Сравнение биомеханики гребли на RP3 и Concept2

Для сравнения биомеханики гребли на двух типах эргометров: на стационарном Concept2, и на RP3 с подвижной подножкой была использована система BioRowTech. На обоих тренажерах, гребец международного уровня (190 см, 88 кг) выполнил тест, состоящий из восьми отрезков по 30 с, с отдыхом 2 мин, с увеличением темпа от 20 до 40+ гвм, и с гоночным приложением усилий. Позиции рукоятки, банки и плеч измерялись с использованием струнных датчиков системы BioRowTech. Данные записывались в планшетный ПК, затем обрабатывались по алгоритму усреднения BioRow, и анализировались в программе BioRow Reports.

Рис.1 и Табл.1 выше показывают сравнение данных при темпе гребли около 35 гвм, а отчеты по всем отрезкам можно найти здесь: Concept2; RP3. Хотя темп гребли, время проводки и ритм были почти одинаковы на этих двух тренажерах, гребок был на 10 см (7,1%) длиннее на RP3. Это произошло, в основном, за счет длины работы ног, которая была на 8 см (17,4%) длиннее на RP3, и немного за счет рук (на 2 см или 3,7% длиннее).

Более длинный гребок при одинаковом времени проводки означает более высокую скорость. Скорость рукоятки за проводку была на 8,2% выше на RP3, а ее пиковая скорость – на 7,1% выше. Наиболее значительные различия были обнаружены в максимальной скорости ног, которая была на 31,2% выше на RP3. Скорость туловища была одинаковой, а пиковая скорость рук была на 2,7% ниже на RP3.

Рис.2 показывает Факторы Гребли при различном темпе. Фактор Захвата CF был более негативным на С2 (-53 мс, среднее по всем темпам гребли), чем на RP3 (- 18 мс). На низких темпах, различия были меньше (-47 и -26 мс при 22-23 гвм), но становились значительнее при высоком темпе (-67 и -10 при 35 гвм, Табл.1), что происходило за счет более позитивного CF на RP3. На стационарных эргометрах, более негативный CF можно объяснить высокими силами инерции, которые требуют больше времени на ускорение массы гребца, по сравнению с более легкой кареткой на мобильном RP3.

Фактор Стиля Гребли RSF был ниже на С2 (73,6% в среднем), по сравнению с RP3 (84,2%), и эти различия были заметнее при низких темпах, но меньше при гоночном темпе (76,6% и 81% при 35 гвм). Это можно объяснить значительно более высокой скоростью ног на мобильных тренажерах, где мощность прикладывается и к подножке, и к рукоятке, а на стационарных – лишь к рукоятке.

При низких темпах, Фактор Конца гребка FF был практически одинаков на обоих тренажерах – около -40 мс. С повышением темпа, становился более негативным на С2 (до -95 мс при 42 гвм), но оставался на прежнем уровне на RP3. Вероятно, это также можно отнести к высоким силам инерции на стационарном тренажере, но механика до сих пор не ясна для нас. В заключение, поскольку Факторы Гребли значительно отличались на стационарном и мобильном тренажерах, их целевые значения должны различаться (табл.2).

Биомеханические параметры были измерены у пяти спортсменок на двух 90 сек отрезках: первый в тренировочном темпе около 20 гр/мин, второй в гоночном темпе около 32 гр/мин. Усредненные кривые и производные величины приведены в Приложении 1. Максимальные усилия на рукоятке были выше на эргометрах: на 27-30% при тренировочном темпе (RP3 - Concept2, соответственно) и на 34-40% при гоночном темпе. Средние усилия были, также, выше на тренажерах на 19-22% и на 25-26%, соответственно. Все это подтверждает наши предыдущие рассуждения (НБГ 2005/1). Ниже приведено объяснение механики этого факта:

В лодке усилие на рукоятке равно усилию на оси, умноженному на передаточное отношение:

Fрукоятка = Fось (Rвнешн. / Rвесло)

где Rвнешн – реальный внешний рычаг, Rвесло - длина весла. Соотношение силы реакции на оси к усилию на подножке может быть выражено:

Fось = -(Fподножка+ mbab) / cosθ

где mbab - сила инерции лодки (относительно мала), θ - угол весла относительно лодки. В итоге:

Fрук = (Fподн. + mbab) (Rвнешн. / Rвесло) / cosθ

Проще говоря, если гребец прикладывает определенное усилие к подножке, то соответствующее усилие на рукоятке зависит от передаточного отношения и угла весла относительно лодки.

На тренажерах сила тяги на рукоятке и сила реакции на оси маховика создают пару сил, т.е. они имеют одинаковую величину и противоположное направление:

Fрукоятка= -FосьR

Разность между усилием на оси и на подножке равна силе инерции подвижного блока на RP3 (muau, невелика) или массы тела гребца наConcept2 (mrar, значительна).

Fось = -(Fподножка + ma.)

Поэтому, прикладывая определенное усилие к подножке, гребец должен прикладывать почти такое же усилие к рукоятке. В нашем случае, приблизительное передаточное отношение в одиночке было 2.00м/2.88м = 0.695, что объясняет 30% различия в максимальных усилиях между водой и тренажерами. Отношение усилий на рукоятке/подножке в лодке зависит от угла весла.

Например, при угле 50 в захвате передаточное соотношение равно 0.695/cos(50) = 1.08, т.е. усилия на рукоятке и подножке почти равны. Это объясняет меньшую разницу усилий между лодкой и тренажерами в начале и конце проводки. Также, это влияет на различия в средних усилиях, которые меньше, чем различия в максимальных.

Передаточное отношение в лодке меняется на протяжении гребка, поскольку зависит от угла весла. На тренажерах оно постоянное. Это объясняет различия в характере кривых скорости рукоятки, которые имеют значительное влияние на чувство ускорения рукоятки гребца. Гребцы выполняли на 11-12% более длинный гребок в лодке, в основном за счет на 30% более длинной работы рук. Это можно объяснить криволинейной геометрией работы рук в лодке по сравнению с прямолинейной траекторией рукоятки на тренажерах. Более быстрое нарастание усилий и скорости ног в лодке и на RP3 можно объяснить различиями в величине инерционных сил, возникающий при взаимодействии гребца с подвижной или стационарной опорой. По этой же причине работа ног была на 4-6% длиннее на Concept2. Эргометр RP3 довольно точно воспроизводит отрицательное ускорение лодки в захвате. На протяжении проводки ускорение лодки было на 20-30% выше, чем ускорение подвижного блока на эргометре RP3. Наоборот, на подготовке таковое ускорение было выше на тренажере. Это, также, значительно влияет на ощущения гребца.

Биомеханические параметры, усредненные для пяти гребчих при гребле в одиночке и на тренажерах РоуПёфект и Concept2

По материалам www.biorow.com