«Особенности биомеханических движений в горнолыжном спорте».

Лопатников Виктор Васильевич

г.Петропавловск-Камчатский.

2025

Содержание:

Стр.

1.

Введение _________________________________________________________ 1-2

2.

Термины и определения ____________________________________________ 2-8

3.

Силы, влияющие на движение горнолыжника в повороте ________________ 8-9

4.

Свойства снаряжения _______________________________________________ 10-12

5.

Фазы поворота _____________________________________________________ 13-15

6.

Заключение ________________________________________________________ 16-17

7.

Список используемой литературы _____________________________________ 17

1.

Введение.

Горнолыжный спорт предъявляет сложные двигательные задачи при спуске

спортсмена на лыжах вследствие необходимости сохранения им равновесия на

скользящей опоре, движения общего центра масс (ЦМ) системы «лыжи-человек» по

криволинейным траекториям переменного радиуса, в условиях дефицита времени,

различного рельефа склона и непостоянного состояния снега. При учете всех этих условий

горнолыжник должен при спусках формировать специальную систему двигательных

действий. Такую систему обычно именуют техникой вида спорта, и ее совершенство

определяет возможности легкого, изящного, уверенного спуска на лыжах без трасс, или

по размеченным трассам, с задачей развития максимальной скорости. Такая видимая со

стороны система действий является предметом постоянного изучения техники

сильнейших спортсменов мира.

Однако кинематика действий горнолыжника не позволяет выявлять главное – причину

движения всей системы именно по необходимым лыжнику траекториям и увеличения

или уменьшения скорости спуска. Поэтому в ХХ веке неоднократно проводились попытки

определения сил, действующих на означенную выше систему при спуске. Большинство

разработок не вышло за пределы лабораторного эксперимента. Их реализация на

практике затруднительна, вследствие высоких требований к надежности работы

тензометрических устройств в условиях спуска,

трудностей передачи снимаемых сигналов

на усилительную и регистрирующую аппаратуру. Зимние условия с низкими

температурами воздуха, необходимость теплых помещений вблизи горнолыжных трасс

успеху в подобных исследованиях также не способствовали.

Поэтому, на мой взгляд, очень здорово, что в настоящее время в России активно ведет

процесс образования тренеров по горнолыжному спорту Национальная горнолыжная

лига. На основе изучения методик горнолыжной техники ведущих спортсменов,

передовых в этом виде спорта стран, ею разработаны и предлагаются к освоению

понятные методические пособия для тренеров. Методика обучения, которая

соответствует всем российским требованиям и международным стандартам.

Биомеханика поворота на горных лыжах разложена детально, воспринимается доступно и

понятно. Доступна и тренерам, и спортсменам. Как можно больше использовать внешние

силы в повороте.

Как тренер, могу утверждать, что стало проще объяснить спортсмену, как добиться

ощущения – «еду не напрягаясь».

2.

На самом деле, ты понимаешь, что лыжи также поворачивают, но ты не делаешь кучу

лишних движений, ты реально правильные создаёшь углы, а внешние силы помогают

тебе сделать этот поворот. Это классное ощущение, когда оно приходит, задача тренеров

как можно раньше это понять, чтобы это передать ученикам, чтобы они поняли это в

более раннем возрасте. В то же время, задача горнолыжника остаётся – удержать

минимальную траекторию, с максимально быстрым набором скорости, и как он это

сделает, никому не интересно. Главное - отличные секунды на финишном табло. И если

тренер, понимая биомеханические процессы, правильно наставляет спортсмена, будет и

результат.

1.

Термины и определения.

Ангуляция - сочетание наклона и положения частей тела, которое обеспечивает оптимальный

угол закантовки лыж в повороте, не ограничивая использование внешних и внутренних

(собственных) сил, для сохранения равновесия и сбалансированного положения.

Рисунок 1. Пример ангуляции.

Ангуляция зависит от следующих факторов:

–

крутизны склона;

–

скорости движения;

–

радиуса поворота.

Ангуляция позволяет делать закантовку с небольшим смещением центра масс тела (см.

рисунок 3). Является следствием закантовки лыж в повороте.

Т.е. лыжник, стремясь сохранить равновесие при выполнении поворота одновременно с

переносом веса на внешнюю лыжу, создает оптимальные углы в голеностопном, коленном и

тазобедренном суставах, чтобы сохранить нужный угол закантовки лыж.

Наклон (заклон) - описывает наклон во всех направлениях относительно опорной поверхности

(см. рисунки 2 и 3).

3.

Рисунок 2. Наклоны в стороны. Рисунок 3. Наклоны вперёд – назад.

Наклон в сочетании с ангуляцией - ангуляция может поддерживать наклон, чтобы сохранить

равновесие. (см. рисунок 4).

Рисунок 4. Наклон в сочетании с ангуляцией.

Сгибание / разгибание - за счёт сгибания / разгибания суставов, можно опустить / поднять центр

масс тела (см. рисунок 5).

Конечности (суставы частей тела — ног, рук и туловища) могут быть согнуты / разогнуты

симметрично или несимметрично. Несимметричное сгибание / разгибание ног приводит к

наклону тела в сторону. Разные по величине сгибания или разгибания суставов приводят к

наклону тела вперёд или назад. Например, при сгибании только голеностопных суставов, все тело

будет наклоняться вперёд (ЦМ сместится вперёд).

4.

Рисунок 5. Смещение центра масс при сгибании /

разгибании.

Открытый /закрытый голеностоп - открытым голеностопом называется положение, при котором

проекция коленного сустава на ступню приходится на пятку.

Закрытым голеностопом называется положение, при котором проекция коленного сустава на

ступню приходится на плюсну или пальцы стопы.

Кантование - здесь идёт речь о движениях, не связанных с наклоном и перемещением центра масс

относительно опоры.

- Увеличение угла закантовки достигается диагональным сгибанием голеностопа в направлении

плюсны большого пальца стопы, на внешней в повороте ноге. И в сторону плюсны мизинца,

на внутренней в повороте ноге. Голеностопы при этом закрываются по диагонали.

- Уменьшение угла закантовки достигается диагональным разгибанием голеностопных суставов.

Вращение - активное вращение инициируется вращательным движением стопы. При таком

движении происходит вращение ноги целиком от тазобедренного сустава. Только в

тазобедренном суставе происходит вращение ноги (стопы) в широком диапазоне. Но нейро-

мышечная команда направлена преимущественно на стопу.

Загрузка / разгрузка - увеличение и уменьшение силы воздействия на снаряд (см. рисунки 6

и 7). Этим движением мы можем осознанно увеличивать воздействие результирующей внешней

силы или уменьшать его (компенсировать избыточное давление).

5.

Рисунок 6. Увеличение давления (загрузка).

Рисунок 7. Уменьшение давления (разгрузка).

Визуальная ориентация - ведущее положение головы при выполнении технического элемента.

Визуально ориентированный поворот - направление взгляда очень влияет на положение корпуса

и его ротацию. Движения тела тесно связаны со взглядом, поэтому изменение направления

взгляда приводит к поворачиванию лыж.

Биомеханика этого действия такова: - изменение направления взгляда влечёт за собой поворот

головы в ту же сторону, вслед за головой начинают вращаться плечи, бедра и стопы. Движение

связано

с

уменьшением

энергозатрат

организма

на

напряжённое

состояние

и

носит

рефлекторный характер. У ВОП большая роль в создании нужных вращательных моментов сил

при выполнении скоростных поворотов.

Ротация / вращение - нельзя однозначно сказать, что ротация - это техническая ошибка. Все

зависит от условий и степени её применения. В некоторых случаях выполнить разворот лыж без

ротации просто невозможно (например, в полёте). Важно понимать, насколько допустима

ротация в том или ином движении в конкретной фазе поворота. Где она помогает направить лыжи

по нужной траектории, а где мешает этому.

6.

Рисунок 8. Варианты ротации.

Опережающее вращение - опережающее вращение корпуса без непосредственного влияния на

вращение снаряда (см. рисунок 9). Применяется в карвинговом повороте при инициации и в

главной фазе. Цель этого вращения - в инициации направить лыжи к линии ската, а в главной фазе

не допустить разворота корпуса относительно лыж наружу поворота (т.е. избежать контр-

ротации). На рис.10 спортсмен в значительной степени опережает движение лыж в направлении

поворота в инициации и главной фазе. Такое положение часто называют «открытой позицией»

(корпус открыт к повороту).

Рисунок 9. Опережающее вращение корпуса в карвинговом повороте.

7.

Рисунок 10. Опережающее вращение в инициации и главной фазе.

Одновременное вращение - одновременное вращение всего тела в определённом направлении

(за лыжами), включая снаряд используется в медленных поворотах, где инерция тела не имеет

ярко выраженных последствий.

Контрвращение - в третьей фазе поворота (фазе ведения) корпус начинает разворачиваться в

сторону будущего поворота. Тем самым облегчая вход в новый поворот и инициацию. Это

вращение происходит в сторону противоположную вращению лыж, которые все ещё находятся в

«предыдущем» повороте (т.к. кант не поменялся и новый поворот для лыж ещё не начался) и

называется КОНТРВРАЩЕНИЕМ (Рис. 11).

8.

Рисунок 11. Контр-вращение.

Таким образом, с ростом скорости движения и выполнения поворотов корпус все больше

опережает движение лыж.

2. Силы, влияющие на движение горнолыжника в повороте.

Результирующая сила

-

результирующая внешняя сила Fv

— это сумма внешних сил,

действующих

на

горнолыжника

во

время

выполнения

поворота

(см. рисунок 12).

Когда мы говорим о переносе веса, мы имеем в виду изменение точки

приложения (или направления вектора) результирующей внешней силы.

Рисунок 12. Результирующая сила.

9.

Направление действия результирующей силы (РС) - направление действия (вектор) РС не

постоянно при выполнении поворота. Её величина нарастает по мере продвижения по дуге

поворота, т.к. направление действия составляющей силы тяжести (направленной вдоль склона) и

центробежной силы становятся сонаправленными. Направление ее действия также меняется из-за

нарастания и убывания скорости движения в повороте. Пример изменения величины и

направления результирующей силы на рис.13. Чтобы обеспечить плавное нарастание давления на

лыжи под воздействием РС при выполнении поворота (чтобы поворот был частью окружности с

постоянным радиусом) необходимо в верхней части поворота увеличить воздействие РС на лыжи

(разгибанием ног), а в нижней уменьшить слишком большую РС (скомпенсировав её сгибанием

ног).

Рисунок 13. Изменение результирующей внешней силы в повороте.

10.

3. Свойства снаряжения.

Мы катаемся на лыжах, используя реакцию снега и снаряжения на движение под

воздействием внешних сил.

Поворачиваемость - форма и механические свойства лыж определяются их конструкцией. Они

влияют на ходовые качества лыж.

Несиметричность лыжи: Лыжи для подготовленных склонов имеют выраженное отличие

ширины и длины передней части лыжи и задника (Рис.14). Это обеспечивает им избыточную

поворачиваемость.

Лыжи

для

фристайла

и

фрирайда

имеют

мало

выраженную

несимметричность носка и пятки или вовсе не имеют (полностью симметричны, рис.15) и это

обеспечивает им нейтральную поворачиваемость.

Рисунок 14. L1<L2, H1<H2.

Рисунок 15. L1=L2, H1=H2.

Лыжа разворачивается набегающим потоком снега. Силу, которая разворачивает лыжу, создает

среда, которая при движении вокруг лыжи создает разницу давления на носке и на пятке лыжи.

11.

Рассмотрим простой пример с «летящей рукой».

Предположим, что поток воздуха имеет достаточную скорость, чтобы мы чувствовали его воздействие

на ладонь. Если плоскость ладони находится в одной плоскости с потоком, то сила, действующая на

ладонь равна нулю. Но при небольшом отклонении ладони мы ощутим силу, которая пытается

поднять нашу ладонь вверх, и силу сопротивления потока. Рис.16.

Рисунок 16. Возникновение подъемной силы.

Чем больше отклонение плоскости ладони (угол атаки) от направления действия потока, тем

больше подъёмная сила, но только до определённого предела. При переходе через этот предел

подъемная сила уменьшается и начинает расти сила сопротивления потока (мы явно почувствуем

возрастающее сопротивление потока нашему движению). Рис. 17.

Рисунок 17. Замедляющая сила.

12.

На рисунке 18 приведена зависимость этих двух сил от угла атаки.

Рисунок 18.

Ширина следа определяется «углом атаки» лыжи при движении.

Нагрузка на носок создаётся за счёт продольной упругости лыжи .

Сопротивление снега возникает как реакция на давление со стороны

лыжи (см. рисунок 19).

Рисунок 19. Направляющая сила в повороте.

Продольная жёсткость.

Благодаря разной продольной жёсткости в разных участках лыжи будет меняться распределение

давления под лыжей. В основном, лыжи с мягким индексом жёсткости легче входят в поворот

(более поворотливы) по сравнению с лыжами с высоким индексом жёсткости, так как мягкий

носок обеспечивает больший угол атаки лыжи к набегающему потоку снега (смотри рисунок 20).

Рисунок 20. Пример распределения давления на снег, связанного с разной продольной

жёсткостью лыжи.

13.

4. Фазы поворота.

Фазы поворота - поворот можно разделить на фазы. Во всех фазах внутренние и постоянно

меняющиеся внешние силы находятся в определённом взаимодействии в зависимости от задачи.

Ситуативно дозируемые и управляемые основными движениями функции снаряда служат для

поддержания равновесия на всех фазах поворота.

Инициация. В этой фазе осуществляется смена направления движения при использовании сил,

которые действовали на лыжника в предыдущем повороте. Например, происходит перекантовка

лыж. Лыжник получает импульс для начала нового поворота.

Главная фаза. Фаза, в которой происходит выход на линию ската и её пересечение. В этой фазе

происходит весь набор активных движений для выполнения поворота.

Фаза ведения. Ведение поворота в нужном направлении и завершение задуманного изменения

направления.

Поворот на параллельных лыжах с проскальзыванием:

- Инициация. Скользим в стойке «траверс». С одновременной перекантовкой делаем укол палкой

- Главная фаза. Разгибая ноги, увеличиваем давление на внешнюю лыжу, скользим к линии ската.

Начинаем сгибать ноги, пересекаем линию ската.

В главной и в фазе ведения поворота присутствует вращательное движение стоп, для обеспечения

проскальзывания лыж и движения с необходимым радиусом поворота. В большом радиусе

поворота вращение происходит пассивно, в большей степени из-за геометрии лыж.

- Фаза ведения. Ведём поворот, продолжая контролировать давление на лыжи, сохраняя стойку

«траверс» и оптимальную ангуляцию.

14.

Рисунок 21.

Карвинговый поворот большого радиуса:

- инициация. Уменьшая угол закантовки и давление на внешнюю лыжу, позволяем

результирующей силе направить нас в новый поворот, делаем перекантовку с уколом палкой.

- главная. Скользим к линии ската используя боковой вырез лыжи, увеличивая угол закантовки

и давление на внешнюю лыжу, разгибая ноги, смещаем центр масс внутрь поворота. Активно

сгибаем ноги в голеностопных и коленных суставах, пересекая линию ската.

- ведение. Ведем поворот, контролируя давление и оптимальную ангуляцию .

Рисунок 22.

15.

С уменьшением радиуса поворота, пассивное вращение переходит в активное и становится

основным движением в поворотах малого радиуса с проскальзыванием.

Базовый поворот малого радиуса

- инициация. Скользим в основной стойке, делаем перекантовку с одновременным уколом

палкой.

- главная. Активно сгибаем ноги в коленных и голеностопных суставах вперед и внутрь поворота

(в направлении движения). Увеличиваем давление на лыжи за счет разгибания ног в

голеностопных и коленных суставах, с активным вращением стоп в горизонтальной плоскости.

- ведение. Ведем поворот, сохраняя стабильный корпус и оптимальную ангуляцию.

Карвинговый поворот малого радиуса

- инициация. Уменьшая угол закантовки и давление на внешнюю лыжу, позволяем

результирующей силе направить нас в новый поворот, делаем перекантовку с одновременным

уколом палкой

- главная. Активно сгибаем ноги в коленных и голеностопных суставах вперед и внутрь поворота

(в направлении движения). Увеличиваем давление на лыжи за счет разгибания ног голеностопных

и коленных и суставах и увеличиваем угол закантовки (смещая центр масс внутрь поворота) с

активным вращением стоп в горизонтальной плоскости.

- ведение. Ведем поворот, сохраняя стабильный корпус и оптимальную ангуляцию.

Рисунок 23.

16.

Карвинговый поворот большого радиуса с разгрузкой вниз

- инициация. Уменьшая угол закантовки и давление на внешнюю лыжу, позволяем

результирующей силе направить нас в новый поворот. Подтягиваем ноги (колени) к груди, делаем

перекантовку.

-главная. Скользим к линни ската (используя боковой вырез), увеличивая угол закантовки

смещаем центр масс во внутрь поворота. Начинаем разгибать ноги и увеличивать давление на

лыжи.

- ведение. Ведём поворот, контролируя давление и оптимальную ангуляцию.

5.

Заключение.

Когда мы говорим о биомеханике, есть такое понимание – стиль. То есть, стиль – это для каждого

спортсмена что-то своё, что он делает в техническом плане.

Задача, научиться говорить, объяснять ученикам понятными фразами, желательно по единой

выработанной методике. В конечном итоге, всем специалистам говорить на одном языке, чтобы

спортсмены хорошо понимали любого тренера.

Как объяснить биомеханику спортсменам младшего возраста. Только на простейших и понятных им

примерах. Необходимо рассказывать детям, что сгибаться в поворотах – это плохо, потому что, как только

вы согнулись, центр масс (ЦМ) невольно сместился вперед, и при этом голень сильно упирается в язык

ботинка. И если при этом начинать проваливать таз, он всё равно чувствует, что он находится в центре. Ему

говорим: «У тебя провалился таз», он отвечает: «Я стою на всей стопе!», и он абсолютно

прав, потому что

его ЦМ находится по середине. Но как только мы в этом положении разогнём ему спину

, он сразу

поймёт, где он находится. И поэтому, когда спортсмены катаются в таком положении, это не совсем

хорошо. Во-первых, в таком положении им очень трудно разогнуть голеностоп – просто неудобно это

физически сделать, и во-вторых, они не чувствуют, когда баланс смещается вперёд, назад и в стороны.

Что можно в этом случае показать детям, когда мы говорим по поводу сгибания и разгибания

голеностопа, что бы они понимали, как смещается ЦМ вперёд. Усадить их на стул, стопы на полу

(голень перпендикулярно полу) – момент, когда голеностоп разогнут, момент окончания

поворота. Мы говорим: «Это момент разогнутого голеностопа, попробуй со стула встать». Что он

сделает? Он подведёт стопы под себя, под стул, согнёт голеностоп и встанет. Ему придётся

сместить ЦМ вперёд, чтобы подняться. Спортсмену будет понятно, что голеностоп согнули, что бы

со стула было удобнее вставать. Тогда приходит понимание, что такое согнутый голеностоп.

Когда спортсмен двигается, когда в движении появляются другие действующие на него

внешние силы, в этот момент мы можем говорить о биомеханических движениях, когда мы

сгибаем, или разгибаем. Понятно, что в момент разгибания давление будет увеличиваться,

потому что, мы отталкиваемся от лыжи, мы в этот момент её прогибаем, соответственно она

вынужденно поворачивает.

17.

В момент, когда мы делаем сгибание – происходит разгрузка. Но когда мы говорим о сгибании

голеностопа и колена на линии ската, у нас увеличивается угол закантовки, при этом внешние

силы на нас давят, хотим мы этого, или не хотим. Угол закантовки уменьшается, если площадь

опоры уменьшается, то давление возрастает. Это всё равно определённое возрастание давления

при сгибании, но задача нашего сгибания, именно сместить ЦМ вперёд, чтобы носок лыжи

активно зацепился за снег и начал пересекать линию ската. Это единственное для чего нужно

сгибание голеностопа к центру.

Поэтому необходимо сделать сгибание голеностопа коротко, не передерживать его. Если мы

согнули голеностоп и зависли, давление за счёт внешних сил начало возрастать очень активно,

наша лыжа начнёт зарезаться, носок всё время хочет поворачивать, пятка в этот момент

проскальзывает.

Важно, после сгибания голеностопа, для того, чтобы при этом лыжа скользила, при увеличении

давления надо встать на всю стопу, чтобы всю лыжу прогнуть. Что бы носок и пятка очень чётко

зацепились за снег. Даже если до конца не удастся лыжу выкатить, ничего страшного в этом нет,

особенно на крутом склоне, но нужно остаться на всей стопе, чтобы вся лыжа полностью

сработала.

Основы, почерпнутые на лекциях Национальной горнолыжной лиги, оказались очень

актуальными, вполне рабочими, и вполне применимыми в работе со спортсменами Камчатки на

летнем снегу. Биомеханика движений помогает нам расширять свои возможности и возможности

наших учеников.

6.

Список используемой литературы:

- А.Ф. Лисовский. «Современные исследования техники спусков в горнолыжном спорте и их

перспективы в ХХ1 веке. ЧГИФК, 2000;

- Национальная лига инструкторов. Теория и методика горнолыжного спорта.

Инструктор по горнолыжному спорту. Этап углублённого разучивания двигательных действий

(Категория В);

- Национальная лига инструкторов. Теория и методика горнолыжного спорта.

Инструктор по горнолыжному спорту. Этап закрепления и совершенствования двигательных

действий (Категория А).