В диссертации Р. Рейда слово pumping в различных словосочетаниях встречается 40 раз в трёх разделах. Пампинг рumping 17 раз, п. вверх pumping up (up-pumping, up-pumps) 9 раз, п. вниз, pumping down (down-pumping, down-pump) 7 раз, движение пампинга, p. actions, вертикальный п., vertical p. - по 2 раза, стратегия п., p. strategies, движения пампинга, p. motions, техника п., p. technique по 1 разу.
Я не очень понимаю, как переводить pumping down, поначалу думал, что это связано с уменьшением кинетической энергии, что-то типа «откачки» или «дэмпинга», «демпфирования», но потом решил, что в любом случае пампинга (р. up, down) речь идёт об увеличении кинетической энергии, а отличие заключаются в увеличении или уменьшении расстояния DAJC (расстояния между цм и лодыжкой внешней ноги) в различные моменты поворота.
Перевёл без пропусков тексты из 3 разделов, в которых упомянут пампинг. Один раздел перевёл частично, стр. 70-73, второй раздел тоже частично, стр. 84-87, третий раздел полностью, стр. 331-334. Трудно переводить более-менее литературно и одновременно очень близко к исходному тексту, основываясь на основном смысле фразы. Некоторые фразы мне не до конца понятны, поэтому я решил после каждого переведённого абзаца помещать исходный абзац для упрощения сверки с оригиналом.
Некоторым открытием для меня был раздел 7, где описано несколько способов увеличения кинетической энергии с помощью работы мышц, в т.ч. и пампинг. Указана величина вклада мышечных усилий в увеличение кинетической энергии – около 3%. Непонятно, каким образом была достигнута такая точность измерений, поскольку точность разных экспериментальных графиков у Рейда составляет около 10 %. Возможно, это чисто теоретические расчёты без трения (как и в случае с пампингом), возможно эти расчёты приведены в других частях диссертации.
После перевода я не изменил своего отношения к пампингу на лыжах и разделяю приведённое в диссертации мнение Супей и Броди, что «после того, как лыжник наберет скорость на трассе, время прохождения может быть скорее связано с тем, как не терять слишком много энергии во время поворота, а не с тем, как увеличить энергию на некоторой части поворота.».
Роберт С. Рейд, Кинематическое и кинетическое исследование техники слалома, диссертация норвежской школы исследования спорта, 2010.
Robert C. Reid, A kinematic and kinetic study of alpine skiing technique in slalom 2010 г. dissertation from the Norwegian school of sport sciences, 2010.
Глава 3. Механика поворота
Chapter 3. Mechanics of Turning
3.3 Механика действий лыжника
3.3 The mechanics of skier actions
Вертикальная работа
Vertical actions
Примеры вертикальной работы лыжника
Examples of Skier Vertical Action
Перевод части раздела на стр. 70-73
Описано два типа движений, с помощью которых лыжник может увеличить скорость в повороте за счёт мышечных усилий. Первый способ, описанный Такахаши и Ёнеяма (2001; 2002), заключается в движении конькового типа в первой половине поворота. При таком движении компонента силы реакции ускоряет лыжника вниз по склону. Для этого лыжник и лыжи должны иметь расходящиеся траектории (Броди и др., 2008), что обычно выполняется в первой части поворота. Хотя существует вертикальная компонента, это движение вполне может быть классифицировано как боковое, зависящее от наклона лыжника в процессе движения коньком.
Two mechanisms have been proposed of how skiers may, through their muscular work, increase their speed when turning. The first type of action, described by Takahashi & Yoneyama (2001; 2002), consists of a skating-type motion in the first half of the turn where a component of the reaction force acts to accelerate the skier down the hill. To accomplish this, the skier and skis must have divergent trajectories (Brodie et al., 2008) which they normally do in the first portion of the turn. Although there will be some vertical component, this action could have just as easily been classified as a lateral action, depending on the skier’s inclination at the time of the skating motion.
Второй тип движений, используемый для увеличения скорости, пампинг , был первоначально описан Луи и Мот (1982,1983), а позднее Линд и Сандерс (2004). В сущности эти движения представляют собой пампинг вверх и вниз в определенных точках цикла поворота. В своей работе Луи и Мот использовали численное моделирование скольжения лыжника прямо вниз вдоль линии падения волнистой поверхности с целью изучения влияния различных стратегий пампинга. Они предсказали, что лыжники могут увеличивать свою скорость по сравнению с той, которую обеспечивает гравитационное ускорение при спуске по волнистой поверхности, за счет вертикальных движений пампинга в сочетании с передне-задним отклонением.
The second type of action used to increase speed is referred to as pumping and was originally described by Louie and Mote (1982) and Mote and Louie (1983) and late again by Lind and Sanders (2004). In essence, this action consists of pumping up and down at certain points in the turn cycle. Louie and Mote’s original work used a numerical simulation of a skier gliding straight down the fall line through undulating terrain to examine the effect of different pumping strategies. Their work predicted that skiers can increase their velocity over that which the gravitational acceleration provides when descending over undulating terrain by vertical pumping actions combined with fore/aft rocking.
В частности, моделирование Луи и Мот показало, что пампинг вверх и отклонение назад, в точках, когда нормальная компонента силы реакции максимальна, увеличивает скорость лыжника. Наоборот, пампинг вниз и отклонение назад приводят к уменьшению скорости. В зависимости от того, когда происходит пампинг вниз, это снижение может быть минимизировано. Луи и Мот пришли к выводу, что лучшая стратегия для увеличения скорости - это пампинг вверх и отклонение назад в те моменты времени, когда нормальная сила реакции была бы наибольшей при движении без пампинга. Так же увеличивает скорость пампинг вниз и отклонение вперёд в моменты времени, когда нормальная сила при движении без пампинга была бы наименьшей.
In particular, Louie and Mote’s simulation predicted that up-pumping and rocking back when the normal component of the reaction force is greatest increases the skier’s velocity. Conversely, down-pumping and back-rocking results in a decrease in velocity although, depending on when the down-pump occurs, the decrease can be minimized. Louie and Mote concluded that the best strategy to maximize velocity is to up-pump and rock back at times when the normal reaction force would be greatest without pumping, and to down-pump and rock forward at times when the normal force without pumping would be least.
Работа Луи и Мот заключалась в прямом спуске по волнистой поверхности. Не совсем ясно, как механика пампинга в этой модели прямого спуска может быть преобразована в механику поворота. Чтобы объяснить, как мышечная работа лыжника во время пампинга вверх при повороте может быть преобразована в повышение скорости, Линд и Сандерс (2004) использовали модель лыжника, скользящего по рельсам без трения и выполняющего серию поворотов. В этой упрощенной модели кинетическая энергия вращения лыжника (T) в любой точке его траектории определяется уравнением:
T = I ω ω / 2 [3.10]
Где I - момент инерции лыжника относительно оси вращения, а ω - его угловая скорость (Оганян и Маркерт, 2007). Учитывая, что угловой момент (момент импульса) лыжника L=Iω и умножая правую часть уравнения [3.10] на I/I, получаем уравнение, связывающее кинетическую энергию вращения лыжника, угловой момент (момент импульса), и момент инерции (Линд и Сандерс, 2004):
T = L L / (2 I) [3.11]
Louie and Mote’s work was done when straight running through rolling terrain. So, it is not immediately clear how the mechanics of pumping in this straight running model might translate to turning mechanics. To explain how a skier’s muscular work during an up-pump when turning can be transformed into increased speed, Lind and Sanders (2004) used a model of a skier sliding along frictionless rails through a sequence of turns. In this simplified model, the skier’s rotational kinetic energy (T) at any point along her trajectory is given by the equation:
T = I ω ω / 2 [3.10]
where I is the skier’s moment of inertia about the axis of rotation and ω is her angular velocity (Ohanian & Markert, 2007). Considering that the skier’s angular momentum (L) is equal to Iω , and by multiplying the right-hand side of Equation [3.10] by I/I, the following equation relating the skier’s rotational kinetic energy, angular momentum, and moment of inertia can be obtained (Lind & Sanders, 2004):
T = L L / (2 I) [3.11]
Если лыжник в какой-то момент в процессе поворота задействует мышцы, чтобы переместить свой центр масс к центру поворота, его момент инерции I уменьшится. Поскольку в этой упрощённой модели предполагается, что на лыжника не действуют внешние моменты, изменяющие его угловой момент, то уменьшение момента инерции приведет к увеличению его кинетической энергии вращения в соответствии с уравнением [3.11]. Численно это увеличение будет равно механической работе мышц лыжника против инерционной центробежной силы (Луи и Мот, 1982; 1983) и, таким образом, может быть предоставлено:
DT = (mvv/r) d [3.12]
где m - масса лыжника, v - его тангенциальная скорость, r - радиус поворота, d - расстояние, на которое лыжник толкает свой центр масс к оси вращения (Линд и Сандерс, 2004). Если пампинг вверх выполняется, когда силы во время поворота велики, даже относительно небольшое смещение центра масс может привести к существенному увеличению кинетической энергии.
If the skier, at some point during the turn, uses her muscles to extend and move her center of mass towards the center of the turn, her moment of inertia I will decrease. Since, by definition in this simplified model, no external torque acts on the skier to change her angular momentum, this decrease in moment of inertia will result in an increase in her rotational kinetic energy following Equation [3.11]. The magnitude of this increase will be equal to the mechanical work the skier’s muscles do against the inertial, centrifugal force (Louie & Mote, 1982; Mote & Louie, 1983) and can thus be given by:
DT = (mvv/r) d [3.12]
where m is the skier’s mass, v is her tangential velocity, r is her turn radius, and d is the distance the skier pushes her center of mass towards the axis of rotation (Lind & Sanders, 2004). If the up-pump action is carried out when the forces during the turn are high, even a relatively small displacement of the center of mass can result in a substantial increase in kinetic energy.
Не смотря на то, что Линд и Сандерс (2004) объяснили механику пампинга вверх как части пампинга, они не изучали пампинг вниз и передне - заднее отклонение, описанные в работах Луи и Мот ( 1982; 1983). Если приложить к повороту расчёты Луи и Мот и учесть при этом объяснения механики пампинга вверх Линда и Сандерса, можно предположить, что стратегия пампинга, которая максимизирует скорость лыжника, состоит в том, что лыжник, во-первых, выполняет пампинг вверх и отклоняется назад , когда центростремительная компонента силы реакции снега максимальна и лыжник отклоняется к центру вращения и, во-вторых, выполняет пампинг вниз и отклоняется вперёд, когда центростремительная составляющая силы реакции снега минимальна.
Although Lind and Sanders (2004) explained the mechanics of the up-pump portion of pumping, they did not examine the down-pump or fore/aft rocking components of Louie and Mote’s predictions (Louie & Mote, 1982; Mote & Louie, 1983). If one were to translate Louie and Mote’s findings to turning situations, and take into account Lind and Sanders explanation of the up-pump mechanics, this would suggest that the pumping strategy that best maximizes skier velocity will be one where the skier (1) up pumps and rocks back when the centripetal component of the snow reaction force is greatest and the skier is inclined towards the center of rotation and (2) down-pumps and rocks forward when the centripetal component of the snow reaction force is least.
Однако, ведутся споры о том, насколько механика пампинга применима на практике. Например, Супей (2003) утверждает, что любое преимущество, которое можно получить от пампинга, будет небольшим, и оно будет перевешено увеличением силы трения и сопротивлением воздуха. Аналогичным образом, Броди и др. (2008) признают, что существует возможность увеличения скорости во время поворота, но предполагают, что пампинг может иметь другие вредные побочные эффекты, такие как повышенное проскальзывание лыж, потеря баланса или ухудшение времени проезда. Поэтому они предполагают, что после того, как лыжник наберет скорость на трассе, время прохождения может быть скорее связано с тем, как не терять слишком много энергии во время поворота, а не с тем, как увеличить энергию на некоторой части поворота.
There is some debate, however, as to what extent pumping mechanics are applicable in reality. For instance, Supej (2003) argues that any benefit one might gain from pumping will be small and normally outweighed by increases in friction and wind drag forces. Similarly, Brodie et al. (2008) acknowledge that there is a possibility to increase speed during the turn, but suggest that pumping may have other, detrimental side effects, such as increased ski slippage, loss of balance, or poor timing. They therefore speculate that, after a skier has come up to speed on the course, performance may be a question more of how not to lose too much energy during the turn, rather than how to gain energy at a certain part of the turn.
3.4 Изучение дижений лыжника
3.4 Research on skier actions
Движения лыжника
Skier actions
Вертикальная работа лыжника
Skier vertical action
Перевод части раздела на стр. 84-87
На основании результатов исследования вертикальной работы элитных слаломистов Супей с соавторами (Супей, Куговник, Немец, 2004, 2005) выделили техники одинарного и двойного движения, основанные на изменении расстояния между центром масс и лодыжкой внешней ноги (Distance between the center of mass and the outside Ankle Joint Center -DAJC). Как следует из названия, техника одинарного движения связана с одинарным циклом увеличения DAJC от начала поворота до его середины, а затем уменьшения DAJC от середины поворота до его конца. Это движение подобно описанному Фриком и др. (1997), который изучал слаломистов. Техника двойного движения включает в себя два цикла увеличения DAJC в течение поворота. Авторы предположили, что техника одинарного движения эффективнее из-за лучшего контакта с поверхностью снега, уменьшения пиковых значений сил реакции снега и того, что лыжник находится в более выпрямленном положении, которое является предпочтительным с т.з. сопротивления силам, возникающим в повороте.
Based on the results of a series of investigations looking at the vertical actions of elite slalom skiers, Supej and colleagues (Supej, Kugovnik, & Nemec, 2005b; Supej et al., 2004) and Kugovnik et al. (2004, 2005) differentiated between single- and double motion techniques based on changes in the distance between the center of mass and the outside ankle joint center (DAJC). As its name implies, the single-motion technique is associated with a single cycle of increasing DAJC from the start of the turn to the middle, and then decreasing DAJC from the middle of the turn to the end, a motion similar to that described by Frick et al. (1997) in their study of slalom skiers. In contrast, the double-motion technique involves two cycles of increasing DAJC over the course of the turn. They hypothesized that the single-motion technique is more conducive to performance due to better contact with the snow surface, lower maximal ground reaction forces, and the skier being in a more extended position conducive to resisting forces in the turn.
Супей и др. (2004) сравнили между собой техники одинарного и двойного движения с помощью численного моделирования. Они рассчитали 4 слаломных поворота с расстоянием 13 м между воротами, стоящими в коридоре шириной 2.5 м на 20º склоне. Основываясь на движении центра масс в соответствии с каждой из техник, они вычислили силы реакции опоры и обнаружили как повышенные значения минимальных сил (меньше разгрузка), так и уменьшенные значения максимальных сил при технике одинарного движении. Чтобы проверить влияние техники одиночных и двойных движений на время прохождения трассы в реальных условиях, Куговник и др. (2004, 2005) измеряли время четырех лыжников высокого уровня на 3 разных трассах (разные расстояния между воротами и уклоны), чередуя технику одиночных и двойных движений. Они обнаружили, что от 74 до 86% попыток на каждой трассе были быстрее при использовании техники одиночного движения.
In a numerical simulation, Supej et al. (2004) compared the single- and double-motion techniques through four slalom turns with a 13 m linear distance between gates and a 2.5 m offset on a 20º slope. Based on the center of mass motion using each technique, they derived the ground reaction forces and found both higher minimum forces (less unweighting) and lower maximum forces for the single-motion technique. To test the effects of single- and double-motion techniques on performance in the field, Kugovnik et al. (2004, 2005) timed four high-level skiers on 3 different courses (different gatedistances and slopes) alternating between the single- and double-motion techniques. They found that between 74 and 86% of the trials on each course were faster using the single-motion technique.
Выше было высказано предположение, что лыжники могут увеличивать свою скорость за счет мышечной работы при вертикальном пампинге (Линд, Сандерс, 2004; Луи, Мот, 1982, 1983 ) (см. стр.70). Для исследования такой возможности Kaгава и Ёнеяма (2001) создали упрощенную двумерную численную модель лыжника на монолыже и исследовали влияние движения центра масс на скорость спуска. В этой модели не учитывались эффекты трения лыж и сил сопротивления воздуха, поэтому моделировались только сила тяжести и боковая проекция силы реакции. Они сравнивали пассивную модель с активной, в которой лыжник отталкивался от снега в направлении вовнутрь поворота. Они вычислили, что активная модель была быстрее, несмотря на то, что различия в положении центра масс были небольшими, и сделали заключение, что ускорение лыжника в направлении линии падения было пропорционально ускорению центра масс лыжника от центра лыжи при пампинге. Это хорошо согласуется с работой Луи и Мот, которые выяснили, что увеличение кинетической энергии лыжника было пропорционально ускорению центра масс во время пампинга вверх .
As previously presented, it has been suggested that skiers can contribute to their speed through their muscular work in vertical pumping (Lind & Sanders, 2004; Louie & Mote, 1982; Mote & Louie, 1983) (see p. 70). To investigate this possibility, Kagawa and Yoneyama (2001) created a simplified 2-dimensional numerical model of a skier on a mono-ski and examined the effect of center of mass motions on skiing velocity. This model neglected the effects of ski friction and wind drag forces, so that only the gravitational force and the lateral component of the reaction force were modelled. They compared a passive model with an active one where the skier pushed on the snow towards the inside of the turn. They found that the active case was faster, even though center of mass position differences were small, and reported that the skier’s acceleration in the fall-line direction was proportional to the acceleration of the skier’s center of mass from the ski’s center during pumping. This corresponds well with the work of Louie and Mote who found that the increase in skier kinetic energy was proportional to the center of mass acceleration during the up-pump portion of pumping.
Пренебрежение трением между лыжами и снегом в этом исследовании, а также в работах Линда и Сандерса (2004) - это недостаток (ограничение), поскольку, на что указывает Супей (2003), давление, оказываемое таким образом на снег, скорей всего увеличивает тормозящую (фрикционную) компоненту силы реакции снега. И если увеличение трения превышает выигрыш, такая техника может быть контрпродуктивной. Где находится баланс, зависит от разных причин, в частности от снега и состояния поверхности.
The elimination of ski-snow friction in this study—as well as in the work of Lind and Sanders (2004)—is a limitation because, as Supej (2003) points out, pushing on the snow in this manner is likely to increase the friction component of the snow reaction force. And if increases in friction are greater than the benefit, such a technique could be counter-productive. Where the balance lies is likely to be dependent upon, among other things, snow and terrain conditions.
В своей неопубликованной работе Хофф (1997) изучал влияние вертикальных движений лыжника на время прохождения трассы при движении прямо вниз по серии перекатов в ситуации, аналогичной численной модели в работе Луи и Мот (1982,1983). Лыжников просили изменить моменты времени выполнения (тайминг) вертикальных движений в трёх разных условиях катания: (1) толкаться на плоском, (2) толкаться на крутом (3) ехать с максимально возможной для себя скоростью. Было обнаружено улучшение времени проезда на 5-10% за время 8 секунд, когда лыжники толкались на крутых участках перекатов, что подтверждало выводы Луи и Мот. Так же как и в случае с ограничением исследования Луи и Мот (мат. модель движения вниз по волнистой наклонной поверхности – прим. перев.), трудно обобщить эти результаты на резаные повороты.
In an unpublished study, Hoff (1997) examined the effect of skier vertical actions on performance time when skiing straight down a series of rolls, a situation similar to that modelled in the original Louie and Mote study (Louie & Mote, 1982; Mote & Louie, 1983). Skiers were asked to change the timing of their vertical actions according to three сonditions: (1) pushing on the flats, (2) pushing on the steeps, and (3) skiing as fast as they can. The found a 5 to 10 % improvement in performance time over 8 seconds when skiers pushed on the steep portions of the rolls, confirming Louie and Mote’s findings. But similar to the limitation of the Louie and Mote study, it is difficult to generalize these findings to turning.
Были проведены измерения, которые подтверждают, что лыжник может увеличить свою скорость за счет мышечной работы вертикального пампинга. Броди,Уолмсли и Пейдж (2008, 2009) использовали разработанную ими систему записи движения на основе GPS для описания кинематики и кинетики опытного лыжника , едущего по трассе гигантского слалома, состоящей из 10 ворот. Они фиксировали увеличение мощности силы реакции опоры, возникающей вблизи апекса некоторых поворотов, что указывает на то, что сила реакции опоры способствовала ускорению лыжника. В то же время они скептически отнеслись к общей применимости техники пампинга вследствие возможных отрицательных последствий движений пампинга, таких как повышенное сопротивление воздуха или потеря баланса.
One investigation has made measurements that may give an indication that the skier is in fact able to increase his speed through the muscular work of vertical pumping. Brodie, Walmsley, and Page (2008, 2009) used their recently developed GPS-based motion capture system to describe the kinematics and kinetics of a skilled skier completing a 10-gate giant slalom course. They observed positive ground reaction force power occurring around the apex of some turns, indicating that the ground reaction force had acted to accelerate the skier. At the same time, however, they were skeptical as to the general applicability of such a pumping technique due to the potential negative consequences of pumping motions, such as increased air drag or loss of balance.
Глава 7. Обсуждение
Chapter 7. Discussion
7.5 Механическая энергия лыжника
7.5 Skier mechanical energy
Увеличение кинетической энергии лыжника
Skier kinetic energy gains
Перевод всего раздела на стр. 331-334
При обычных условиях спуска на лыжах, как сила тяжести, так и сила реакции снега могут увеличивать кинетическую энергию лыжника. Для оценки относительного вклада каждой из этих сил в увеличение кинетической энергии лыжника была вычислена положительная работа каждой из сил по её мощности.
In normal skiing conditions, both the gravitational force and snow reaction force may act to increase skier kinetic energy. To estimate the relative contributions of each of these forces towards skier kinetic energy gains, the positive work of each force was calculated from the force powers.
Увеличение кинетической энергии лыжника зависело в основном от силы тяжести, в то время как вклад силы реакции снега был менее 3% на обеих трассах. Это не удивительно при умеренной крутизне склона 19 ° и при том, что в эксперименте измерялись параметры движения лыжников после того как они набрали предельную скорость и выполняли однотипные ритмичные повороты.
Increases in skier kinetic energy were primarily a function of gravitational force power, with the reaction force contributions being less than 3 % on both courses. This is not a surprising result taking into consideration the moderately steep terrain (19º) and the fact that the experimental set-up was designed so as to capture the skiers when they were up to speed and making uniform, rhythmical turns.
Несмотря на небольшой вклад в кинетическую энергию лыжника, интересно было бы понять условия, при которых происходит увеличение энергии лыжника по сравнению с энергией, создаваемой силой тяжести. Это небольшое увеличение энергии, зафиксированное в виде отрицательной энергии диссипации (EDISS) и ассоциируемое с положительной мощностью силы реакции снега, возникало при перекантовке на 10 метровой трассе и сразу после перекантовки на 13-метровой трассе. Этот вывод аналогичен выводу Супей (2008), который полагал, что отрицательная энергия диссипации обычно происходит при транзите между поворотами. Важно отметить, что приблизительно в эти моменты времени центр масс, совершая перемещение в вертикальном направлении, находится на максимальном удалении от поверхности снега (Z′COM). Этот тайминг может быть доказательством в отношении рассматриваемого механизма.
Despite the small contributions to skier kinetic energy, it is interesting to try and understand the situations in which skier energy gains are greater than that contributed by the gravitational force. These small energy gains, indicated by negative energy dissipation (EDISS) and associated with positive snow reaction force powers, occurred at the Switch on the 10 m course and just following the Switch on the 13 m course. This finding is similar to Supej (2008) who reported that negative energy dissipations typically occur about the transition between turns. It is perhaps significant to note that these time points coincide approximately with the top points in the center of mass vertical motion orthogonal to the snow surface (Z′COM). This timing may provide evidence as to the mechanism.
Существует несколько способов, с помощью которых мышечная работа лыжника может способствовать увеличению его кинетической энергии на этой части цикла поворота. Один способ может быть связан с отклонением лыжника вперёд-назад в переходе между поворотами. Объяснением небольшого увеличения энергии лыжника, не зависящего от силы тяжести, может быть использование лыж и ботинок как опоры на снежной поверхности для активного вытягивания себя вперед. (вероятно, имеется в виду классический импульс, толчок в начале поворота, опережающее движение корпусом – прим. перев.) Этот способ может применяться при небольшом отклонении центра масс от вертикали, что происходит при перекантовке, и может быть объяснением положительной мощности силы реакции, наблюдаемой на 10 м трассе. С учётом того, что темп движений на 10 м трассе выше, что обусловлено более короткой продолжительностью цикла поворота, не удивительно, что лыжники на 10 м трассе более активно перемещались вперёд-назад по сравнению с 13 м трассой.
There are several possible mechanisms whereby skier muscular work could have contributed to an increase in kinetic energy at this portion of the turn cycle. One possibility could be related to skier fore/aft actions through the transition between turns. Using the base of support that his boots and skis provide against the snow surface to actively pull himself forward may be one explanation for the small increases in skier energy not accountable for by gravity. This mechanism could take place even when center of mass inclination is low, such as during the Switch, and might therefore be an explanation for the positive reaction force powers observed on the 10 m course. With the increased movement tempo associated with the shorter turn cycle duration on the 10 m course, it would not be surprising if skiers were required to be more active in their fore/aft movement than on the 13 m course.
Второй способ увеличения лыжником своей энергии может быть связан с тем, что в начале наклона в поворот в фазе инициации он оказывает давление на снежную поверхность в процессе продвижения в поворот. Этот способ аналогичен движению конькового хода, описанному Такахаши и Йонеяма (2001, 2002) и Броди и др. (2008). Такой механизм может объяснить положительную мощность силы реакции, зафиксированную на 13-м трассе. Это хорошо согласуется с очень быстрым увеличением расстояния между центром масс и лодыжкой внешней ноги (DAJC), наблюдаемом на 13-м трассе в этой части поворота (см. рис. 6.23).
Once the skier is inclined into the turn during the Initiation Phase, a second mechanism of skier induced energy increase could be associated with the skier pushing on the snow surface as he extends into the turn. This is a similar mechanism to the skating motion described by Takahashi & Yoneyama. (2001, 2002) and Brodie et al. (2008). Such a mechanism might explain the positive reaction force powers observed on the 13 m. Interestingly, this does seem to correspond well with the particularly rapid increases in the center of mass to outside ankle joint center distances (DAJC) observed on the 13 m course during this part of the turn cycle (see Figure 6.23).
Третий возможный способ увеличения механической энергии лыжником - это пампинг , описаный Луи и Моте ( 1982, 1983) и Линдом и Сандерсом (2004). Предпологается, что пампинг возникает, когда центростремительная проекция силы реакции снега велика, то есть, согласно этому исследованию, значительно позднее момента времени, при котором в повороте наблюдается положительная мощность силы реакции. Тайминг двойного движения, наблюдаемого в изменении DAJC в процессе поворота на 13 - м трассе, лучше совпадает с пампингом, описанным Луи и Моте.
A third possible mechanism for skier induced mechanical energy increases is pumping as described by Louie and Mote (Louie & Mote, 1982; Mote & Louie, 1983) and Lind and Sanders (2004). However, pumping would normally be expected to occur when the centripetal component of the snow reaction force is large, much later in the turn cycle than when the positive reaction force powers were observed in this investigation. The timing of the double motion observed in DAJC during the Turn Phase on the 13 m course coincides better with the pumping action described by Louie and Mote.
Большая отрицательная мощность силы реакции была зафиксирована на этой части поворота. Это противоречит исследованиям Броди и др. (2008) которые измерили положительную мощность силы реакции в активной фазе поворота при изучении гигантского слалома. Тот факт, что лыжники сохраняли баланс энергии в рассматриваемых поворотах, свидетельствует о том, что пампинг мог быть неэффективным в данной ситуации, при которой гравитация была доминирующей в энергетическом взаимодействии. Можно ожидать большего вклада пампинга на более пологих участках, чем рассматриваемые в этой работе, на которых вклад силы тяжести в увеличение кинетической энергии лыжника снижается. Увеличение лыжником кинетической энергии посредством таких действий, как пампинг, является аспектом техники, требующего дальнейшего изучения.
However, only large, negative reaction force powers were measured during this portion of the turn cycle. This is in contrast to Brodie et al. (2008) who measured positive reaction force powers through the Turn Phase in a study of giant slalom. The fact that skiers were in balance energetically through the analyzed turns suggests that pumping may not have been advantageous in the investigated situation where gravity dominated the energy interactions. One might expect the contribution of pumping to be greater on flatter courses than the one investigated here, where the contribution of gravity to increases in skier kinetic energy are reduced. Skier contributions to kinetic energy gains, through actions such as pumping, are an aspect of technique in need of further investigation.
Ограничением обсуждения является то, что скорость ветра не измерялась в процессе сбора данных, исследователи субъективно сообщали об отсутствии ветра. Как было описано выше, для расчёта силы сопротивления воздуха при измерениях предполагался небольшой постоянный встречный ветер, зависящий от местных условий. Несмотря на это предположение, единственный правдоподобный механизм, объясняющий отрицательную энергию диссипации, которую нельзя определить из данного исследования, заключается в том, что попутный ветер увеличивает кинетическую энергию лыжника. Эта проблема указывает на важность измерения сопротивления воздуха в будущих исследованиях.
A limitation in this discussion is the fact that wind conditions were not measured during the data collection, although the investigators subjectively reported wind-still conditions. As described earlier, it was assumed that there was a small, constant head wind for the air drag force calculation based on the local environmental conditions during data collection. Despite this assumption, one plausible mechanism explaining the negative energy dissipations, which can not be ruled out in this study, is that a tail wind acted to increase skier kinetic energy. This problem points to the importance of measuring wind conditions in future investigations.
Пост создан из нескольких сообщений на форуме.
