Исследование проблем в подготовке спортсменов-лыжников | Лашуков Валерий Иванович. Работа №339951

Исследование проблем в подготовке спортменов-лыжников

В связи с высокими скоростями передвижения и достижениями в лыжных видах спорта требуется качественное изменение в спортивной подготовке лыжников, что является актуальной темой для современных зарубежных исследований по этому направлению.

Цель работы

Научные исследования и разработки ведущих мировых научно-исследовательских институтов, направленные на совершенствование подготовки спортсменов к лыжным гонкам.

Методы исследования и их организация. В период с 2020 по 2023 год осуществлялся поиск и анализ источников информации, включая статьи, публикации конференций и журналы. Все найденные источники подверглись тщательному изучению и редактированию.

Результаты и обсуждение результатов. Согласно распространенному мнению, выносливость в спорте зависит от максимального потребления кислорода (МПК), однако есть и другие аспекты, такие как способность длительно сохранять высокую скорость потребления кислорода, эффективность и экономичность.

Лыжные гонки, считающиеся одним из самых сложных видов спорта на выносливость, являются олимпийским видом спорта с 1924 года. Значительные улучшения в оборудовании и подготовке трасс привели к большему увеличению скорости в этом виде спорта, чем в любом другом виде спорта на выносливость. Формат Игр в Лиллехаммере в 1994 году был изменен и теперь включает восемь из 12 лыжных соревнований. Эти большие изменения привели к переоценке факторов успеха в олимпийских лыжных гонках с последствиями для тренировок и специализации в спринте и на длинные дистанции. Лыжная гонка может длиться от 12 минут до более 2 часов. Местность проведения соревнований варьируется, но расстояние, включающее горы, равнины и холмы, определяется правилами. Лыжникам приходится часто менять технику. Более половины времени гонки уходит на подъемы, где индивидуальные показатели спортсменов существенно различаются. В масс-старте тактика наиболее важна, и результат часто решается в финальном спринте.

Аэробная энергия во время соревнований составляет 70–75 % в спринте и 85–95 % на длинных дистанциях. Однако лыжники часто выбирают стратегию с более высокой интенсивностью на подъемах, что приводит к значительному увеличению нагрузки, превышающей необходимую для достижения максимального потребления кислорода (МПК). Анаэробная составляющая может достигать 40 % в спринтерских гонках и 10–20 % на длинных дистанциях. Эта стратегия позволяет спортсменам использовать скоростные спуски для восстановления.

Лыжники мирового уровня демонстрируют одни из самых высоких значений МПК: от 80 до 90 мл/кг/мин у мужчин и от 70 до 80 мл/кг/мин у женщин. Потребление кислорода варьируется в зависимости от температуры и снижается при -20 °С во время соревнований. У элитных спортсменов зафиксированы показатели вентиляции на уровне 250 л/мин, объем крови — 9 л, минутный объем крови превышает 40 л/мин, а систолический объем — более 200 мл. В то же время для достижения успеха необходимы анаэробная мощность, сила верхней части тела, высокая техника и тактическая гибкость, что особенно важно для тех, кто стремится к медалям. Например, результаты в лыжном спринте тесно связаны со скоростью на коротких дистанциях и максимальной силой. Хотя абсолютные значения МПК у спринтеров и лыжников на длинных дистанциях схожи, последние имеют меньшую массу тела, а спринтеры — более высокие анаэробные способности. В обоих случаях способность эффективно преобразовывать метаболическую энергию в скорость является ключевым фактором производительности.

Для изучения биомеханических и физиологических факторов, связанных со спринтерскими дистанциями в лыжных гонках, была проведена серия экспериментов. В лабораторных условиях на лыжероллерном тредбане были определены валовая эффективность, МПК и максимальная скорость. Модифицированный метод оценки валовой эффективности (тест с постепенно увеличивающейся нагрузкой) показал, что относительные аэробные и анаэробные механизмы энергообеспечения составили 82 % и 18 % соответственно, с кислородным долгом 45 мл/кг. Время и производительность на дистанции в значительной степени объясняются валовой эффективностью (53 %), скоростью потребления кислорода (30 %) и кислородным долгом (15 %). Это подчеркивает необходимость более глубокого анализа тренировочных стратегий, направленных на снижение энергозатрат и повышение валовой эффективности.

В другом исследовании были изучены метаболические реакции и темповые стратегии в четырех последовательных лыжных забегах. Первые и последние забеги были самыми быстрыми (по 228 с.) и характеризовались высоким вкладом анаэробных источников энергии, в то время как средние значения скорости потребления кислорода были схожи во всех забегах. Индивидуальные различия в производительности объяснялись в основном вариациями кислородного долга (69 %). На протяжении всех забегов лыжники использовали положительную темповую стратегию. При движении в подъем уровень метаболизма был значительно выше (~ 30 %) по сравнению с равнинными участками, что указывает на нерегулярное производство анаэробной энергии. Важными факторами для успешного выполнения забегов являются быстрый старт и высокий уровень мощности во время движения в подъем, что снижает флуктуации скорости и общее воздушное сопротивление.

Исследователи также изучили физиологические детерминанты спринтерской и стайерской результативности у элитных лыжников. Они отметили, что ни одно исследование не установило, какие физиологические возможности определяют уровни результативности на спринтерских и стайерских дистанциях. В своем исследовании они соотнесли физиологические показатели с результатами на спринтерских и стайерских дистанциях, используя FIS-очки (рейтинговые очки международной лыжной федерации).

Результаты исследования показывают, что пиковая мощность верхних и нижних конечностей имеет положительную корреляцию с результатами в спринте (r = 0,68 и -0,47, P <0,05), однако не связана с результатами на стайерских дистанциях. Максимальное потребление кислорода (МПК) коррелирует с результатами на стайерских дистанциях (r = -0,70, P <0,05), но не с результатами в спринте. Не было обнаружено значительных корреляций между общей эффективностью и очками FIS как в спринте, так и на стайерских дистанциях. Уровень результативности на стайерских дистанциях также коррелирует с уровнем лактата в крови и респираторным коэффициентом на субмаксимальных скоростях (r = 0,73; P <0,05). Антропометрические параметры не показали корреляции с результативностью в спринте и на стайерских дистанциях.

Таким образом, взрывная сила, измеряемая как пиковая мощность конечностей, связана с производительностью в спринте, в то время как высокие максимальные аэробные способности и низкие анаэробные возможности во время субмаксимальной работы на лыжероллерах коррелируют с результативностью на стайерских дистанциях.

В биомеханике лыжных гонок наблюдается растущее внимание к эффективности движений. Для успешного преодоления соревновательных дистанций лыжники должны уметь адаптироваться к различным скоростям (от 5 до 70 км/ч) и рельефам (от -20 % до 20 % уклона). Для этого лыжники постоянно меняют и адаптируют свои техники, используя 9 различных стилей классического и конькового хода. В спринтерской гонке на 1,5 км лыжники меняют стиль около 30 раз, в то время как на длинных дистанциях таких переходов может быть сотни, что выделяет лыжные гонки среди других олимпийских видов спорта.

В коньковом и классическом стилях для увеличения длины цикла на высоких скоростях требуется больше усилий для создания движущей силы. Одной из ключевых стратегий для увеличения продолжительности цикла является более эффективное отталкивание палками, которое включает преактивацию и растяжение мышц, а также активное снижение центра тяжести для достижения большей пиковой силы на ранних этапах цикла. В связи с этим были разработаны более скоростно-силовые техники, такие как дабл полинг (double poling) — модификация одновременного бесшажного хода с укороченной фазой отталкивания, а также попеременный двухшажный ход в низкой стойке с махами руками, которые применяются на равнинных участках.

На крутых подъемах лыжники увеличивают скорость цикла, сохраняя его длину, используя инновационные техники, такие как «попеременный двухшажный коньковый ход» и «прыжковый вариант одновременного двухшажного хода». В последнее время также возросло внимание к холмистым участкам трассы, особенно к поворотам на подъемах, где быстрые лыжники применяют ускоряющие техники.

Ученые провели анализ биомеханики и скорости движений в лыжных гонках с использованием дифференциальной глобальной навигационной спутниковой системы и видеозаписи. Лыжники преодолели 1425 м (2 х 712 м) за 207 секунд, с средней скоростью 24,8 км/ч, применяя различные коньковые ходы. Они использовали стратегию темпа с быстрым стартом и последующим замедлением, при этом первый круг был пройден на 2,9 % быстрее, чем второй. МПК оказалась связанной со способностью поддерживать скорость на подъеме, и самые быстрые лыжники использовали G3 чаще, чем G2. Кроме того, максимальная скорость на коротких дистанциях (50 и 20 м) с использованием ходов G3 и дабл полинга значительно влияла на производительность и время спринта.В своем следующем эксперименте ученые рассмотрели влияние возрастающей скорости (умеренная, высокая и максимальная) на биомеханику при передвижении в подъем классическим попеременным двухшажным ходом и елочкой. Исследование показало, что при передвижении на лыжах в подъем (7,5 °) попеременным двухшажным классическим ходом у лыжников увеличилась скорость цикла и продолжительность цикла от умеренной до высокой скорости; на максимальной скорости скорость цикла увеличилась, и длительность цикла уменьшилась. С повышением скорости отталкивание и скольжение одновременным бесшажным ходом стало постепенно короче. Скорость отталкивания палками и развиваемая сила ног с повышением скорости увеличивалась. Значительно больше была развиваемая сила ног при передвижении по снегу по сравнению с предыдущими результатами для лыжероллеров, хотя пиковая сила была одинакова в обоих случаях. Самые быстрые лыжники проявляли большую пиковую силу ног в более короткий отрезок времени.

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

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

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

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

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

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

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