Изучение динамических показателей выполнения спортивного поворота на спине у высококвалифицированных пловцов

Автор: Евгений Олегович Виноградов
канд.пед.наук¸спортивный функционер
для связи: Vinmanagement@yandex.ru

Анотация.

Высокий уровень и показатель плотности результатов спринтеров в современном плавании сегодняшнего дня характеризует особый подход к выбору стратегии подготовки пловцов. Важнейшую роль в достижении наивысшего результата и конкурентоспособности на дистанциях спринтерских видов, занимает эффективность технических элементов по дистанции и динамическая добротность их исполнения.

Так современные методики выполнения “поворота и выхода” в современном плавании существенным образом расширили базу мнений специалистов о важности реализации и особого внимания в системе подготовке, поиску новых средств оценки и всестороннему изучению кинематических и динамических показателей этих элементов, влияющих на результат.

Своевременность принятия решения в последовательности двигательных действий и высокий уровень координации при выполнении поворота на максимальных и субмаксимальных скоростях обеспечивает пловцу занимать позицию оптимального положения тела с высокой стартовой скоростью выхода на дистанцию.

Для достижения поставленной цели были сформированы следующие задачи: на основе данных научных источников специалистов в области спортивного плавания определить основные показатели и характеристики движения вовремя поворот и выхода; смоделировать биомеханическую структуру и характеристики динамики выполнения поворота в каждой фазе с последующей его количественной оценкой.

Исследования в области подводной видеосъемки пловцов и методов математического считывания движений в последние годы является одним из основных инструментов для персонального роста спортсменов. Индивидуальная оценка характеристики движения и выполнения технических элементов по дистанции для пловцов служит фактором формирования стратегии подготовки к ведущим дисциплинам, что является актуальным в современном плавании. Зачастую пловцы ведут борьбу за тысячные доли секунды на турнирах и крупных Чемпионатах в коротких 25-ти и длинных 50-ти метровых бассейнах на дистанциях спринтерского и среднего типа, где ведущим звеном является техническая составляющая выполнения поворота и выхода.

Безупречно выполненный поворот позволяет сократить это время на 0,2 секунды на одном отрезке. Следовательно, совершенствование техники выполнения поворотов – один из наиболее доступных способов улучшения спортивного результата [8]

На сегодняшний день специалисты и авторы в области спортивного плавания и научного сопровождения предлагают и акцентируют внимание на большом количестве ведущих характеристик техники поворота: кинематические с угловой оценкой постановки ног; связанной оценкой динамометрических и электрокимографических данных; временного контроля контакта с бортиком; гидродинамики лобового сопротивления; силовым значениям отталкивания от бортика и нервно мышечной активации при различных скоростях поворота и т.д.

Авторы считают, что дальнейший анализ, учитывающий взаимосвязь между переменными и производительностью поворота, может обеспечить лучшую поддержку для определения наиболее эффективного варианта поворота [1].

Выше сказанное обуславливает актуальность разработки новых средств контроля, оценки и управления спортивной подготовки у пловцов.

Исследования проводились на базе нескольких бассейнов Санкт-Петербурга и частных спортивных организациях водных видах спорта. Для процесса исследования и считывания данных пловцов применялось: три подводные видео камеры; специализированный пояс со световыми датчиками, расположенном на теле спортсмена; два мобильных устройства для передачи данных в режиме онлайн. В ходе исследований использовалась авторская система подводной видео регистрации и системы математической оценки техники плавания Natatometry1 и Natatometry2. [2].

Период исследования занимал шесть месяцев. В поисковом и констатирующем эксперименте принимали участия 8 пловцов-спинистов квалификации уровня кандидата в матера спорта и мастера спорта.

Результаты проведенных исследований и анализ методик многих авторов по изучению особенностей поворота и выхода у пловцов позволили определить и научно подтвердить особенности кинематических и гидродинамических характеристик техники исполнения поворота и выхода на спине.

По результатам более 50-ти видео регистрации с последующей математической обработкой у пловцов-спинистов были установлены 4 динамические фазы при выполнении скоростного поворота и выхода на спине:

• Фаза «Наплыв - сближение». Начинается фаза с момента перехода пловца с положения на спине в положение на груди, заканчивается в момент начала вращения перед бортиком. Необходимо выделить ведущие компоненты, влияющие на скорость исполнения: Положение корпуса и головы и попадание в поток воды, создаваемой гребущей рукой.

Пловцы должны поддерживать скорость во время фазы приближения к повороту. Медленный подход приведет к большой разнице между скоростью поворота и общей скоростью поворота, в то время как неправильное время вращения приведет к низкому импульсу отталкивания. Незначительные изменения в обтекаемости приводят к измерениям большого сопротивления, которые замедляют скорость скольжения [3].

• Фаза «Сальто- Кувырок» - начинается от момента вращения головы и корпуса у бортика и заканчивается постановкой стоп на стенку бортика. Ведущие компоненты фазы: высокая скорость вращение ног, только после выхода стоп на поверхность воды, прижимание обеих рук к корпусу в начале вращения.

Отсутствие дыхания на последнем гребке позволяет пловцам начинать вращение дальше от стены, тем самым сокращая время поворота [4]

• Фаза «Скольжение-отталкивание» - начинается с момента отталкивания от бортика до момента первого удара ногами способом дельфин. Ведущими акцентами техники необходимо выделить: время непрерывного скольжения и гол атаки корпуса при отталкивании от бортика.

Для максимального снижения сопротивления во время скольжения пловец должен выполнять отталкивание на глубине около 40 см [5].

Наибольший вклад в улучшение времени поворота вносит оптимально сформированный пловцом по времени и скорости нарастания усилий импульс силы при отталкивании от поворотного бортика. Поворот, выполненный с углами сгибания колена между 100º и 120º, обеспечивает более благоприятные пиковые силы для генерации импульсов [6].

• Фаза «Выход-активное движение» - начинается с первого удара ног способом дельфин до момента полного подъема на поверхность.

Ведущие особенности техники исполнения: увеличение мощности каждого последующего удара и сильнее чем предыдущий.

Глубина воды, по-видимому, оказывает положительное влияние на снижение гидродинамического сопротивления во время глиссирования. Увеличение положения на глубине может способствовать уменьшению гидродинамического сопротивления, это уменьшение, по-видимому, происходит с глубиной, особенно после глубины 0,75 м, что позволяет предположить, что выполнение подводного скольжения (и удара ногой дельфина) на глубине более 0,75 м не принесет пользы пловцу [7]

Рисунок 1. Скриншот подводной видео сьёмки с наложением графика внутрицикловой скорости. Кадр 1 – Фиксация 1-й фазы «Наплыв». По оси ординат – время, по оси абсцисс – мгновенная скорость (м/с). Вертикальная линия в центре графика указывает точку на графике, которая соответствует данному кадру.

По графику ВЦС видно, как пловец демонстрирует высокую скорость в фазе, корпус и голова движутся по направлении вперед. Руки расположены в завершающем окончании гребка, после чего идёт прижатие их к телу. Пловец словно атакует стенку бортика, находясь на своей волне создаваемой за счет сильного последнего разрешенного гребка рукой в перевороте.

Рисунок 2. Скриншот подводной видео сьёмки с наложением графика внутрицикловой скорости. Кадр 2 – Фиксация 2-й фазы «Сальто». По оси ординат – время, по оси абсцисс – мгновенная скорость (м/с). Вертикальная линия в центре графика указывает точку на графике, которая соответствует данному кадру.

Анализ и оценка внутрицикловых мгновенных ускорений в цикле указывает на высокую скорость выполнения. Пловец очень хорошо развивает скорость вращения с быстрым выведением рук вперед в положение «Стрелочка». Ноги спортсмен начинает выводить из воды после пересечения вертикальной линии головы, находящейся параллельно стенки бортика, тем самым инициируя отрицательный разброс ускорений во всем движении.

Пловец демонстрирует высокую скорость вращение и скорость принятия координационных решений для оптимального движения к стенки бортика бассейна.

Рисунок 3. Скриншот подводной видео сьёмки с наложением графика внутрицикловой скорости. Кадр 3 и 4 – Фиксация 3-й фазы «Скольжение».

Колличественная оценка ВЦС и угловых показателей фазы «Скольжение - Отталкивания» показывает, что пловец начинает, уходя поуглом атаки корпуса за 200°, а ноги выполняют отталкивание от бортика 98,1 °. Из графика скоростей видно, что пловец находится в оптимальном положении и начинает фазу по направлению вперед, параллельно линии разреза воды и поверхности.

Таблица 1 – Результаты мгновенных колебаний скорости и показателей времени в 4х-фазовой структуре спортивного поворота и выхода у пловцов-спинистов.

Примечания: Vmax – максимальная скорость в цикле (м/с); Vmin – минимальная скорость в цикле (м/с); Vavg - средняя скорость в цикле (м/c); T-action – время действия в фазе (сек.).

1.Скорость и качество исполнения всех динамических фаз в спортивном повороте на спине зависит от комплекса связующих характеристик техники, которые обусловлены силовыми показателями, координационными способностями, скоростными возможностями и нерно-мышечной активации принятия решения.

2.Анализ проплывов пловцов-спинистов определил 4х-фазную динамическую структуру спортивного поворота и выхода на спине. По результатам количественной оценки проплывов необходимо установить, что первая фаза «Наплыв» несет стратегическое и важнейшее значение в биомеханической структуре всего поворота на спине. Именно от того с какой пиковой скоростью мгновенных ускорений (от 1,1-1,8 м/с), времени действия (от 0,4-0,9 сек.) зависит скорость вращения пловца и его добротность техники исполнения, а также угол атаки корпуса. Все вышеперечисленные показатели влияют в последствии на глубину и качество ударных движений в 4й-фазе на выходе под водой. Необходимо отметить, что пловец P2 – с высоким показателем средней скорости в 1й-фазе, показал самые быстрое время вращения в фазе «Сальто- Кувырок» и подтверждает прямую связь. Пловцы P7 и P8 продемонстрировали высокий значения внутрицикловой скорости и минимизации ее разброса во время ударных движений на выходе, что сигнализирует о устойчивой и стабильной работе ног, оптимальной глубине работы и обтекаемой форме движения, преобладающей над силой гидродинамического сопротивления.

В ходе исследований техники выполнения спортивного поворота на спине была применена авторская методика фото и видео регистрации данных и система математической обработки показателей техники Natatometry1 и Natatometry2. [2], использования которой в подготовке пловцов позволяет:

- определить длину, скорость и время исполнения всей 4х-фазовой структуре выполнения поворота и выхода;

- зафиксировать и математически оценить индивидуальные биомеханические характеристики техники;

- в результате анализа и оценки показателей техники выполнения позволяет совместно с тренером формировать специальные средства совершенствования в процессе технической подготовки и вести контроль тренировочного процесса.

1.Pereira, S.M., Ruschel, C., Hubert, M., Machado, L., Roesler, H., Fernandes, R.J. and Vilas-Boas, J.P. (2015) Kinematic, kinetic and EMG analysis of four front crawl flip turn techniques]
2.Виноградов, Е.О. Комплексная оценка индивидуальных особенностей техники плавания пловцов – дельфинистов высокого класса // Ученые записки университета им. П.Ф. Лесгафта. – 2019. – № 4 (170). – С. 62-65.
3.Lyttle, A.D., & Mason, B. (1997). A kinematic and kinetic analysis of the freestyle and butterfly turns
4.Faelli1 E., Strassera L., Ottobrini S., FerrandoBisio A., L Puce L, Panascì M., Lagorio C., Ruggeri P. and Bove M. (2021)Not Breathing During the Approach Phase Ameliorates Freestyle Turn Performance in Prepubertal Swimmers
5.Lyttle et al., 1998). На глубине 40—60 см сопротивление воды на 15— 23 % ниже, чем на поверхности [](Lyttle et al., 1998). [Puel, F., Morlier, J., Cid, M., Chollet, D. & Hellard, P. (2010).Biomechanical Factors Influencing Tumble Turn Performance of Elite Female Swimmers—Puel-2014
6.Araujo L.; Pereira S.; Gatti R.; Freitas E.; Jacomel G.; Roesler H.; Villas-Boas J. 2010.Analysis of the lateral push-off in the freestyle flip turn
7.Novais M.L., Silva A.J.,Mantha V.R., Ramos R., Abel I. Rouboa R.R., Vilas-Boas J. P., Luís J.P., Marinho D.A. (2012)The Effect of Depth on Drag During the Streamlined Glide: A Three-Dimensional CFD
8.Викулов А.Д. Плавание: учебное пособие для вузов / А.Д. Викулов. – Москва : ВЛАДОС-ПРЕСС, 2004. – 367 с.