прохождений дистанции 500 метров гребцами экспериментальной и контрольной групп за период основного педагогического эксперимента

4.4. Заключение по Главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение «А» - Содержание тренировочных занятий с использованием экспериментальной методики спортивно-

технической подготовки гребцов-академистов 14-15 лет

Приложение «Б» - Акты внедрения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Спортивно-техническая подготовка гребцов-академистов 14–15 лет с использованием компьютерно-диагностического тренажёрного комплекса»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. В Стратегии развития физической культуры и спорта в Российской Федерации на период до 2030 года, утвержденной распоряжением Правительства Российской Федерации от 24 ноября 2020 г. № 3081-р, сформулированы основные направления совершенствования системы спортивной подготовки, в том числе, разработка "... диагностических методик и научного анализа оценки показателей спортивно-технической подготовленности спортсменов для повышения эффективности тренировочного процесса" и "повышение эффективности ключевых процессов подготовки спортсменов путём внедрения цифровых инструментов...".

Принципиальным положением системы многолетней спортивной подготовки является перспективное формирование спортивно-технического мастерства. Спортсмены юношеского возраста должны овладевать основным арсеналом двигательных умений и навыками в объёме, необходимом для успешного освоения значительных соревновательных и тренировочных нагрузок в будущем [Набатникова М.Я., 1982; 1987; Евтух А.В., Квашук П.В., Шустин Б.Н., 2008 и др.].

Академическая гребля, один из самых медалеёмких циклических видов спорта, активно развивается в мире. Одной из причин затянувшегося кризиса спортивных достижений российских гребцов на мировой арене является недостаточная эффективность подготовки спортивного резерва для сборных команд России. В этой связи актуальным направлением совершенствования тренировочного процесса юных гребцов является научная разработка методических основ их спортивно-технической подготовки.

Степень разработанности проблемы. Методические аспекты регистрации биомеханических параметров академической гребли при помощи аппаратных методов для последующего анализа и коррекции техники гребли привлекали внимание специалистов на протяжении всего времени развития современной

гребли [Крук С. 1975, Моржевиков Н.В. 1977, Дель Мойте А. 1980, Монахов В.В. 1981, 1986, Тамулявичус P.C. 1982; Ткачук А.П. 1983, 1989, Нольте Ф. 1985, Kleshnev V. 2011]. Научный интерес к разработке систем анализа спортивно-технического мастерства гребцов не снижается и сейчас. Дополнительный импульс в изучении биомеханических основ академической гребли дало развитие микропроцессорной техники и создание компьютерно-диагностических тренажёрных комплексов, позволяющих получать срочную информацию о структуре движений гребца и корректировать биомеханические характеристик гребли [Kunz С.О. 2005, Клешнёв В.В. 2008, Kleshnev V. 2011, Клешнев И.В., Клешнёв В.В. и др. 2015, Белоусов С.И., 2014, 2016, 2018].

Данное научно-исследовательское направление в литературе представлено фрагментарно и совершенно недостаточно для разработки современной методики спортивно-технической подготовки гребцов-академистов юношеского возраста.

Сложившаяся проблемная ситуация при подготовке гребцов академического стиля на начальном этапе спортивной подготовки требует скорейшего разрешения давно назревших противоречий между:

- данными, свидетельствующими о необходимости повышения спортивно-технического мастерства юных гребцов-академистов, и недостаточным научно-методическим обеспечением этого процесса;

- возможностями применения различных тренажёров для формирования и совершенствования техники гребли, и отсутствием компьютерно-диагностических тренажёрных комплексов, оснащенных аудиовизуальной обратной связью для срочной коррекции биомеханических характеристик гребли.

В связи с теоретической и практической значимостью выделенных противоречий и необходимостью их научного разрешения можно определить основную проблему настоящего исследования, которая заключается в поиске научно обоснованного ответа на вопрос: "Каковы теоретические основания и методическое содержание эффективной методики спортивно-технической

подготовки гребцов-академистов юношеского возраста на основе применения компьютерно-диагностических тренажёрных комплексов с биологической обратной связью?".

Научная значимость и недостаточная разработанность проблемы обусловили выбор темы исследования. "Спортивно-техническая подготовка гребцов-академистов 14-15 лет с использованием компьютерно-диагностического тренажёрного комплекса".

Объект исследования, тренировочный процесс гребцов академического стиля 14-15 лет.

Предмет исследования, методика спортивно-технической подготовки гребцов-академистов 14-15 лет на основе применения созданного компьютерно-диагностического тренажёрного комплекса.

Цель исследования: разработка и экспериментальное обоснование эффективности методики спортивно-технической подготовки гребцов-академистов 14-15 лет с использованием созданного компьютерно-диагностического тренажерного комплекса в подготовительном периоде тренировки.

Гипотеза исследования, при планировании настоящего исследования предполагалось, что методика спортивно-технической подготовки гребцов-академистов 14-15 лет с использованием созданного компьютерно-диагностического тренажёрного комплекса будет эффективной, если при разработке будут учтены:

- биомеханические критерии техники гребли;

- последовательность применения упражнений, направленных на формирование рациональной техники гребного цикла;

- оснащение комплекса измерительно-аналитической системой аудиовизуальной биологической обратной связи.

Задачи исследования:

1. Изучить проблемы применения технических средств биомеханического контроля для анализа уровня спортивно-технической подготовленности

гребцов-академистов.

2. Создать компьютерно-диагностический тренажёрный комплекс на основе гидродинамического спортивного тренажёра и измерительно-аналитической системы обработки биомеханических характеристик гребли с аудиовизуальной обратной связью.

3. Разработать методику спортивно-технической подготовки гребцов-академистов 14-15 лет на основе применения созданного компьютерно-диагностического тренажёрного комплекса.

4. Экспериментально обосновать эффективность методики спортивно-технической подготовки гребцов-академистов 14-15 лет с использованием созданного компьютерно-диагностического тренажерного комплекса в подготовительном периоде тренировки.

Методы исследования: теоретический анализ и обобщение данных научной литературы; педагогическое наблюдение; педагогическое тестирование; констатирующий (предварительный) педагогический эксперимент; основной педагогический эксперимент; биомеханический анализ техники гребли; статистический анализ научных данных.

Теоретико-методологические основы исследования составили: теоретические основы и основополагающие исследования системы спортивной тренировки, в наиболее концентрированном виде сформулированные в трудах ведущих ученых [Л.П. Матвеев, В.М. Зациорский, М.Я. Набатникова, В.Н. Платонов, И.П. Ратов, Б.Н. Шустин]; концептуальные положения теории и методики гребного спорта [И.Ф. Емчук, А.П. Ткачук, В.Б. Иссурин, В.В. Клешнёв, Е.А. Краснов, Н.В. Моржевиков, H.H. Озолин и др.].

Достоверность полученных результатов обеспечена надёжной теоретико-методологической основой исследования; применением научных методов, адекватных поставленным в исследовании задачам; значительным объёмом экспериментальной части работы; корректной статистической обработкой экспериментальных данных.

Организация исследования. Исследование проводилось с 2012 по 2022 год в четыре этапа.

На 1-ом этапе исследования была изучена научно-методическая литература по теме диссертации, разработан и запатентован Гидродинамический спортивный тренажёр для академической гребли в бассейне, созданы измерительно-аналитическая система и программное обеспечение для анализа и оценки техники гребли при работе на созданном компьютерно-диагностическом тренажерном комплексе (КДТК) в условиях гребного бассейна.

Кроме этого, на этом этапе был изучен уровень спортивно-технической подготовленности гребцов высокой квалификации и определены модельные характеристики биомеханических показателей техники гребли.

На П-ом этапе исследования был проведён констатирующий педагогический эксперимент. На этом этапе была проделана работа, направленная на формирование у гребцов, участвовавших в исследовании, навыка работы на тренажёрной составляющей созданного комплекса в условиях гребного бассейна.

После этого было проведено пробное тестирование по 7 показателям биомеханики гребли, по результатам которого гребцы, участвовавшие в эксперименте, были разделены на экспериментальную и контрольную группы (ЭГ и КГ соответственно).

На Ш-ем этапе исследования был проведён основной педагогический эксперимент для научного обоснования разработанной экспериментальной методики спортивно-технической подготовки гребцов-академистов 14-15 лет.

Основной педагогический эксперимент состоял из:

1) предварительного тестирования гребцов экспериментальной и контрольной групп на созданном комплексе с использованием уже 11 показателей биомеханики гребли, что определило исходный уровень их спортивно-технической подготовленности;

2) 16-недельной тренировочной серии с использованием предложенной автором методики спортивно-технической подготовки гребцов-академистов 14-

15 лет, которая представляет собой комплекс технических упражнений, выполнение которых возможно только на созданном КДТК;

3) заключительного тестирования по тем же 11 показателям.

Для управления процессом совершенствования спортивно-технической подготовки гребцов, участвовавших в эксперименте, был применён компьютерно-диагностический тренажёрный комплекс, состоящий из гребного тренажёра, тензометрической измерительно-аналитической системы, динамика и монитора для звуковой и (или) визуальной информации спортсменов о качестве выполненного гребка в реальном масштабе времени. Обработка полученной информации была обеспечена специальной компьютерной программой. Таким образом, в методике овладения сложными техническими элементами гребли был реализован принцип биологической обратной связи.

На 1У-ом этапе исследования была выполнена статистическая обработка экспериментальных данных, сформулированы выводы, написан текст и выполнено оформление диссертационной работы.

Научная новизна результатов исследования:

- впервые разработана методика спортивно-технической подготовки гребцов-академистов 14-15 лет на основе использования созданного компьютерно-диагностического тренажёрного комплекса с возможностью анализа и аудиовизуального контроля биомеханических характеристик гребли;

- экспериментально обосновано содержание и рациональная последовательность применения средств спортивно-технической подготовки в мезоциклах подготовительного периода тренировки гребцов-академистов юношеского возраста.

Теоретическая значимость исследования заключается в дополнении теории и методики гребного спорта сведениями о технологии реализации принципа обратной биологической связи в процессе формирования рациональной техники гребли, что является важным компонентом системы спортивной тренировки юных гребцов-академистов.

Практическая значимость исследования заключается в разработке

методики спортивно-технической подготовки гребцов-академистов 14-15 лет, основанной на применении специальных технических средств и технических упражнений, классифицированных по последовательности применения технических элементов, координационной сложности и вариативности условий их выполнения. Предложено содержание тренировочных занятий технической направленности, определён рациональный объём и интенсивность выполнения технических упражнений в водном, основном, закрепляющем и реализационном микроциклах подготовительного периода тренировки гребцов академического стиля юношеского возраста.

Результаты исследования могут быть использованы как для оптимизации спортивно-технической подготовки юных гребцов в учреждениях спортивной подготовки, так и для дополнительного образования детей спортивной направленности. Кроме этого, результаты исследования могут быть применены при разработке методических рекомендаций по совершенствованию педагогического контроля уровня спортивно-технической подготовленности как начинающих, так и квалифицированных гребцов, а также в практической работе кафедр гребных видов спорта.

Положения, выносимые на защиту:

1. Эффективность методики спортивно-технической подготовки гребцов-академистов 14-15 лет в подготовительном периоде тренировки определяется использованием компьютерно-диагностического тренажёрного комплекса с аудиовизуальной обратной связью при выполнении специальных упражнений и оценке техники гребли.

2. Интегральная оценка качества выполнения технических элементов гребли по величинам биомеханических показателей в процессе использования компьютерно-диагностического тренажёрного комплекса является надёжным средством контроля уровня спортивно-технической подготовленности гребцов-академистов юношеского возраста.

3. Объединение специальных технических упражнений в комплексы по классификационным признакам: последовательности применения технических

элементов, координационной сложности и вариативности условий выполнения определяет рациональную последовательность их применения в процессе спортивно-технической подготовки юных гребцов.

Публикации. По теме диссертационного исследования опубликовано 10 научных работ, в том числе, 5 работ - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Апробация и внедрение результатов исследования. Основные положения и результаты диссертационного исследования докладывались и обсуждались на всероссийских, всероссийских с международным участием и международных научно-практических конференциях: "Ежегодная итоговая научная конференция сотрудников ФГБУ СПб НИПФК", Санкт-Петербург, 2009 г.; "Физическая активность подрастающего поколения и взрослого населения России: вовлечение в физкультурно-спортивную деятельность", Санкт-Петербург, 2010 г.; "Паралимпийское движение в России на пути к Лондону: проблемы и решения", Санкт-Петербург, 2011 г.; "Инновационные технологии в системе подготовки спортсменов паралимпийцев", Санкт-Петербург, 2015 г.; "Инновационные технологии в системе спортивной подготовки", Санкт-Петербург, 2017 г.; "Актуальные проблемы в области физической культуры и спорта", Санкт-Петербург, 2018 г.; "Физическая культура и спорт в системе образования. Инновации и перспективы развития", Санкт-Петербург, 2020 г.; "Спорт, человек, здоровье", Санкт-Петербург, 2021 г.; "Направление и перспективы развития массовой физической культуры, спорта высших достижений и адаптивной физической культуры", Санкт-Петербург, 2022 г.

Результаты исследования внедрены в тренировочный процесс гребцов НТВ СМ по водным видам спорта Санкт-Петербурга.

Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 174 страницах компьютерной вёрстки, содержит Введение, 4 Главы, Заключение, иллюстрирована 19 рисунками и содержит 15 таблиц. Список литературы включает 105 российских и зарубежных источников.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВОПРОСОВ РАЗВИТИЯ ТЕХНИКИ АКАДЕМИЧЕСКОЙ ГРЕБЛИ И ПЕДАГОГИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ УРОВНЯ СПОРТИВНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВЛЕННОСТИ В ЭТОМ ВИДЕ СПОРТА

1.1. Эволюция уключиииых лодок и связанное с ней развитие техники академической гребли

Определим понятие "уключинная гребля" следующим образом.

Уключинная гребля - это передвижение по поверхности воды на плавающем средстве при помощи рычагов второго рода в виде вёсел, оси вращения которых находятся у лопастей на цевьях, а точки приложения усилий, продвигающих лодку вперёд - на уключинах. При этом передвижение производится спиной вперёд, потому что такая посадка является более рациональной с точки зрения эффективности приложения усилий.

Многие века просуществовала уключинная гребля без каких-либо существенных изменений. Менялись только разновидности лодок, вёсел и уключин, их форма и размер. Уключинная гребля широко использовалась и для транспортировки людей и грузов, и для переправы через водные препятствия, в рыбной ловле, на охоте. Кроме этого, уключинная гребля была основным способом перемещения военных кораблей, потому что оно обеспечивала хорошее маневрирование при военных действиях.

И вот в конце XVIII века, в Англии, появились люди, которые стали делать более узкие, длинные, лёгкие, а, значит, и более быстроходные лодки. И они стали не только выходить на этих лодках на воду, но и соревноваться на них, потому что желание помериться своими физическими возможностями с другими заложено в генотипе человека.

Техника гребли на этих лодках отличалась отсутствием подъезда, большой амплитудой работы туловища и "острым", с большой промашкой, захватом воды лопастями вёсел.

Из-за уменьшения ширины гоночных лодок снизилась их остойчивость, то есть способность возвращаться в исходное положение при крене. Кроме этого, центр тяжести системы «гребец-лодка» стал располагаться выше метацентра (см. раздел 3.2 "Биомеханическая модель гребной механической системы"), то есть в фазе подготовки гребного цикла система стала неустойчивой. Но повышение требований к техническому мастерству гребцов окупилось увеличением скорости движения лодок, а, значит, и зрелищностью академической гребли, как вида спорта.

Технику гребли на более узких и быстроходных лодках пришлось скорректировать: работа в них стала более чёткой, с более быстрым захватом воды и более быстрым уходом с носа лодки после окончания гребка.

Весь XIX век продолжалось постепенное улучшение конструкции лодок с целью дальнейшего повышения их быстроходности. Появились лодки с бортовой рассадкой гребцов, при которой гребец смещён от своего борта к противоположному для увеличения внутреннего рычага вёсла. Это позволило увеличить и внешний рычаг весла, что существенно повысило скорость хода.

В 1844 году в Англии впервые на лодке-четвёрке были поставлены кронштейны для выноса уключин за борт. Это было принципиально новое техническое решение, потому что дало возможность иметь вёсла с большими внутренними и внешними рычагами при узком корпусе лодки, что повысило скорость движения. История спорта сохранила фамилию новатора, который додумался до этого - Класперс.

Более узкие корпусы лодок позволили повысить их скорость, но это стало предъявлять повышенные требования к умению сохранять баланс. Это существенно сказалось на технике гребли, потому что стал необходим быстрый захват воды вёслами в начале гребка и плотное, акцентированное окончание гребка с выходом на подготовку "от валька".

Следующий этап в развитии конструкции гребных уключинных лодок и техники гребли на них начался в 1871 году, когда было изобретено и испытано подвижное сиденье (слайдер, или банка). Смещение первого подвижного

сидения было небольшим, всего 6 дюймов (15 см). Но даже это давало заметное увеличение длины гребка и включало в работу по перемещению лодки самые крупные группы мышц человека - мышцы ног.

Команды, выступающие в соревнованиях на лодках с подвижными сидениями, стали иметь очевидное преимущество в скорости, следствием чего стали их регулярные победы на соревнованиях. После этого на лодки со слайдерами пересели все гребцы.

Длина полозков постепенно увеличивалась, и к концу XIX века достигла тридцати девяти сантиметров. Всё это время не прекращались споры о целесообразности удлинённого подъезда, например, высказывалось мнение о том, что длинный подъезд затрудняет быстрое срабатывание ног в начале гребка, уменьшает амплитуду работы туловища и препятствует переносу веса гребца на уключину, что уменьшало величину силы, продвигающей лодку вперёд.

Но практика показала ошибочность этих предположений, ведь абсолютным критерием правильности какого-либо утверждения по конструкции академических лодок является успех в соревнованиях. В 20-ые годы прошлого века немцы и американцы увеличили длину полозков на гоночных лодках до невиданного прежде размера - пятидесяти восьми сантиметров - и стали выигрывать. Это вынудило и англичан перейти на эту длину подъезда. На долгие годы, до 60-х годов XX века, этот размер полозков стал международным стандартом.

Одновременно с дискуссией об оптимальной длине полозков шла дискуссия о том, какая разновидность подъезда правильная: с равноускоренным, равнозамедленным, или равномерным движением банки. Сторонник каждого варианта пытался доказать, что именно его подъезд уменьшает в большей степени колебания скорости лодки в цикле гребка. Но безуспешно. Потому, что вплоть до 70-х годов XX века не было критерия эффективности механической работы гребца в лодке [19, 20, 64, 65,66, 67].

Обращает на себя внимание неточность терминологии. Реальная гребля не может иметь подъезд ни с постоянной величиной ускорения движения банки, ни

с постоянной величиной скорости. То есть не может быть ни равноускоренного, ни равнозамедленного, ни равномерного подъезда. Правильнее говорить о подъезде с увеличивающейся или уменьшающейся скоростью, или о подъезде со скоростью, изменяющейся не более, чем на определённую долю от первоначальной величины.

После того, как для объективной оценки работы гребца в лодке стал использоваться такой критерий эффективности его работы, как коэффициент полезного действия (КПД), стало ясно, что не существует, и не может существовать универсальной техники гребли, потому что это субъективное, индивидуальное понятие, зависящее от особенностей конкретного гребца. Каждый опытный гребец интуитивно выбирает такой вариант, который при его антропометрических, физических и психомоторных данных позволяет в наибольшей степени минимизировать энерготраты его работы в лодке.

В отличии от понятия "техника гребли", понятие "стиль гребли" не подразумевает количественную оценку эффективности работы весла в воде, а является только внешним выражением последовательности движений гребца при продвижении им лодки. Вместе с тем понятие это характеризует индивидуальные физические особенности гребца и особенности его представлений о рациональной технике гребли.

Стили академической гребли, как отражение оригинальности каждого человека, севшего в лодку и взявшего в руки вёсла, существовали всегда, но формирование их классификации начало происходить одновременно с развитием этого вида спорта в Англии только с конца XIX века.

При зарождении академической гребли, как вида спорта, выделились явными отличиями друг от друга два стиля гребли в уключинных лодках: ортодоксальный английский и классический английский стили.

Принципы ортодоксального английского стиля гребли были сформулированы Э. Уорреном в конце XIX века. Новыми, прогрессивными на тот момент были два положения: о быстром захвате воды лопастями вёсел и быстром срабатывании ног вначале гребка. Негативной стороной этого стиля

было требование искусственной позы с высокой посадкой и то, что движения гребца рассматривались независимо от хода лодки, без требования объединения гребца и лодки в единую систему. Кроме этого, ортодоксальный английский стиль предусматривал более раннее срабатывание корпуса в захвате по сравнению с началом работы ног.

Принципы классического английского стиля можно сформулировать следующими положениями:

1) быстрый захват воды вёслами с минимальным "замахом по воздуху", что обеспечивало быстрое возрастание усилия на рукоятке весла;

2) большая амплитуда работы корпусом, что позволяло добиться большей свободы движений и более полного использования возможностей гребца;

3) высокая посадка гребца;

4) короткий по современным понятиям подъезд;

5) активная работа ног на протяжении всего гребка;

6) быстрый вынос рукояток за колени после окончания гребка;

7) быстрое начало подъезда и замедление его в завершающей стадии;

8) отсутствие скованности рук в фазе подготовки гребного цикла, свободное выведение рукояток вёсел при заносе весла с одновременным контролем контакта каблука весла и вертлюга;

9) одновременное завершение работы ног, корпуса и рук на проводке.

Таким образом, отличительной особенностью классического английского

стиля гребли были большая амплитуда работы корпусом при одновременном окончании работы ног, туловища и рук. Такая гребля была возможна только при более низких, по сравнению с современными, усилиях (действительно, в XIX веке гребли более короткими вёслами с более узкими лопастями).

С точки зрения рационализации гребли классический английский стиль имел явное преимущество перед ортодоксальным английским стилем.

Только в XX веке англичанин Стивен Фейрберн (годы жизни 1862-1938) разработал стиль гребли, систему обучения и тренировки, которые были основаны на естественных для человека принципах естественности позы и

движений. Он утверждал, что эти принципы - необходимое условие повышения эффективности гребли и улучшения спортивных результатов. И оказался прав.

"Принципы естественности" Стивена Фейрберна успешно применялись гребцами обеих Германий, о чём говорят их победы на международных соревнованиях в 60-е, 70-е и 80-е годы XX века. Эти принципы до сих пор являются основой техники гребцов-академистов всего мира.

До октябрьского политического переворота 1917 года российские гребцы в основном применяли методики подготовки и технику гребли ведущих "гребных" стран Западной Европы. При этом некоторые из них, такие как Михаил Кузик, Анатолий Переселенцев, Митрофан Свешников, побеждали на международных регатах в классе одиночек.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Белоусов Сергей Игоревич, 2024 год

4) степень использования реактивных сил.

Критерии эффективности техники гребли при комплексном их рассмотрении позволяют не только определить, насколько рациональна техника конкретного гребца, они помогают также наметить пути уменьшения непроизводительных энерготрат при его работе в лодке.

Рассмотрим каждый из приведённых критериев эффективности техники академической гребли.

1. Критерий величины затрат энергии гребцом на единицу перемещения центра масс ГМС определяет экономичность гребли и является наиболее значимым. Чем ниже этот показатель, тем меньше непроизводительное, то есть не связанное с перемещением лодки, расходование энергии гребцом, и тем легче и естественнее он может переходить в режимы работы с субмаксимальной и максимальной мощностью, необходимые в гонке.

Следует отметить, что этот критерий тесно связан с таким универсальным принципом техники гребли, как принцип стремления к более эффективной системе движений, но не тождествен ему.

2. Критерий количества степеней свободы движущейся системы "гребец-лодка" тоже является очень важным. Смысл этого показателя в уменьшении количества возможных направлений движения составных частей ГМС. Чем меньше это количество, тем меньше степеней свободы в движущейся системе, и тем более экономична, то есть более эффективна, гребля.

Оптимальная двигательная координация гребца при работе в лодке характеризуется, прежде всего, уменьшением количества степеней свободы его сегментов тела, что автоматически приводит к уменьшению количества степеней

свободы всей ГМС и экономизации гребли. Другими словами, грести нужно стараться без лишних движений, с концентрацией внимания как на горизонтальности проводки, так и на горизонтальности траектории движения лопастей на подготовке. При этом слишком большая амплитуда перемещения центра масс гребца по вертикали тоже нежелательна, потому, что она приводит к увеличению сопротивления воды при движении корпуса лодки из-за повторяющегося глубокого погружения его в воду.

Надо отметить, что при реальной работе в лодке всегда будет существовать максимально возможное количество степеней свободы, и задача гребца сводится к минимизации протяжённости движений по направлениям тех степеней свободы, продвижение по которым не является необходимым для перемещения лодки.

3. Критерий подчинения межмышечной координации принципу реципрокного (сопутствующего) торможения.

Смысл его в том, что каждое координированное движение происходит при возбуждении в одной (рабочей) группе мышц и сопутствующем торможении в другой (антагонистической) группе. На торможение мышц-антагонистов также расходуется энергия, но эти потери компенсируются экономией мышечной энергии при сокращении мышц рабочей группы.

Следствием реципрокного торможения является поочерёдная активность рабочих мышц и их антагонистов, что внешне выглядит как лёгкость и непринуждённость при выполнении рабочих циклов.

4. Критерий максимально возможного использования реактивных сил -один из основополагающих критериев оценки эффективности работы гребца в лодке. Максимально возможное использование реактивных сил, в частности, для фиксации суставов между сегментами тела гребца для минимизации количества степеней свободы, приводит к рационализации гребли, а, значит, и к улучшению спортивного результата.

Надо отметить, что величина сопротивления, оказываемого водой движению лодки, и, как следствие, характер механической работы,

производимой гребцом по преодолению этого сопротивления, зависят от скорости движения лодки, поэтому эффективность гребли целесообразно определять только на соревновательных скоростях [9].

В работе [28] эффективность техники гребли оценивается по двум показателям: показателю эффективности вёсельного движителя и показателю общей механической (абсолютной) эффективности.

Эффективность вёсельного движителя - показатель, определяющий величину гидродинамических потерь, вызванных, во-первых, сплыванием лопасти весла на гребке, во-вторых, образованием вихрей, брызг и волн при движении лопасти в воде, и, в-третьих, движением лопасти весла по дуге окружности, а не по прямой по направлению хода лодки. Этот показатель может быть определен при сопоставлении средней скорости лодки со средней скоростью смещения лопасти весла в воде при сплывании, с учётом, во-первых, величины сопротивления воды движению лопасти, и, во-вторых, длины гребка в градусах дуги.

Показатель общей механической эффективности определяется по коэффициенту полезного действия, то есть по отношению полезной, затраченной непосредственно на продвижение лодки, работы, к общим её затратам при мышечной работе. На практике коэффициент полезного действия рассчитывается, как соотношение величины мощности полезной работы (рассчитывается по результатам протяжки катером лодки с экипажем) к величине мощности затраченной работы (рассчитывается по суммарной интенсивности потребления кислорода членами экипажа).

Кроме того, критерием абсолютной эффективности механической работы гребца в лодке могут служить величины энерготрат на единицу пройденного расстояния при определённой средней скорости продвижения лодки (величина этого показателя обратно пропорциональна эффективности работы) или скорость лодки при определённых энерготратах (величина этого показателя прямо пропорциональна эффективности).

В академической гребле, как и в других циклических видах спорта, при

повышении спортивно-технического мастерства неизменно улучшаются показатели эффективности работы, поэтому они настолько важны для характеристики уровня спортивно-технической подготовленности гребцов.

Надо отметить, что в академической гребле абсолютная эффективность работы во многом зависит от соотношения длины проводки и темпа гребли: каждой длине проводки соответствует оптимальный для этой длины темп, делающий работу более эффективной, и, наоборот, каждая величина темпа гребли подразумевает наилучшую для этой величины длину проводки [80]. Правильно выбранное темпо-шаговое соотношение оптимизирует греблю, что приводит к увеличению скорости движения лодки.

Принципы эффективности командной гребли сводятся к синхронизации действий членов команды с действиями загребного, то есть к более слаженной работе команды в целом. И самым важным показателем синхронности работы команды будет временная разница между моментами захвата воды у загребного и у других членов команды (положительная разница соответствует запаздыванию по сравнению с загребным, отрицательная - опережению). Чем меньше эта разница, тем слаженнее работает команда, и тем выше средняя скорость лодки при той же индивидуальной мощности работы каждого гребца, то есть лодка при этом перемещается более эффективно. То же самое относится к временной разнице между моментами извлечения лопастей из воды у загребного и у других членов команды.

Критериями высокой эффективности работы членов команды являются также практически идентичная длина проводки и практически идентичные углы между веслом и продольной осью лодки при захвате при практически одинаковом распределении величины усилия по гребку. При этом понятие "практическая идентичность" подразумевает отличие величины биомеханического показателя конкретного гребца не более, чем на 0,05 от средней величины этого показателя по команде. Соблюдение этого условия обеспечивает высокий коэффициент полезного действия команды в целом и, как следствие, высокую среднецикловую скорость лодки.

Надо отметить, что повышение эффективности действий членов экипажа может быть достигнуто путём коррекции биомеханических параметров гребли не только при работе в лодке, но и при работе на компьютеризированных тренажёрных комплексах [87].

При формировании экипажей академических лодок с целью достижения максимальной эффективности работы команды в целом необходимо использовать такие критерии отбора, как уровень индивидуальной подготовленности каждого спортсмена и результаты отборочных соревнований, как в лодках, так и на тренажёрах. Для формирования крупных экипажей четвёрок и восьмёрок - комплексную оценку уровня спортивно-технической, физической и функциональной подготовленности кандидатов [89].

На эффективность командной гребли влияет и формирование экипажей с учётом класса лодок и индивидуальных особенностей гребцов (устойчивости к стрессовым ситуациям, антропометрических характеристик, массы тела). Обычно средняя масса гребцов более крупных экипажей больше, чем менее крупных, а средняя масса гребцов парной академической гребли меньше, чем распашной [1, 45].

Как и в любых других целенаправленных движениях, на эффективность академической гребли, в особенности, на эффективность гребли на соревнованиях, в значительной степени влияет психологический настрой спортсмена. С выходом на старт нужно внутренне собраться и быть готовым, прежде всего, к чёткой, контролируемой работе на протяжении всей дистанции.

Регулировать психологическое состояние гребца необходимо в зависимости от этапа подготовки, результатов предыдущих соревнований и длительности промежутков между гонками. И большую помощь спортсмену в этом должен оказывать его тренер.

На современном этапе развития академической гребли, когда потенциал физических возможностей спортсменов высшего эшелона практически исчерпан, эффективность техники гребли имеет приоритетное значение для успешной соревновательной деятельности.

1.3. Биомеханическое обоснование техники академической гребли, как основа для выбора её биомеханических характеристик

Механизм перемещения гребной механической системы академической лодки по поверхности воды в настоящее время, казалось бы, досконально изучен при помощи инструментов биомеханики и математики. Но и сейчас особенности работы этой системы продолжают привлекать внимание биомехаников спорта.

Надо отметить, что биомеханика продвижения академической лодки не является предметом настоящей работы, но для понимания техники академической гребли, для понимания закономерностей движения как гребной механической системы в целом, так и закономерностей движения отдельных её элементов, надо помнить следующие положения, без знания которых вероятность достижения высоких спортивных результатов снижается.

Как отмечено в работе [6], точка приложения силы, продвигающей лодку вперёд, находится на вертлюге. И расположена она между точками приложения двух сил: направленной по ходу лодки составляющей силы реакции воды, и направленной по ходу лодки составляющей силы, с которой гребец тянет за рукоятку. И сумма этих составляющих даёт направленную по ходу лодки составляющую силы на вертлюге.

А вот уже удвоенная составляющая силы на вертлюге, направленная по ходу лодки, складываясь с направленной против хода лодки составляющей силы, с которой гребец действует на подножку, создаёт силу, продвигающую лодку вперёд.

Сила реакции воды фиксирует ось вращения рычага второго рода, каким является весло. Фиксация лопасти весла в воде - понятие условное, потому, что сила сопротивления воды (сила реакции воды) полностью не останавливает перемещение лопасти в воде, а сводит это перемещение к минимуму -происходит так называемое "сплывание" лопасти, и тем меньшее, чем с большим усилием (чем с большей скоростью) гребец тянет за рукоятку.

Существует мнение, что лодку продвигает сила, приложенная к лопастям

вёсел [14]. Ошибочное утверждение, потому что эта сила только численно равна удвоенной составляющей силы на вертлюге, направленной по ходу движения лодки (см. комментарий к Рисунку 2).

Сумма сил на двух рукоятках всегда уравновешивается силой на подножке. Эти силы действуют всегда в паре, противоположно направлены и равны по величине, как силы действия и противодействия. При этом они определяют и силу, с которой лопасть действует на воду, и силу реакции воды, и силу, с которой весло действует на вертлюг.

Проиллюстрируем сказанное схемой на Рисунке 2, на которой показан момент прохождения вёслами перпендикуляра к продольной оси лодки (отношение размера внешних рычагов весел к внутренним рычагам изменено).

^лО)-

2 ГДВ(')

I7» (3,5)

/р(2.5) I

Л (2.0 I

Направление движения ЛОДКИ

^(3,5)

г^двСО

2/=р = Рп

Гр + ^рв — ^В

?/<' — Р = Р

в 'п ' дв

Рисунок 2. Схема сил, действующих в академической лодке, и участвующих

в образовании движущей силы

При положениях вёсел, отличных от перпендикуляра, аналогичным образом рассматриваются направленные по ходу движения лодки составляющие соответствующих сил.

Внутренний рычаг весла академической лодки примерно в 2,5 раза меньше внешнего, поэтому для уравнивания моментов вращения относительно оси вертлюга сила тяги за рукоятку должна быть в 2,5 раза больше силы давления лопасти на воду и силы реакции воды на лопасть весла (то есть соотношение этих сил равно 2,5:1).

Сила тяги за рукоятку и сила реакции воды в сумме дают силу на вертлюге (2,5 части + 1 часть = 3,5 части), поэтому получается, что сила на вертлюге в 3,5 раза больше силы реакции воды на лопасть весла.

Обозначения, принятые на Рисунке 2:

/<р - сила тяги за рукоятку весла (2,5 части);

- направленная против хода составляющая силы на подножке (5 частей);

- сила давления лопасти весла на воду (1 часть); сила реакции воды на лопасть весла (1 часть);

- сила, возникающая на вертлюге вследствие действия на весло силы тяги за рукоятку и силы реакции воды (3,5 части);

^дв- сила, движущая лодку вперёд (2 части).

а - внешний рычаг весла (расстояние от точки приложения силы реакции воды на лопасть весла до оси вращения весла на вертлюге);

Ъ - внутренний рычаг весла (расстояние от точки приложения силы, действующей на рукоятку весла, до оси вращения весла на вертлюге).

С учётом вышесказанного, для приведённых величин будут справедливы следующие равенства:

рв

(1) (2)

(3)

(4)

Моменты вращения относительно оси вертлюга равны:

ха = РрХЬ (5)

Поэтому величина силы на рукоятке будет рассчитываться, как

ч = | ъ (6)

При этом величина усилия на подножке примет следующее выражение:

Гп = 2Гр = 2§Грв (7)

Тогда в общем виде уравнение (3) будут выглядеть так:

^в = ¿р + ¿рв = ^рв + ¿рв = (§ + (8)

При этом уравнение (4) примет следующий вид:

Гдз = 2Гв- ^ = 2 (| + 1) - 2 = (9)

То есть сила, продвигающая лодку вперёд, и приложенная к вертлюгам лодки, численно равна удвоенной силе реакции воды на лопасть весла [6].

Для положений вёсел, отличных от перпендикуляра к продольной оси лодки, движущая сила будет численно равна сумме направленных по ходу лодки составляющих сил реакции воды на лопасти вёсел.

В гребном бассейне, где рабочее место гребца неподвижно, весло работает как рычаг первого рода: к рукоятке прикладывается усилие, которое передаётся на лопасть, совершающую работу по перемещению воды в бассейне. При этом приложенная к рукоятке сила, действуя в паре с силой реакции воды на лопасть весла, оказывает силовое воздействие на неподвижный вертлюг, через который проходит ось вращения рычага первого рода.

При гребле в академической лодке весло в фазе подготовки гребного цикла тоже является рычагом первого рода и вращается относительно оси, находящейся на вертлюге лодки (величину сопротивления среды движению лопасти в этом случае можно принять равной нулю, потому что сопротивление воздуха движению лопасти пренебрежительно мало по сравнению с аналогичным сопротивлением воды).

В рабочей фазе гребного цикла, при полной фиксации лопасти силой сопротивления воды, что теоретически возможно при большой скорости движения рукоятки, сила сопротивления (сила реакции воды) приняла бы максимально возможное значение, и весло работало бы как рычаг второго рода, ось вращения которого проходила бы через геометрический центр лопасти (именно здесь находилась бы в этом случае точка начала координат системы, в которой действует "рычаг второго рода").

В реальности же, из-за сплывания лопасти на гребке, ось вращения рычага второго рода проходит через точку, смещённую в сторону вертлюга, и находящуюся уже не на лопасти, а на стержневой части весла.

При вгребании, то есть при увеличении силы давления лопасти весла на воду по мере её погружения, происходит возрастание величины силы реакции воды на лопасть весла, при этом ось вращения рычага первого рода смещается от вертлюга к внешней оконечности весла и занимает положение на веретене весла у лопасти, и тем ближе к ней, чем с большей скоростью протягивается рукоятка. При выполнении гребка весло работает одновременно: в одной системе координат - как рычаг первого рода с осью вращения на вертлюге, а в другой системе координат - как рычаг второго рода с осью вращения, перемещающейся вдоль весла.

Но главным здесь является понимание того, что сила, продвигающая лодку вперёд, приложена именно к вертлюгам лодки и численно равна сумме сил реакции воды на лопасти весла.

С учётом вышесказанного, суть академической гребли, с точки зрения биомеханики продвижения гребной механической системы, можно выразить следующим образом:

- от опоры руками о рукоятки, ногами о подножку, а лопастями о воду

- разгон вертлюгов лодки, и, после заключительного отталкивания лопастями с быстрым уходом с носа лодки

- выкат лодки на подготовке с расслаблением мышц (без потери контроля над лодкой) и приходом в исходное положение.

В рабочей фазе гребного цикла, при полной фиксации лопасти сопротивлением воды, что теоретически возможно при большой скорости движения рукоятки, сила сопротивления воды движению лопасти (сила реакции воды) приняла бы максимально возможное значение, то есть стала бы бесконечно большой. Весло при этом работало бы как рычаг второго рода, ось вращения которого проходила бы через геометрический центр лопасти.

В реальности же, из-за сплывания лопасти весла при выполнении гребка, ось вращения рычага второго рода проходит через точку, смещённую от лопасти в сторону вертлюга.

Надо отметить, что при работе в лодке необходимо ощущение "единства системы", которое можно обозначить, как чувство объединения гребца и лодки в единое целое - гребную механическую систему. Это способствуют рационализации физической работы в лодке.

1.4. Педагогический контроль уровня спортивно-технической подготовленности в академической гребле

Высокий спортивный результат невозможен без рационального планирования учебно-тренировочного процесса, без оптимизации соотношения нагрузок различного объема и интенсивности. Большую роль здесь играет педагогический контроль, являющийся составной частью комплексного контроля состояния спортсменов [35].

Принято выделять следующие виды комплексного контроля: педагогический, медико-биологический, биохимический и психологический. При этом главной задачей педагогического контроля является оценка состояния двигательной функции, во-первых, при определении уровня развития двигательных качеств, и, во-вторых, при определении степени совершенства выполнения определённых двигательных действий (в академической гребле -степени совершенства выполнения гребного цикла). Возможность осуществления этой оценки является условием роста технического мастерства.

Педагогический контроль должен регулярно проводиться с целью повышения эффективности тренировочного процесса.

Различают три формы комплексного контроля состояния спортсмена: оперативный (экспресс-оценка в данный момент), текущий (оценка состояния спортсмена на текущий день) и этапный комплексный контроль (оценка состояния спортсмена на данном этапе спортивной тренировки).

При использовании каждой формы комплексного контроля могут быть применены все его перечисленные виды.

На современном этапе развития спортивной науки педагогический контроль осуществляется с широким применением информационных технологий, как на всех этапах тренировочного процесса, так и при работе со всеми группами спортсменов, начиная с детей, и заканчивая ветеранами спорта и людьми с ограниченными возможностями [81, 88].

Контроль уровня спортивно-технической подготовленности спортсменов в академической гребле, как один из видов педагогического контроля, заключается в оценке количественной и качественной сторон техники его рабочих движений при выполнении тренировочных и соревновательных упражнений.

1.4.1. Первая регистрация биомеханических характеристик гребной

локомоции в России

Первое исследование не только в России, но и в мире в целом, в котором были рассмотрены технические особенности гребли в шлюпке и энерготраты при её выполнении, было проведено Леоном Петровичем Пассовером в Санкт-Петербурге в 1893 г.

Эксперимент был проведён в ходе работы над диссертацией на соискание учёной степени доктора медицины под названием "К вопросу о влиянии гребли на здоровье нижних чинов и о работе гребца". Впервые в мире были записаны "кривые работы", то есть графики изменения величины усилия на рукоятке весла, непосредственно при гребле на открытой воде в ортогональной развертке (по

современной терминологии это "пространственно-динамический стереотип гребной локомоции") и определены значения усилий, длины гребка и произведенной механической работы за один гребок. Предложен и способ усреднения этих значений для каждой серии регистрации. Запись была произведена на реке Крестовке, у Английского гребного клуба, в обычной шлюпке-одиночке в течение двух дней лета 1893 года.

Главным достоинством работы Пассовера явилось то, что автору удалось механическим способом, за счёт использования упругой силы деформации весла и часовой пружины, решить поставленную в эксперименте задачу записи усилий непосредственно во время гребли. При этом была обеспечена высокая надёжность работы механизма и решён вопрос его гидроизоляции. Записывающее устройство было сконструировано таким образом, чтобы была возможность регистрировало величину усилия на весле и длину гребка.

Суть регистрирующего устройства заключалась в следующем: результаты гребка испытуемого (по параметрам усилия на рукоятке и перемещения весла) записывались карандашом на специальный барабан с бумагой. При этом площадь, ограниченная полученной кривой, соответствовала работе в килограммометрах, выполненной за один гребок.

Приведём пример двух наиболее интересных чертежей, полученных при использовании описанного регистрирующего устройства во время записи параметров гребли при разных погодных условиях (Рисунки 3 и 4).

На Рисунке 3 представлены графики изменения величины силы на весле по времени в рабочей фазе гребного цикла, полученные в одной из серий гребков.

Работа производилась при сильном встречном ветре и большом волнении. Постоянно изменявшиеся внешние условий обусловили характер приложения усилий: разброс точек погружения весла в воду в продольном направлении достигал 30 см, а точек извлечения весла - 20 см. Длина гребка в этой серии составила около 50 см. Значение величины максимального усилия по гребкам колебалось в большом диапазоне от 25 до 50 кг, что также объясняется неустойчивой погодой в день эксперимента.

Рисунок 4. График зависимости усилия на весле от перемещения лопасти о второй серии гребков при слабом встречном ветре из диссертации

Л.П. Пассовера, 1893 г.

Более значительная, чем в первом случае, площадь под кривой (при большем усилии) определила более значительную величину работы за гребок.

Рисунок 3. График зависимости усилия на весле от перемещения лопасти в первой серии гребков при сильном встречном ветре из диссертации Л.П. Пассовера

На Рисунке 4 показаны кривые, полученные при гребле, стиль которой заметно отличался от предыдущего варианта. Обращает на себя внимание большая длина гребка, доходившая на некоторых гребках до 100 см.

На первых 20 см, вследствие сильного наклона туловища вперед, усилие на весле не превышало 15 кг, но по мере того, как к силе, развиваемой мышцами, добавлялась сила инерции, усилие на весле увеличивалось и достигало 50 кг.

Следствием этого явилась более значительная, чем в первом случае, скорость движения лодки.

Обращает на себя внимание то, что на приведённых графиках кривые зависимости величины усилия от положения весла прочерчивались графопостроителем против часовой стрелки, то есть началу гребка соответствуют правые части чертежей, что является необычным для современных динамограмм.

Пространственно-динамический стереотип гребной локомоции с использованием аппаратных методов, впервые выявленный Л.А. Пассовером, в настоящее время является основным инструментом получения характеристики изменения рабочего усилия как в академической гребле, так и в других её видах.

Диссертационная работа Л.П. Пассовера была уникальна для своего времени, и, как уже было отмечено, не имела аналогов ни в России, ни за рубежом. Схожие результаты в исследованиях по регистрации параметров биомеханики академической гребли с использованием методов тензометрии и электронной аппаратуры, появились только в шестидесятых годах XX века.

1.4.2. Эволюция педагогического контроля уровня спортивно-технической подготовленности в академической гребле

На начальном этапе применения педагогического контроля уровня спортивно-технической подготовленности в академической гребле использовались только качественные критерии. Поэтому главным методом здесь была фото- и киносъёмка, при котором по полученным фотоснимкам и кинограммам рассчитывались величины линейных и угловых перемещений элементов гребной механической системы [90].

В настоящее время педагогический контроль уровня спортивно-технической подготовленности в академической гребле осуществляется при широком использовании аппаратных методов с применением электронных устройств и специальных компьютерных программ, при этом метод фото- и видеосъёмки по-прежнему остаётся востребованным.

Состояние двигательной функции и уровень спортивно-технической подготовленности на данный момент оцениваются при помощи комплекса биомеханических показателей (биомеханических характеристик, критериев).

В своей практической работе тренеры используют как кинематические (пространственные и временные), так и динамические (силовые) характеристики движения ГМС, причём чаще используются кинематические характеристики по причине простоты их получения.

К кинематическим пространственным характеристикам относятся величины линейных перемещений весла и подвижного сидения (банки), величины угловых перемещений весла и сегментов тела гребца, а также траектории движения лопасти и рукоятки весла в вертикальной продольной плоскости.

Линейные перемещения туловища гребца и подвижного сидения определяются чаще всего прецизионными (оборотными) потенциометрами, а линейные перемещения лопасти и рукоятки весла рассчитываются по углу поворота весла на гребке и размерам его внешнего и внутреннего рычагов.

Угловые перемещения могут быть определены как при прямой регистрации гониометрами разных видов, так и при помощи фото- или видеосъёмки. Причём из-за помех, создаваемых гониометрами движениям гребцов, суставные углы в ряде случаев целесообразно измерять именно по видеозаписям.

В настоящее время созданы альтернативные методы регистрации линейных и угловых перемещений в гребле, обладающие достаточно высокой надёжностью, например, метод оптоэлектронного сканирования, основанный на использовании оптоэлектронных растровых преобразователей.

К кинематическим временным характеристикам относятся продолжительности гребка, подготовки, полного цикла, задержки банки в переднем и заднем положении, продолжительность подъезда и отъезда банки, а также значения скорости и ускорения лодки. К этой же группе принадлежит и показатель "ритм гребли" (отношение времени проводки ко времени подготовки).

Временные характеристики определяются или секундомером любого типа, или по видеозаписи. Для регистрации показателя "ритм гребли" используется секундомер с возможностью суммирования временных интервалов для определения общей продолжительности фаз проводки и подготовки.

Наиболее важными для количественного описания качества выполнения гребка являются его динамические, то есть силовые характеристики, дающие информацию о его структуре, то есть о характере распределения рабочего усилия.

Динамические характеристики могут быть определены как в результате прямой регистрации, так и в результате расчётов с использованием данных по кинематическим характеристикам гребли. Например, в некоторых работах на основании количественных оценок скоростей и ускорений центров масс сегментов тела гребца и центров масс вёсел и лодки, были проведены вычисления величин сил и моментов сил, действующих в гребной механической системе [47].

В Таблице 1 представлены базовые показатели педагогического контроля уровня спортивно-технической подготовленности в академической гребле, а также применяемые при их определении методы и средства.

Таблица 1 - Базовые показатели педагогического контроля уровня спортивно-технической подготовленности в академической гребле

Показатели педагогического контроля Методы и средства определения показателя

Темп гребли (число циклов за определенный отрезок времени) По секундомеру или видеозаписи

Ритм гребли (отношение времени проводки к времени подготовки) По секундомеру с суммированием временных интервалов или по видеозаписи

Прокат лодки за один гребной цикл Подсчёт числа гребков на отрезке дистанции с последующим делением длины отрезка на число гребков

Усилия на рукоятке весла, вертлюге, подножке, подвижном сиденье (банке) Тензометрия (возможно использование гидроманометрических и пневмоманометрических систем)

Перемещения (линейные и угловые) весла, банки, звеньев тела гребца; внутрицикловые колебания скорости лодки Гониометрия, кино- или видеоциклогрфия; измерения гребными спидометрами на основе датчиков скорости

В академической гребле количество измеряемых показателей обычно сводится к восьми наиболее информативным. К ним относятся:

1) средняя длина гребка (в линейном или угловом выражении);

2) средний прокат лодки за гребной цикл;

3) среднее значение силы на рукоятке за гребок;

4) максимальное значение силы за гребок;

5) время нарастания силы от нуля до максимального значения;

6) время снижения силы от максимального значения до нуля;

7) импульс силы;

8) градиент нарастания силы от нуля до максимального значения.

Перечисленные показатели принято называть дискриминативными показателями уровня спортивно-технической подготовленности в академической гребле, то есть показателями, определяющими качество техники гребли.

На более высоком уровне измерений анализируется уже не время нарастания силы до максимального значения, а время её нарастания до уровня 70% от максимального, время удержания усилия выше этого уровня, время снижения усилия от уровня 70% от максимального до нуля, а также отношение значений этих показателей к значениям продолжительности опорной фазы гребка. Это обосновывается тем, что 70-процентный уровень может быть достигнут только при динамическом ускорении массы гребца при активной работе ног, то есть достижение этого уровня - признак вступления гребка в эффективную фазу.

В отдельных случаях, для более детальной характеристики техники гребли, целесообразно увеличение количества используемых показателей по сравнению с дискриминативным набором.

Дополнительно могут быть использованы следующие показатели:

1) отношение длины гребка к росту гребца;

2) отношение средней силы к весу гребца;

3) отношение средней силы к максимальной;

4) положение точки достижения max усилия в долях от длины гребка;

5) средняя мощность гребли;

6) угол захвата воды (угол начала гребка);

7) угол извлечения лопасти из воды (угол окончания гребка);

8) промашка лопасти при захвате воды;

9) промашка лопасти после извлечения из воды;

10) продолжительность опорной фазы гребного цикла;

11) продолжительность безопорной фазы гребного цикла;

12) ритм гребли (отношение времени проводки ко времени гребного цикла);

13) максимальная скорость рукоятки;

14) среднецикловая скорость лодки.

Специфическим для академической гребли показателем педагогического контроля, характеризующим у гребцов "чувство лодки", является величина "беспорядка движений". Этот показатель определяется как средняя разность значений величин биомеханической работы двух смежных гребков за контрольную серию, обычно - за семиминутный тест по определению специальной работоспособности. Чем меньше "беспорядок движений"- тем выше "чувство лодки", а, значит, и уровень спортивно-технической подготовленности гребца [61, 73].

Средние значения каждого из приведённых показателей могут быть определены для нескольких отрезков контрольной дистанции с последующим определения их динамики и вариативности для исследуемой группы спортсменов. По этим данным оценивается равномерность прохождения дистанции и проводится сравнение с результатами предшествующих тестирований.

Наиболее информативными принято считать показатели, изменения которых тесно взаимосвязаны со спортивным результатом [58]. Были отобраны такие методы их регистрации, которые в наименьшей степени препятствуют естественным движениям гребца при работе в лодке и не искажают при этом характер взаимодействия как спортсмена с лодкой и вёслами, так и гребной механической системы в целом с водой.

Надо отметить, что показатели, которые использовались при анализе техники гребли, менялись с течением времени. Естественным образом оставались те из них, которые наиболее объективно отражали уровень спортивно-технической подготовленности гребца, правильность его движений при выполнении гребного цикла.

В 60-ые годы стала регулярно использоваться прямая регистрация сил на весле и подножке, а также прямая регистрации углового перемещения вёсел и перемещения банки. В это же время были произведены записи внутрицикловых колебаний скорости лодки [58, 62].

При этом использовалась система проводной телеметрии, при которой идущий рядом с лодкой катер был связан с ней кабелем, состоящим из сигнальной линии и линии электропитания датчиков.

Полученная информация позволила уточнить закономерности взаимодействия лодки с водой, а также вычислить средние и максимальные значения главных биомеханических показателей гребли [27].

Динамические характеристики движений гребца в лодке или гребном бассейне в основном регистрируются методами тензометрии с использованием специальных датчиков - тензорезисторов. Величина сигнала, снимаемого с них, пропорциональна степени их деформации, которая зависит от величины приложенного к рукоятке весла усилия [13, 38, 61].

При использовании метода тензометрии тензорезисторы наклеиваются или на весло (при измерении усилия на рукоятке или лопасти), или на поперечину подножки (при измерении усилий на подножке) по схеме моста или полумоста электрических сопротивлений в плоскости, которая перпендикулярна направлению действия деформирующей силы. Сигналы с тензорезисторов, после их усиления и обработки на аналого-цифровом преобразователе (АЦП), могут выводиться на экран компьютера в виде графика "сила-время" (динамограммы гребка), или обрабатываться по специальной компьютерной программе регистрации и анализа биомеханических параметров техники гребли.

В работе [26] впервые у нас в стране сначала в гребном бассейне, а затем и

в лодке, была сделана многоканальная запись величины усилия на вертлюге (то есть в точке приложения силы, продвигающей лодку вперёд).

При проведении этого исследования на вертлюг крепился потенциометрический датчик силы с подпружиненной скобой, форма которой зависела от величины прилагаемого к веслу усилия. Значение электрического сигнала на потенциометре, прикреплённого у основания датчика, изменялось пропорционально величине деформации скобы. После калибровки (тарировки) устройства определённый уровень сигнала соответствовал определённой величине усилия, прилагаемого к рукоятке весла, что фиксировалось измерительной системой.

С положительной стороны зарекомендовал себя и измерительный вертлюг, в котором в качестве датчика усилий были применены технические сильфоны [25]. Измерения производились с использованием манометров, причём график "сила-время" отображался на бумажной ленте лентопротяжного механизма, размещенного в лодке. Гидросистема устройства заполнялась смесью глицерина со спиртом в пропорции 1:1. Величина силы на подножке и банке также измерялась с помощью гидравлических датчиков. Значительный вес и высокие требования при изготовлении деталей к точности, необходимой для исключения перекоса сильфонов, ограничивали практическое использование этой интересной измерительной системы.

Для биомеханических исследований академической гребли в гребном бассейне и лодке Гребным союзом Западной Германии в семидесятые годы XX века была разработана и успешно испытана конструкция измерительного вертлюга, особенностью которого была возможность выделения полезной, направленной по ходу движения лодки, составляющей рабочего усилия, так называемая "саарбрюккенская модель" [68]. Основные элементы устройства -опорная площадка вертлюга со штоком, который передаёт давление весла на упругую пластину. Величина регистрируемого электрического сигнала с наклеенных на пластину тензорезисторов прямо пропорциональна степени деформации пластины вследствие силового воздействия на вертлюг.

Уникальность "саарбрюккенской модели" измерительного вертлюга заключалась ещё и в том, что она не учитывала бесполезные составляющие сил, возникавших при вращении весла в конце гребка и перед захватом воды.

В настоящее время для определения величины рабочего усилия на рукоятке весла используются датчики на основе тензорезисторов, закрепляемые на цевье весла при помощи специальных зажимов, позволяющих быстро производить их монтаж и демонтаж. Это удобно потому, что позволяет проводить измерения в привычной для гребца обстановке на его лодке и сокращает время подготовки исследования. Регистрация силы взаимодействия ног с подножкой отдельно левой и правой ногой, а также определение момента переноса усилия с носка на пятку производится при помощи тензостелек.

По результатам измерений рабочего усилия на рукоятке весла возможно построение графика зависимости величины усилия на вертлюге от времени (взаимосвязь величины усилия на рукоятке весла с величиной усилия на вертлюге показана в разделе 1.3. "Биомеханическое обоснование техники...").

Этот график позволяет определить временную структуру фаз проводки, а также такие биомеханические характеристики гребли, как значения максимального усилия, среднего усилия и импульса силы.

Характер изменения величин усилия на вертлюге, скорости рукоятки и скорости лодки в рабочей фазе гребного цикла представлен на Рисунке 5.

Рисунок 5. График изменения значений силы на вертлюге; скорости рукоятки и скорости лодки в фазе проводки (по Кернеру и Нольте)

На Рисунке 5 приняты следующие обозначения:

- сила на вертлюге;

¥я - скорость лодки (обозначен уровень среднецикловой скорости Уср.цикл.);

Д^ - время нахождения лопасти в "неэффективной зоне" рабочего сектора (от захвата до угла + 20° от перпендикуляра к продольной оси лодки);

Ы.2 - время нахождения лопасти в "эффективной зоне" (от угла +20°до угла -20° от перпендикуляра к продольной оси лодки);

А/з -время от момента достижения угла -20° от перпендикуляра к продольной оси лодки до момента извлечения лопасти из воды.

По динамограмме гребка возможно определение градиента нарастания рабочего усилия до максимального и среднего значений, времени снижения его до нуля, а также времени удержания силы выше среднего уровня [40, 77, 91].

Качественная оценка техники выполнения двух разных гребков может совпадать, но при этом эффект продвижения лодки может быть разным. Поэтому споры о том, какой гребок более эффективен по внешнему рисунку, не имеют смысла. Доводы в пользу какой-либо разновидности техники гребли должны подтверждаться численными значениями показателей биомеханики, характеризующими движения гребной механической системы.

Все виды графиков "сила -время" можно разделить на следующие три группы, каждая из которых включает в себя разновидности графиков, соответствующие разновидностям техники академической гребли [46, 79]:

1) графики с достижением максимума силы в первой трети гребка;

2) графики с достижением максимума силы в средней части гребка (между точкой "1/3 гребка" и точкой "перпендикуляр к продольной оси лодки");

3) графики с достижением максимума силы в момент перехода веслом перпендикуляра к продольной оси лодки.

Была определена эффективность каждого варианта распределения величины усилия по времени путём сравнения формы графика "сила-время" с величиной средней внутрицикловой скорости лодки, которая является

интегральным критерием эффективности работы гребца при одинаковой мощности работы. В гребном бассейне сравнение проводилось с графиком скорости рукоятки или лопасти весла [68].

Такое сравнение позволило охарактеризовать разновидности техники гребли, соответствующие графикам второй группы (с достижением тах значения силы в средней части гребка) как наиболее эффективные.

Сравнение форм кривых на графиках "сила-время" позволяет сделать вывод о существовании индивидуальных особенностей техники у гребцов, так называемого "почерка" гребли [13]. Например, при одновременной записи величины усилий четырех гребцов высокой квалификации, которые на протяжении нескольких лет успешно выступали в одной лодке, при внешней схожести их движений были обнаружены существенные различия в их биомеханических показателях. Отличались и формы кривых силы, и площади под этими кривыми, величина которых характеризуют величину проделанной за гребок механической работы. Кроме этого, у членов команды не совпадали моменты захвата воды, отличалась и продолжительность проводки. Но это не мешало команде показывать хорошие результаты на соревнованиях.

Индивидуальные особенности характера приложения силы сохраняются у спортсменов как при гребле в бассейне, так и при гребле в лодке, и эти особенности обязательно нужно учитывать при комплектовании экипажей.

Для определения эффективности гребли тренерами в их практической работе используются следующие методические приёмы:

1) визуальное сопоставление техники гребли спортсмена более низкой квалификации с техникой гребли спортсмена более высокой квалификации;

2) сопоставление биомеханических параметров движений спортсмена с параметрами определённого эталона (моделью);

3) сопоставление спортивного результата спортсмена с его потенциальными возможностями по энергетическим показателям.

При этом техническое мастерство гребцов надо оценивать не только по соответствию движений отдельных звеньев тела принятым стандартам, но и по

так называемой "внутренней структуре гребка" [17]. Под этим термином подразумевается изменение значений силы на лопасти весла в различные моменты опорной фазы, которое согласуются с изменением внутрицикловой скорости лодки.

Одним из эффективных методов педагогического контроля спортивно-технической подготовки спортсменов в академической гребле является 7-минутный тест в гребном бассейне на субмаксимальной и максимальной мощности с определением численных значений биомеханических показателей, в частности, средней мощности работы за тест. Если сравнить значения показателей биомеханики гребли, полученные при выполнении 7-минутного теста, со значениями тех же показателей при прохождении соревновательной дистанции, то можно обнаружить высокую корреляционную связь между ними (линейный коэффициент корреляции 0,8 и выше). Это подтверждает возможность использования этого теста при отборе и комплектовании экипажей академических лодок [73].

Педагогический контроль уровня спортивно-технической подготовленности спортсменов в академической гребле всегда был связан со стремлением к автоматизации получения и обработки полученных данных.

В академической гребле осуществлять автоматизацию педагогического контроля значительно легче, чем в других видах спорта. Обусловлено это тем, что нет необходимости закреплять измерительную аппаратуру на спортсмене, её можно устанавливать непосредственно в лодке, не создавая при этом помех естественным движениям гребца. Это обстоятельство постоянно привлекает к академической гребле внимание биомехаников спорта.

В 60-ых годах XX века комплексные исследования особенностей техники академической гребли с использованием автоматизации получения и обработки данных начала группа специалистов из Токийского университета Васеда под руководством профессора К. Асами. Весной 1964 г. ими была впервые осуществлена прямая комплексная регистрация биомеханических параметров гребли олимпийского чемпиона Мельбурнской и Римской олимпиад Вячеслава

Иванова (который стал олимпийским чемпионов и Токийской олимпиады), Ратцебургской восьмёрки из ФРГ, а также восьмёрки университета Васеда.

В 70-ые годы эти исследования продолжили уже на новом уровне технического оснащения эксперимента А. Дель-Монте, Т. Нильсон, Ф. Нольте, и другие биомеханики [17, 65, 66, 67, 68].

Практика гребного спорта требовала перехода от единичных исследований к регулярному контролю уровня спортивно-технической подготовленности, в том числе, к оценке скатанности членов экипажей лодок.

Неоспоримый приоритет в этой области принадлежит С.П. Сарычёву и Ю.Т. Шапкову, еще в 1962 г. начавших проводить радиотелеметрическую многоканальную запись усилий на вертлюгах и скорости лодок в двойках, а затем и в четверках. Недостатками системы, созданной этими исследователя, явились её низкая помехозащищенность, а также большой объём и вес используемой аппаратуры. Это стало причиной того, что другие исследователи отказались от применения радиотелеметрии и перешли на варианты телеметрических систем с использованием кабельных линий.

Интересные работы, показывающие возможные пути автоматизации педагогического контроля уровня спортивно-технической подготовленности в академической гребле, были проведены в 70-ые годы XX века Ю.А. Жигаловым и Н.В. Моржевиковым [27, 62]. В 80-ые годы эту тему продолжили в своих исследованиях В.М. Зациорский, В.Б. Иссурин, А.П. Ткачук, В.П. Филин, В.Л. Уткин и H.A. Якунин [28, 36].

Значительный вклад в разработку темы оценки техники академической гребли внесли работы В.В. Клешнёва, в которых анализируются оценочные показатели уровня спортивно-технической подготовленности гребцов-академистов, а также даются рекомендации по совершенствованию техники гребли и тренировочного процесса.

Развитие микроэлектронной техники в середине 70-х и в 80-е годы позволило вернуться к реализации идеи радиотелеметрических исследований в гребном спорте: были созданы устройства, отличающиеся высокой надежностью

и компактностью. К ним относятся датчики биомеханических параметров гребли, многоканальные преобразователи аналоговых сигналов в цифровой код и радиопередатчики, обеспечившие надёжную связь на расстоянии нескольких сотен метров.

Сейчас большое значение имеет создание новых, ещё более надёжных и простых в использовании радиотелеметрических систем контроля уровня спортивно-технической подготовленности гребцов.

В настоящее время, благодаря использованию современных компьютеров на основе быстродействующих микропроцессоров и специального программного обеспечения, стала возможной полная автоматизация получения, обработки и оценки данных комплексного контроля уровня спортивно-технической подготовленности спортсменов, при этом итоговые результаты стали представляться в удобном для тренера и спортсмена виде.

Одновременно с этим были усовершенствованы комплексные методы мониторинга состояния гребцов-академистов как при работе в гребных бассейнах, так и при работе на тренажёрах (в частности, на автоматизированных тренажёрно-исследовательских комплексах), что стало неотъемлемой составляющей научного подхода к организации тренировочного процесса.

Под автоматизированным тренажёрно-исследовательским комплексом понимается "система ... взаимосвязанных технических средств моделирования экстремальных условий соревновательной деятельности, средств измерения информативных параметров комплексного контроля уровня подготовленности спортсменов, средств автоматической обработки информации и её отображения в удобном для восприятия тренера и спортсмена виде, а также средств формирования управляющих воздействий на спортсмена" [64].

В настоящее время является актуальным управление двигательной деятельностью гребца непосредственно на тренировке с использованием компьютерных программ, которые обеспечивают коррекцию движений по одному из параметров гребного цикла. При этом возможен контроль за изменением, как минимум, еще двух характеристик биомеханики гребли [2, 3].

Работа производится в этом случае не в гребных бассейнах, а в залах, что снижает достоверность приобретённого навыка.

Накопление и анализ большого объёма фактического материала по значениям показателей биомеханики академической гребли, характеризующим уровень спортивно-технической подготовленности спортсменов, является основой для перехода к управлению тренировочным процессом с использованием научного подхода [2, 3, 9].

1.4.3. Модельные величины некоторых показателей уровня спортивно-технической подготовленности в академической гребле

При определении модельных значений показателей уровня спортивно-технической подготовленности в академической гребле, которые характеризуют степень реализации двигательных возможностей гребцов, надо исходить из того, что величина и структура показателей спортсменов высшего эшелона (членов сборной команды страны) являются модельными для гребцов более низкой квалификации.

В разработку модельных характеристик большой вклад внёс А.П. Ткачук. В его работах приведены модельные характеристики биомеханики академической гребли, использовавшиеся для тестирований как в гребном бассейне, так и в различных классах академических лодок [64, 65].

Разработкой модельных характеристик занимался и В.В. Клешнёв. Модельный график изменения величины усилия на весле, по Клешнёву, представлен на Рисунке 6.

График отображает взаимосвязь величины усилия на рукоятке весла (в долях от его максимального значения) и положения весла (в долях от длины проводки). Показаны также уровни среднего усилия на рукоятке и усилия, составляющего 70% от max. Здесь же отмечены доли проводки, соответствующие участкам кривой от начала проводки до момента достижения усилия 70% от max, до момента достижения max усилия, и от момента снижения усилия до 70% от max до окончания проводки.

Рисунок 6. Модельный график изменения величины усилия на весле в рабочей фазе гребного цикла (по Клешнёву В.)

В Таблице 2 приведены базовые параметры биомеханики академической гребли, необходимые для построения модельного графика изменения величины усилия на рукоятке весла в зависимости от угла его поворота.

Таблица 2 - Базовые параметры и численные характеристики их диапазонов для построения модельного графика изменения величины усилия на весле в рабочей фазе гребного цикла для различных классов академических лодок

Показатель рабочей фазы гребного цикла Модельные диапазоны

Отношение "t" достижения усилия на весле уровня 70-% от max ко "t" гребка 9-11% (все классы лодок)

Положение точки достижения max усилия в долях от дли-ны гребка 30-33% (4х, 8+) 33-37% (2х, 4 -) 37-^0% (1х, 2-)

Отношение времени снижения усилия на рукоятках вёсел от уровня 70-% от max до нуля ко времени гребка 33-36% (4х, 8+) 30-33% (2х, 4 -) 26-30% (1х, 2-)

Отношение среднего усилия к максимальному 54-56 % (все классы лодок)

Необходимо отметить, что кривая усилия не должна содержать пиков и западений, а акцент должен приходиться на первую половину гребка, что обеспечивает более экономичную роботу в лодке.

Работу лопасти весла академической лодки при выполнении гребного цикла можно охарактеризовать следующим образом: погружение лопасти в воду при захвате должно проводиться быстро, при этом траектория движения лопасти должна быть по возможности горизонтальной и на проводке, и на подготовке,

без возвышения перед захватом, чрезмерного заглубления в начале гребка и уменьшения глубины проводки в его конце. При этом оптимальным считается гребок, при котором траектория движения верхней точки лопасти примерно совпадает с поверхностью воды (в этом случае непроизводительные затраты энергии уменьшаются).

Можно построить не только модельный график изменения усилия на весле в зависимости от его положения, но и модельный график движения лопасти. Критерии, влияющие на траекторию её движения, приведены в Таблице 3.

Таблица 3 - Базовые параметры и численные характеристики их диапазонов для построения модельного графика движения лопасти для парной и распашной академической гребли

Параметр гребного цикла Модельная величина

Промашка в захвате 6° для парной гребли 9° для распашной гребли

Сплывание в конце проводки 6° для парной гребли 9° для распашной гребли

Полезный угол (доля от общего угла) 6° для парной гребли 9° для распашной гребли

Максимальная глубина погружения лопасти 6° для парной и распашной гребли

На Рисунке 7 показана модельная траектория движения лопасти весла (синяя линяя) и недопустимая траектория (красная линия), с указанием величин промашки и сплывания.

Рисунок 7. Модельная траектория движения лопасти весла по гребному циклу

(синяя линия, по Клешнёву В.)

Величина угла в (-3°) между вертикалью и лопастью определяет полное

погружение лопасти в воду при любых размерах лопастей вёсел (пунктирная линия зелёного цвета).

Усилие на лопасти, возникающее после захвата воды, и численно равное половине величины силы, продвигающей лодку вперёд (см. раздел "1.3"), не должно ослабляться, то есть должно удерживаться на постоянном уровне на протяжение основной части гребка.

После заключительного отталкивания полными лопастями в конце проводки лопасти должны быстро извлекаться из воды и сразу же изменять направление своего движения на противоположное. Это должно происходить одновременно с быстрым перемещением массы гребца с носа лодки в сторону кормы для разгрузки носа лодки с целью уменьшения её сопротивления.

В настоящей работе для оценки уровня спортивно-технической подготовленности гребцов академического стиля 14-15 лет как экспериментальной, так и контрольной группы, были использованы одиннадцать показателей биомеханики гребли, многолетнее применение которых показало их высокую информативность [38]. Подробная информация об этих показателях дана в разделе 2.1 "Методы исследования".

1.5. Методы и средства спортивно-технической подготовки в академической гребле

В академической гребле, как и в любом другом виде спорта, методы и средства, которые эти методы используют, тесно взаимосвязаны. Основными методами спортивно-технической подготовки в академической гребле являются:

1) метод использования технических упражнений при гребле в академической лодке (в том числе, гребля в разных скоростных режимах, гребля в изменяющихся условиях внешней среды и гребля с разными настройками лодки);

2) метод использования гребных тренажёров, предназначенных для работы как в зале, так и в гребном бассейне (в том числе, использование тренажёров с обратной связью).

Технические упражнения являются основным средством спортивно-технической подготовки в академической гребле.

Огромное разнообразие технических упражнений можно классифицировать, разделив их на следующие четыре группы:

1) упражнения статические; 2) упражнения динамические; 3) упражнения, детализирующие гребной цикл; 4) упражнения с изменяющимися условиями внешней среды.

Дадим краткую характеристику этим видам технических упражнений.

Упражнения статические - это работа с изменяющейся кинематикой гребли, при которой изменяется положение сегментов тела гребца и углов между элементами гребной механической системы. Эти упражнения являются базовыми и используются на начальном этапе обучения. Смысл этих упражнений - сравнить визуальную оценку гребцом положения сегментов своего тела с субъективными ощущениями. Тренером даётся задание принять положение, соответствующее определённой фазе гребного цикла, а затем, посмотрев на сегменты своего тела и элементы лодки и вёсел, почувствовать их пространственное положение уже на уровне мышечных ощущений, причём с открытыми и закрытыми глазами. После этого возможен переход из одного статического положения в другое в замедленном темпе, что также является эффективным упражнением.

Упражнения динамические изменяют как характер приложения усилий на весле (при этом меняется внешний вид графика "усилие-время"), так и ритм гребли. При этом ставится задача выполнить активацию мышечных групп в определённой последовательности.

Упражнения, детализирующие гребной цикл, могут выполняться или по отдельным элементам гребного цикла, или по различным последовательностям уже отработанных элементов. При этом упражнения по элементам гребного

цикла выполняются с акцентом внимания на какой-то один элемент, что позволяет проводить его совершенствование в более интенсивном режиме. В свою очередь, упражнения по последовательностям направлены на координацию движений при последовательном выполнении уже отработанных элементов гребного цикла (например, после отработки элементов "гребля одними ногами", "гребля одним корпусом" и "гребля одними руками" тренером ставится задача соединить эти элементы в определённой последовательности).

Упражнения с изменяющимися условиями внешней среды призваны разнообразить субъективные ощущения таким образом, чтобы они соответствовали реальным тренировочным и соревновательным условиям. Эти упражнения могут выполняться, например, с увеличением или уменьшением внешнего сопротивления. В первом случае это может быть сделано при использовании гидротормоза или изменении передаточного отношения на вёслах на более "тяжёлое" (внутренний рычаг весла уменьшается), во втором случае - с использованием протяжки катером или при изменении передаточного отношения на вёслах на более "лёгкое" (внутренний рычаг весла в этом случае увеличивается). Первый вид таких упражнений может быть использован для тренировки специальной силы, а второй вид - для тренировок скоростной направленности.

Эффективность спортивно-технической подготовки гребцов напрямую зависит от включения в тренировку технических упражнений в субсоревновательных и соревновательных режимах, при которых гребцу даётся установка стремиться к гоночному темпу гребли и к гоночной скорости лодки. При этом работа над техникой гребли в низком темпе с остановками и статическими упражнениями приемлема только для обучения новичков.

В академической гребле, как и в любом другом циклическом виде спорта, технические упражнения не должны применяться формально, то есть по одной схеме вне зависимости от внешних условий. Для повышения эффективности тренировки любые упражнения должны быть индивидуализированы, то есть проведены с учётом особенностей конкретного спортсмена, его физического и

эмоционального состояния на данный момент [37, 48, 60, 63, 64].

Тренер должен чувствовать и какое упражнение нужно выбрать в данный конкретный момент, и как его применить наиболее эффективно, то есть с какой интенсивностью и в каком объёме. Искусство тренерской профессии как раз и заключается в том, чтобы не только определить проблему, возникшую в процессе спортивной подготовки, но и найти оптимальные пути её решения, то есть, в конечном итоге, улучшить спортивный результат ученика. Важную роль здесь играет, наряду с улучшением физических кондиций гребцов, повышение уровня их спортивно-технической подготовленности, что является одним из факторов успешности выступлений на соревнованиях.

1.5.2. Гребные тренажёры, как средство спортивно-технической подготовки

в академической гребле

Гребные тренажёры, как средство спортивно-технической подготовки в академической гребле, широко используются в переходный и подготовительный периоды тренировочного процесса [30].

Понятие "гребной тренажёр академической гребли" можно раскрыть следующим образом: это устройство, предназначенное для выполнения (с заданной величиной усилия и заданной структурой) рабочего движения академической гребли с целью повышения её эффективности [5]. Этому определению в большей степени отвечают тренажёры, которые предоставляют возможность работы в режимах, соответствующих условиям соревнований [91].

Оснащение тренажёров датчиками усилий, "скорости" и "пройденного расстояния" повышает интерес к занятиям, что положительно сказывается на работоспособности спортсменов.

Управление спортивно-технической подготовкой гребца не может быть достаточно эффективным без объективной информации о результатах его двигательной деятельности. При этом оперативность получения и обработки информации является необходимым условием ускоренного обучения двигательным действиям [52, 74].

Большое разнообразие тренажёров в академической гребле позволяет тренерам на каждом этапе тренировочного процесса осуществлять индивидуальный подход при тренировке спортсменов в зависимости от их физических и психологических особенностей, что имеет большое значение для достижения высокого спортивного результата.

Одним из самых распространённых во всем мире, как для тренировок гребцов академического стиля в зимнее время, так и в фитнес индустрии, является гребной тренажёр "Concept-2" производства концерна "Industrial Park Drive" (США), общий вид которого представлен на Рисунке 8.

Нагрузка на тренажёре создаётся благодаря аэродинамическому сопротивлению, возникающему при вращении ротора с лопастями.

Тренажёр имеет информационное табло с программируемым микропроцессором, на которое выводится информация по темпу гребли, "скорости" виртуальной лодки, пройденному ею "расстоянию", а также по значениям мгновенной мощности и проделанной работы. Кроме этого, может осуществляться гребля на определенное количество времени или на определенное "расстояние".

Ещё одним интересным средством спортивно-технической подготовки можно назвать тренажёр для академической гребли итальянской фирмы "Техпо

Рисунок 8. Общий вид гребного тренажёра "Сопсер1-2

м

Gym". Этот тренажёр оснащён компьютером, позволяющим программировать разные типы тренировок, при этом его можно использовать для соревнований с компьютером и другими гребцами. Система измерения пульса позволяет тренироваться или с постоянной частотой сердечных сокращений, или следовать программе с её изменением. Компьютер автоматически изменяет сопротивление так, чтобы частота пульса поддерживалась на нужном уровне.

В этом ряду находится и комплекс ГЭК, разработанный во Всероссийском НИИ спортивного и туристского инвентаря (ВИСТИ). Его принципиальным отличием от всех существующих гребных тренажёров является конструктивно заложенная возможность учёта инерционных сил, создаваемых перемещениями массы гребца в системе "спортсмен-тренажёр". Это позволяет оценивать эффективность деятельности гребца при имитации гребного цикла.

ГЭК является управляющим диагностическим стендом, дающим возможность в ходе тестирования управлять нагрузкой и поведением спортсмена. Он позволяет учитывать расход энергии в процессе тестирования и тренировки. Эта информация может быть представлена на экране монитора с последующей распечаткой на принтере, что позволяет получать срочную информацию о значении важнейших параметров гребли в реальном времени: величине усилия на рукоятке, "скорости" виртуальной лодки, развиваемой мощности, выполненной работе, времени тяги, темпе гребли, ЧСС и других.

Спортивно-техническая подготовка в академической гребле с использованием тренажёров с обратной связью способствует получению спортсменами и их тренерами информации о модельных, эталонных параметрах техники гребли [23], что приводит к более быстрому достижению автоматизма работы при условии правильного, соответствующего эталону, выполнения рабочего движения. При этом возможно небольшое, не приводящее к ошибке, отклонение от модельного образца, чаще всего являющееся проявлением индивидуальных особенностей гребца [29].

На настоящий момент является актуальным управление двигательной деятельностью гребца непосредственно на тренировке с использованием

комплексов с биологической обратной связью, которые обеспечивают коррекцию движений по одному или нескольким параметрам гребного цикла.

Именно такими возможностями обладает и компьютерно-диагностический тренажёрный комплекс, который был создан в СПб НИИФК и использован в настоящем исследовании.

Наряду с тренажёрами для академической гребли, разрабатываются и методики их применения для более полного раскрытия двигательно-координационных способностей спортсменов [31, 75].

1.6. Заключение по Главе 1

Изучение литературных источников по проблемам оценки уровня спортивно-технической подготовленности гребцов-академистов при помощи комплекса биомеханических показателей [8, 9, 10, 11, 12, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 24, 25, 26, 32, 33, 34, 38, 39, 42, 44, 49, 50, 53, 59, 66, 67, 69, 70, 72, 77, 78, 79, 80, 83, 93, 96], а также по проблемам автоматизации методов педагогического контроля состояния спортсменов [10, 26, 38, 40, 43, 57, 64, 65, 66, 67, 71, 83, 84, 85, 92, 94, 95, 97, 98, 99], позволило установить следующее:

1. Необходимость получения оперативной информации о качестве выполняемых двигательных действий в академической гребле стала причиной использования в этом виде спорта разнообразных технических устройств, предназначенных для получения количественных характеристик биомеханических показателей гребного цикла и последующего определения на их основе уровня спортивно-технической подготовленности спортсменов.

2. Успешное использование показателей биомеханики академической гребли для оценки уровня спортивно-технической подготовленности гребцов возможно только при регулярном педагогическом контроле спортивной деятельности и при обязательной его автоматизации, а также при создании новых тренажёрных средств для подготовки спортсменов-академистов.

3. На первых этапах применения технических средств в тренировочном процессе, в частности, при тренировке гребцов-академистов, автоматизация

педагогического контроля шла по пути использования уже существовавших технических средств; в дальнейшем больше внимания стало уделяться разработке специальных технических устройств, предназначенных для использования как в тренировочном процессе, так и при проведении научных исследований.

4. Внимание биомехаников спорта было привлечено к академической гребле следующими её особенностями:

а) недостаточной изученностью взаимодействия элементов гребной механической системы с водой, в частности, недостаточной изученностью процесса передачи сил с воды на лодку при действии системы рычагов, состоящей из сегментов тела гребца и вёсел;

б) удобством монтажа измерительной аппаратуры непосредственно в лодке, а не на самом спортсмене, как это делается в большинстве других видов спорта; это позволяет гребцу при регистрации биомеханических параметров работать в лодке в привычных для него условиях, что повышает достоверность полученных результатов; в силу этих особенностей академической гребли использование в тренировочном процессе комплексных методов оценки качества двигательных действий спортсменов и их функционального состояния протекают в этом виде спорта более активно.

5. В последние десятилетия в академической гребле наметилась тенденция перехода от использования единичных приборов автоматизации педагогического контроля к созданию автоматизированных измерительных комплексов и исследовательских стендов, позволяющих проводить текущий контроль уровня спортивно-технической подготовленности гребцов.

6. При регулярных обследованиях гребцов высшей квалификации с целью повышения уровня их спортивно-технической и специальной физической подготовленности проблема сокращения затрат времени на обработку данных стала одной из самых важных. Для её решения необходима надёжно работающая, водостойкая и простая в обслуживании автоматизированная система педагогического контроля уровня спортивно-технической подготовленности

гребцов, в частности, комплекс микропроцессорных устройств для программированного управления двигательной деятельностью гребцов в лодке, параметры которой позволяют получать и обрабатывать текущую информацию в кратчайшие сроки.

7. Выведение гребцов на соревновательные режимы работы невозможно без моделирования условий гонки вне лодки; это реализуется на специальных компьютеризированных тренажёрно-исследовательских комплексах, представляющих собой, в силу наличия у них канала передачи текущей информации от тренажёра к гребцу, диагностико-управляющие системы "тренажёр-спортсмен-компьютер"; наличие такого канала помогает оперативно повысить качество двигательного действия непосредственно во время работы на тренажёре.

Обобщая сказанное выше, можно констатировать, что педагогический контроль уровня спортивно-технической подготовленности в академической гребле с использованием комплекса оценочных показателей, его автоматизация, а также создание тренажёрных средств с биологической обратной связью для подготовки спортсменов высокого уровня в академической гребле, и сегодня остаются актуальными.

2.1. Методы исследования

В настоящей диссертационной работе были использованы следующие шесть методов научного исследования: теоретический анализ и обобщение данных научной литературы; педагогическое наблюдение; педагогическое тестирование; педагогический эксперимент; биомеханический анализ техники гребли; статистический анализ научных данных.

Раскроем содержание каждого из приведённых методов исследования.

1. Теоретический анализ и обобщение данных научной литературы.

Было проанализировано 105 отечественных и зарубежных литературных

источника, в том числе, 19 - на английском языке.

Анализ данных специальной научной литературы позволил систематизировать материалы по автоматизации педагогического контроля уровня спортивно-технической подготовленности спортсменов в академической гребле и смежных спортивных дисциплинах. Были изучены:

а) теоретические и экспериментальные исследования, направленные на совершенствование спортивно-технической подготовки спортсменов в циклических видах спорта;

б) биомеханические особенности техники академической гребли, а также характеристики биомеханики гребли спортсменов высокой квалификации;

в) средства и методы совершенствования технического мастерства гребцов разной квалификации.

Особое внимание было уделено обобщению литературных данных о применении тренажёров с обратной биологической связью для формирования рациональной техники выполнения спортивных движений.

2. Педагогическое наблюдение с визуальной оценкой техники гребли спортсменов, участвовавших в эксперименте, было осуществлено при проведении констатирующего эксперимента на П-ом этапе исследования.

При этом были зарегистрированы показатели объёма и интенсивности выполнения тренировочных упражнений, время интервалов отдыха, количество серий и подходов. Кроме этого, была проведена корректировка элементов техники гребли на основе объективных и субъективных критериев.

3. Педагогическое тестирование было проведено для оценки эффективности разработанной методики спортивно-технической подготовки.

Оно состояло из:

а) предварительного и заключительного тестирований всех участников эксперимента, входящих в состав ЭГ и КГ, с использованием возможностей созданного компьютерно-диагностического тренажёрного комплекса;

б) предварительного и заключительного контрольных прохождений дистанции 500 м гребцами ЭГ и КГ на академических одиночках.

4. Педагогический эксперимент явился основным методом исследования и состоял из констатирующего и основного экспериментов.

Констатирующий (предварительный) эксперимент был проведён на П-ом этапе исследования и направлен на определение исходного уровня спортивно-технической подготовленности гребцов ЭГ и КГ.

Проведение констатирующего эксперимента позволило гребцам как ЭГ, так и КГ сформировать навык гребли на тренажёре, достаточный для уверенной гребли на тренажёрной составляющей созданного комплекса.

Основной (формирующий) эксперимент проведён на Ш-ом этапе исследования и был направлен на экспериментальное обоснование эффективности предложенной методики спортивно-технической подготовки гребцов-академистов 14-15 лет, основанной на использовании биологической обратной связи.

При проведении основного эксперимента для текущей коррекции техники гребли спортсменов экспериментальной группы была применена измерительно-аналитическая система созданного комплекса. Работа гребцов ЭГ и КГ отличалась только текущей балльной оценкой техники гребли при проведении тренировок спортсменов ЭГ. Именно поэтому балльная оценка техники гребли

явилась экспериментальным фактором настоящего исследования.

В процессе выполнения специальных упражнений гребцами ЭГ признаками изменения характеристик биомеханики гребли служили визуальные и звуковые сигналы.

Гребцы контрольной группы для коррекции биомеханических характеристик гребли в процессе выполнения специальных упражнений руководствовались только замечаниями тренера.

Характеристика гребцов ЭГ и КГ представлена в Таблице 4.

Таблица 4-Характеристика гребцов экспериментальной и контрольной групп

Показатели Группы Р

Эксперимент. (М1±о) Контрольная (М2±о)

Возраст (лет) 14,6 ±0,3 14,8 ±0,4 >0,05

Длина тела (см) 175 ±4 174 ±3 >0,05

Вес тела (кг) 73,2 ±3,2 72,9 ± 2,8 >0,05

Стаж занятий (лет) 1,3 ±0,1 1,3 ±0,1 >0,05

Показатели Таблицы 4 свидетельствуют о том, что по возрастным и антропометрическим характеристикам, а также по тренировочному стажу, гребцы ЭГ и КГ групп не имели статистически значимых отличий.

Длительность основного педагогического эксперимента составила 16 недель (январь-апрель). В эксперименте приняли участие 24 спортсмена 14-15 лет, из которых были укомплектованы ЭГ и КГ по 12 человек в каждой. За экспериментальный период работа на созданном комплексе применялась для каждого гребца ЭГ и КГ группы на тридцати двух учебно-тренировочных занятиях в объёме 40 мин на каждом занятии, то есть объём тренажёрной подготовки с использованием созданного комплекса за экспериментальный период составил 21 час 20 мин для каждого гребца экспериментальной и контрольной групп.

5. Биомеханический анализ техники гребли. Регистрация биомеханических

показателей гребли была осуществлена с помощью тензометрических датчиков, смонтированных на вертлюгах гребного тренажёра в точках приложения сил, продвигающей лодку вперёд). В целом комплект измерительно-аналитической системы включал гребной тренажёр, оснащенный измерительной системой, специальное программное обеспечение для обработки информации на базе компьютера, динамик и монитор для звуковой или визуальной оценки техники гребли в реальном масштабе времени.

Таким образом, в основу методики коррекции технических элементов гребли был положен принцип биологической обратной связи.

Для оценки уровня спортивно-технической подготовленности гребцов 14-15 лет были использованы информативные показатели, изменение которых связано с формированием технических навыков гребли у спортсменов этой возрастной категории на этапе начальной спортивной специализации.

И на предварительном, и на заключительном тестировании были зарегистрированы значения следующих 11 показателей биомеханики академической гребли (после запятой указаны единицы измерения):

1. Дина гребка по перемещению рукоятки весла, м (показатель зависит от антропометрических данных гребца и развития его гибкости: чем больше эта величина, тем в большей степени гребец группируется перед захватом и дальше выходит вперёд перед началом гребка).

2. Отношение длины гребка к росту, % (отражает эффективность использования антропометрических возможностей гребца в процессе гребли).

3. Среднее усилие на рукоятках вёсел, Н (характеризует уровень специальной физической работоспособности гребца).

4. Отношение среднего усилия на рукоятках вёсел к весу гребца, % (характеризует эффективность использования гребцом веса своего тела).

5. Максимальное усилие на рукоятках вёсел, Н (характеризует развитие специальной силы гребца).

6. Отношение среднего усилия на рукоятках вёсел к максимальному, % (один из важнейших показателей эффективности физической работы гребца).

7. Положение точки достижения max усилия в долях от длины гребка, % (характеристика того, насколько точно "попадает" гребец в оптимальный диапазон приложения усилия от 37 до 40%).

8. Средняя мощность гребли, Вт (характеризует уровень специальной физической работоспособности гребца).

9. Ритм гребли, % (отношение времени проводки ко времени гребного цикла в целом, характеризует степень расслабления мышц в фазе подготовки гребного цикла; чем меньше этот показатель, тем в большей степени расслабляются мышцы, и отдых становится более эффективным).

10. Отношение времени достижения усилия уровня 70% от max к времени гребка, % (показатель того, насколько быстро спортсмен находит опору в воде при захвате её лопастью весла: чем быстрее возрастает усилие до этого уровня, тем больше начальное ускорение лодки, что создает менее продолжительную опору на подножке для последующего большего ускорения массы гребца).

11. Отношение времени удержания усилия выше уровня 70% от max к времени гребка, % (показатель характеризует долю эффективной части гребка, при которой происходит разгон массы гребца в сторону носа лодки; увеличение продолжительности эффективной части опорной фазы гребка прямо пропорционально увеличению средней скорости лодки; чем больше значение этого показателя, тем эффективнее гребля).

Комплекс отобранных показателей позволяет в полной мере охарактеризовать уровень технического мастерства гребцов и определить слабые стороны их спортивно-технической подготовки.

Зависимость величины балльной оценки от величины среднеквадратического отклонения (о), приведённая в работе [98], не допускает оценок меньше "0" баллов и больше "10" баллов (Рисунок 9).

Поэтому для оценки техники гребли в настоящей работе была выбрана именно 10-балльная шкала, предложенная в этой публикации.

Символом "А" обозначим среднее значение показателя по выборке, которому соответствует значение среднеквадратического отклонения, равное 0.

Тогда будут справедливы следующие допущения: "О баллов" - оценка показателя со значением "А-Зо"; "5 баллов" - оценка показателя со значением "А" (а=0); "10 баллов" - оценка показателя со значением "А+Зо".

+1 Балльная оценка

10 Г) •а Ф и в 1С т. Я) 1 ■о V н я л ъ п г. о ф

8

/

<■/ г

-3® о А +5 -30

/ 4 е г о я ш в а Ф

у /

/ 2

/

0

Рисунок 9. График зависимости оценки биомеханических параметров гребли от значения среднеквадратического отклонения (по Клешнёву И., переработано)

Величина оценки каждого выполненного гребка при текущей балльной оценке техники гребли была рассчитана компьютерной программой тестирования, что стало количественной характеристикой качества гребли.

Качественная оценка гребка соответствовала цвету выведенного на экран балла: красный цвет соответствовал оценке "очень плохо" (1 или 2 балла), оранжевый - оценке "плохо" (от 3 до 5 баллов), светло-зелёный - оценке "хорошо" (от 6 до 8 баллов), зелёный же цвет соответствовал оценке "очень хорошо" (9 или 10 баллов).

Качественная оценка выполненного гребка могла даваться и по звуковому каналу через динамик по тем же четырём градациям качества: "очень плохо", "плохо", "хорошо" и "очень хорошо".

Оценка выполненного гребка выводилась на портативный монитор Количественная и качественная оценки гребков могли производиться как одновременно по двум выбранным параметрам, так и по каждому параметру отдельно - по желанию тренера или спортсмена.

Текущая оценка техники гребли предоставляла возможность спортсмену получать оперативную информацию о качестве выполненного гребка, что помогало ему скорректировать свои действия.

6. Статистический анализа научных данных. Полученные массивы данных были подвергнуты статистической обработке с применением программы "Statistica-8" для обработки научных данных в среде "Windows". При определении достоверности различий был применён t-критерий Стьюдента для репрезентативных выборок. Статистическая обработка данных была проведена при помощи языка программирования "R" (версии 4.2.1) в среде разработки "RStudio" (версия 2022.12.0) для операционной системы "Windows 10" [R Core Team, 2014]. Для анализа и визуализации данных, помимо базового, использовались программные пакеты "Tidyverse" [Wickham, 2019] и "Ggstatplot".

Результаты предварительного тестирования с использованием созданного комплекса и предварительного контрольного прохождения дистанции 500 м не выявили достоверных различий между показателями гребцов экспериментальной и контрольной групп, но результаты заключительного тестирования и заключительного контрольного прохождения уже показали достоверные различия между показателями спортсменов ЭГ и КГ. При этом изменения в ЭГ были более выражены, чем в КГ, за счёт применения в тренировочном процессе балльной оценки техники гребли непосредственно во время тренировки, что проявилось в величинах рангово-бисериальных коэффициентов корреляции.

2.2. Организация исследования

В исследовании был использован компьютерно-диагностический тренажёрный комплекс для академической гребли в бассейне, который был