Статья затрагивает вопросы "тонкой настройки техники", которые в целом замалчиваются тренерским и инструкторским сообществом. Но она будет полезна также начинающим и совершенствующимся лыжникам. В любом случае она дает правильный вектор движения в освоении техники горных лыж
В 2022 году работе «Influence of Turn Cycle Structure on Performance of Elite Alpine Skiers Assessed through an IMU in Different Slalom Course Settings» было экспериментально установлено, что небольшие различия в структуре цикла поворотов, а именно, различия в длительности фазы безопорного транзита INI, играют решающую роль в улучшении временных характеристик спуска лыжника в трассе слалома. Эти различия, незаметные невооруженному глазу, могут быть зафиксированы с помощью не очень дорогого портативного оборудования. И это может быть использовано тренерами – практиками для контроля техники спортсменов во время тренировок.
Теоретически это было предсказано в моей статье, которая была размещена еще в 2014 году на сайте ski.ru. Однако только в 2022 году, в упомянутой выше статье, были опубликованы данные прямого эксперимента, которые полностью подтвердили мои теоретические выводы 2014 года.
В моей статье показано, что идеальный теоретический резаный поворот при спортивных скоростях принципиально состоит из двух фаз: фазы активной дуги (непосредственно поворота вектора скорости центра масс - ЦМ лыжника) и фазы полета лыжника над склоном между активными дугами (фаза безопорного транзита). Вывод о наличие фазы безопорного транзита, как необходимой фазы в парвильном спортивном резаном повороте, был сделан впервые в литературе по горнолыжной технике. Он породил массу споров в различных темах форума ski.ru и не только.
Как следует из моей статьи, длина активной дуги не зависит от скорости лыжника и вообщем от крутизны склона, но зависит от угла закантовки лыж в апексе и каталожного радиуса лыж. Фаза полета увеличивается с увеличением скорости и увилечением крутизны склона. Две полуфазы активной дуги и фаза безопорного транзита между ними должна быть "втиснута" между двумя поворотными вешками трассы. Это можно увидеть (в натуральных пропорциях) на схеме из диссертации Р. Рейда - траектория ЦМ и траектория лыж между двумя поворотными вешками в реальном проезде лыжника уровня национальной сборной с 14 фис баллами.
Фазу активной дуги можно укоротить только путем увеличения угла закантовки лыж в апексе и "чистым исполнением" резаной дуги. Тогда на фазу транзита останется больше места, то есть ее можно сделать длиннее, что повлечет ВОЗМОЖНОСТЬ увеличения скоротси в трассе.
Таким образом, геометрия конкретной трассы и жесткость склона целиком определяет максимальную скорость прохождения этой трассы «идеальным теоретическим» лыжником. Эта максимальная скорость принципиально не может быть превышена никем.
Фактически, ФИС проводит каждый год массовый эксперимент с самыми лучшими лыжниками мира - это Кубок мира (КМ), который все сказанное подтверждает, но никто не анализирует открытые данные с этой точки зрения, ввиду отсутствия теоретической базы.
Рассмотрим данные по времени проезда трассы Леви-блэк победителями соревнований КМ разных лет.
Интересно, что разные лыжники – победители этапа КМ в Леви - проходили трассу слалома с практически одинаковой средней скоростью, которая не превышала 11.5 - 12 метров в секунду. За восемь лет эта средняя скорость не выросла, что указывает на фундаментальные причины, ограничивающие эту скорость.
С учетом развода ворот расстояние между поворотными вешками (от апекса до следующего апекса), которое практически остается неизменным от года к году, составляет на трассе Леви около 10 метров «по прямой». На эту прямую нужно «уложить» две «немного кривые» рабочие полудуги и небольшой «прямой участок» безопорного транзита – это примерная траектория лыж. Это увеличит длину траектории лыж примерно на 10-15 процентов до примерно 11-11.5 метров.
Длина одной полудуги для слаломных лыж при угле закантовки в апексе поворота примерно в 70 градусов составляет примерно 4 метра.
Итого 8 метров на две рабочие полудуги. Остается 3 – 3.5 метра на безопорный транзит. Из 11-11.5 метров общего пути 3-3.5 метра составляет безопорный транзит. Это примерно 30 процентов. Запомним это.
По соответствующему графику, приведенному в моей статье еще в 2014 году можно оценить среднюю скорость лыжника. Она составляет примерно 12-12.5 метров в секунду. Неплохая точность для чисто теоретической работы! Подобную оценку можно сделать для любой достаточно протяженной трассы фисовского слалома, если известна её "геометрия".
Понятно, что ведущие лыжники совершают наиболее близкие к "теоретическим" и наиболее чистые резаные повороты. Очевидео, что у этих лыжников самая короткая длина рабочей дуги и самый длинный транзит, по сравнению с другими, менее успешными участниками. Вместе с тем, очевидно, что укоротить длину рабочей дуги и, следовательно, удлиннить транзит им не удается. Дело в том, что предельный угол закантовки лыж объективно ограничен примерно 72 - 75 градусами, что дает нижнюю границу длины рабочей дуги. Достижение же элитными лыжниками таких углов закантовки в резаном повороте - это челенж даже для них. Об этом я подробно говорил в своем блоге.
В работе «Influence of Turn Cycle Structure on Performance of Elite Alpine Skiers Assessed through an IMU in Different Slalom Course Settings» исследовались проезды по фисовской трассе слалома пятерых элитных горнолыжников имеющих 39,6+/-7,6 баллов Международной федерации лыжного спорта (FIS) в слаломе.
Все лыжники были примерно одинакового возраста, веса и роста (около 21 года, 72 кг, 180 см). Каждый выполнил несколько проездов с максимально возможной скоростью на каждой из двух трасс слалома. Всего было выполнено 77 проездов.
На каждой трассе было выделено по два участка. Всего было выделено четыре участка трасс: полодий склон с крутыми поворотами (FT), крутой склон с крутыми поворотом (ST), полодий склон с отлогими поворотами (FS) и крутой склон с отлогими поворотами (SS).
Впервые в практике исследовались не отдельные повороты, а достаточно большое число однотипных поворотов. Число поворотов на каждом участке было достаточным для применения методов статистического анализа к обработке данных.
Исследователей интересовало влияние соотношения общего времени прохождения участков трассы с общим временем фаз инициации между поворотами (INI). Было установлено, что чем больше доля общего времени фаз инициации (INI) по отношению к всему времени прохождения трассы, тем быстрее лыжник проходит трассу слалома.
В данном работе в цикле поворота исследователи выделяли 2 фазы: фазу руления (STE) и фазу инициации (INI). Фаза руления также делилась на две части: входная фаза руления (STEIN) и фаза руления при выходе из поворота (STEOUT). Если говорить в отечественных терминах, то фаза STEIN – это активная дуга поворота до ЛПС, а фаза STEOUT - это активная дуга поворота после ЛПС. Но это приблизительно. Исследователи указывают, что эти две фазы разделялись моментом прохода створа ворот лыжником. Хотя, если исходить из их данных, то этот момент более похож на момент прохождения апекса поворота.
Также в работе было установлено, что изменение относительной длительности фазы STEIN не оказывало влияния на время прохождения трассы.
Различные исследователи выделяют в цикле поворота от двух до четырех фаз. Однако большинство исследователей сходятся во мнении о принципиальном разделении поворота на две основные фазы: INI - фазу инициации, описываемую как движение между поворотами, при котором «боковые силы» отсутствуют, и фазу руления - STE, характеризуемую как движение центра масс системы лыжник–лыжа по криволинейной траектории под действием «боковых сил». Следует отметить, что в других работах фазу INI делят между двумя поворотами моментом «плоских лыж» на фазу завершения предыдущего поворота и фазу инициации последующего поворота. Но в данной работе не делалось такого разделения.
Фаза INI характеризуется практическим отсутствием "боковой" проекции ускорения ЦМ лыжника на плоскость склона. Фаза STE характеризуется наличием заметной "боковой" проекцей ускорения ЦМ лыжника на плоскость склона. Таким образом, в фазе INI лыжи лыжника не взаимодействуют со склоном, что характерно для фазы безопорного транзита между активными дугами двух поворотов.
Фазы INI и STE определялись посредством прямого измерения ускорения ЦМ лыжника. Их процентное соотношение в среднем составляло примерно 35 процентов к 65 процентам соответственно. Напомню, что чисто теоретическая оценка этого соотношения с точки зрения "пальцевой физики" дало 30 к 70 процентов. Неплохо?
Ускорение ЦМ измерялось с помощью портативного инерциального измерительного устройства (IMU - WIMU, Realtrack Systems, Альмерия, Испания; вес: 70 г; размер: 81 мм 45 мм 15 мм). Использовались сигналы от 3-осевого акселерометра (диапазон: 400 G; частота дискретизации: 1000 Гц) и 3-осевого магнитометра (диапазон: 8 гаусс; частота дискретизации: 100 Гц). IMU также имел гироскоп, барометр и приемник GNSS, которые не использовались в данном исследовании. IMU прикреплялся к нижней части спины лыжников на уровне L4–L5 с помощью регулируемого спортивного ремня из лайкры. Ранее было доказано, что это место находится рядом ЦМ экипированного лыжника и является лучшим местом для оценки движения всего тела и определения скорости изменения вектора скорости ЦМ. Кроме того, это удобное место для лыжников, поскольку они сообщили, что не замечали, присутствия IMU. Оси устройства IMU были определены так, как показано на рисунке 1.
Аналогичные результаты были получены в статье «Kinetic Analysis of Ski Turns Based on Measured Ground Reaction Forces.» в 2010 году. Испытуемые имели примерно такие же рост массу и вес, как и в работе 2022 года. Испытуемыми были три члена национальной сборной по горным лыжам и три профессиональных инструктора. Все они проезжали на лыжах с радиусом 16 метров участок слаломной трассы с расстоянием между воротами 14 метров и горизонтальным разводом 4 метра, состоящий из пяти ворот, установленных на 26 градусном склоне.
Данные были получены непосредственным измерением составляющей силы давления, которую оказывает лыжник на лыжи, перпендикулярно плоскости лыж. Для измерения этой составляющей силы давления использовались специальные стельки. Четко выделялись фазы INI, в которых сила давления на лыжи была равна нулю. То есть прямо фиксировалась фаза безопорного транзита.
Фаза INI была длиннее, а фаза STE была короче у членов сборной. Их скорость была, соответственно выше, чем у инструкторов. Соотношение длительности фаз составляло в среднем 36+/-7 процентов для INI и 64+/-7 процентов для STE. Примерно как и в статье 2022 года.
В заключение статьи 2022 года сказано, что небольшие различия в структуре цикла поворотов невозможно заметить невооруженным глазом, когда лыжник спускается со скоростью более 40 км/ч. Этот незаметный аспект оказался решающим для скорости лыжника в трассе, когда разница между лучшими лыжниками составляет сотые доли секунды. Таким образом, использование устройства IMU расширит кругозор тренера, позволяя выявлять незаметные глазом, но весьма существенные для скорости в трассе недостатки в технике спортсменов высокого уровня.
Статья прямо отвечает на вопрос – Должна ли присутствовать фаза безопорного транзита в спортивном резаном повороте? Или в другой формулировке - Безопорный транзит это ошибка, или это элемент правильной техники? Ответ однозначен – безопорный транзит не просто правильный элемент, но и чем больше его общая доля, тем быстрей лыжник проходит трассу слалома.
Этот вопрос касается одной из самых мутных областей в современной теории горнолыжной техники. Он многократно обсуждался на форумах в разных темах. У меня сложилось впечатление, что в тренерском сообществе существует устойчивое мнение, что безопорный транзит – это техническая ошибка. Тренеры или инструкторы, которые продвигают подобную идею, являются препятствием для роста мастерства спортсменов - лыжников, которые у них тренируются.
Речь в статье, конечно же, идет о лыжниках уровня национальной сборной. Трассой является впрыснутая слаломная фисовская трасса с достаточно небольшим расстоянием между воротами и достаточно большим горизонтальным разводом ворот. То есть трасса, которая «заставляет» лыжника проходить апексы поворотов с максимально возможным углом закантовки – от, примерно, 70 градусов. Но техника таких спортсмены являются идеалом для совершенствующихся. И если совершенствующегося его тренер ведет неверным путем, то тупик неизбежен.
Необходимо отметить, что великолепный практический материал статьи не может скрыть непонимание физики процесса авторами статьи. В статье вообще отсутствует физическое обоснование. Есть только констатация связи длительности фазы INI со скоростью спортсмена в трассе слалома. Не очень понятно что является первичным.
С другой стороны время прохождения трассы измеряется омегой и многие скажут, что её вполне достаточно. Но авторы предложили достаточно простой вариант тотального контроля техники сортсмена тренером и для этого не нужно ставить трассу.
Но самый главный вопрос остается без ответа – что КОНКРЕТНО нужно делать лыжнику, чтобы его фаза активной дуги стала короче? Ведь тогда фаза безопорного тразита удлинится автоматически.
СОВЕШЕНСТВУЮЩИМСЯ лыжникам из материала статьи ("Kinetic Analysis of Ski Turns Based on Measured Ground Reaction Forces". F. Vaverka ) можно извлечь очень полезную информацию о том, как НЕ НУЖНО ДЕЛАТЬ и что является технической ошибкой, которую нужно обязательно исправить если вы хотите улучшить свою технику.
Речь идет о распростаненном мнении, что в конце рабочей дуги нужно разгрузить "старую внешнюю" в повороте ногу и загрузить "новую внешнюю". Речь идет о фактическом "переступании" со старой внешей на новую внешнюю. Так вот, в статье зафиксировано, что в конце рабочей дуги обе ноги у квалифицированных лыжников разгружаются полностью. Более того, внешняя нога в конце рабочей дуги загружена гораздо сильнее, чем внутренняя. Так что ни о каком переступании на внутреннюю ногу речи не идет. Лыжник "переваливается" именно через загруженную внешнюю ногу. Это очень хорошо видно из графика, приведенного в статье:
Видно, что присутствует явная асимметрия между поворотами налево и направо, что достаточно тепично. Кстати, статья была посвящена изучению ИМЕННО асимметрии поворотов лыжников упомянутого уровня - членов национальной сборной, или, в качестве "контрольной группы", профессиональных инструктров.
Переступание на "внутреннюю" в конце рабочей дуги конечно возможно в технике начинающего, но оно приводит в тупик при попытке улучшить технику без исправления этой очень распространенной ошибки.
Очень полезная статья. Автору респект и уважуха.