Спускаясь по склону, лыжник имеет шесть степеней свободы — он может перемещаться вдоль трех координатных осей и одновременно вращаться вокруг них (рис. 14).
Шесть степеней свободы определены нами для движения тела в целом. Что же касается степеней свободы движения его отдельных частей, то они могут приближаться к сотне, что делает анализ весьма и весьма сложным. Для практической же деятельности вполне достаточно анализа, учитывающего только эти шесть главных степеней свободы: вдоль осей у и z совершается скольжение вниз по склону; вдоль оси х — траверсирование, и одновременно по трем осям осуществляются спуски наискось и повороты (вращения). Вертикальные перемещения ЦТ тела за счет сгибаний-разгибаний ног, переднезадние и боковые наклоны тела используют также шесть степеней свободы.  При потере контакта лыж со снегом движение ЦТ происходит лишь, в вертикальной плоскости. В полете все вращения и перемещения вдоль горизонтальных осей х и z будут продолжаться по инерции, а движение вдоль оси у будет происходить ускоренно — под действием силы тяжести, не встречающей сопротивления склона.
Кинематика изучает параметры движения тел путем построения траекторий движения, определения величины и направления скоростей и ускорений. Если кинематика прямолинейных спусков довольно проста, то при поворотах. и особенно на склонах с переменным рельефом, сложное криволинейное движение приходится расчленять на поступательное и вращательное. вводить понятие мгновенных линейных и угловых скоростей и ускорений, строить траектории центров вращения — центроиды. При преодолении сильнопересеченных склонов, крутых поворотов, бугров, спадов, встречающихся в слаломе, движения лыжника лучше представить несколькими траекториями различных частей тела, чтобы была яснее их роль в преодолении тех или иных препятствий, исполнении того или иного приема. Вообще спуск лыжника обычно иллюстрируют двумя траекториями — лыж и ЦТ тела. Для более детального изучения движения берется целая серия траекторий. С помощью лампочек, закрепленных на основных суставах тела, или контрастных деталей одежды киносъемка позволяет с большой точностью воспроизводить структуру движения по траекториям. Такой способ изображения движения называется циклографическим. Большую помощь тренеру при анализе оказывают кинограммы, смонтированные по траекториям движения отдельных точек тела. Лучшее представление о пространственном движении дают кинограммы, учитывающие перспективу изображения — приближающаяся фигура оказывается крупнее удаленной. — По траектории ЦТ судят о внешних силах, действующих на движущееся тело, об их величине, направлении и длительности действия. Скорость в поступательном движении линейная. Обычно измеряется метрами в секунду. Такое измерение справедливо для равномерного движения. В случае движения с переменной скоростью вводится понятие средней скорости. Во вращательном движении скорость берется угловая, измеряемая оборотами в минуту или радианами в секунду. Скорость кроме величины имеет еще и направление. Поэтому помимо цифрового значения она изображается вектором — стрелкой в масштабе, показывающей и величину и направление скорости. Поскольку скорость под действием сил изменяется, для обеспечения кинематических схем (а на их основе и динамических) вводится понятие о мгновенной скорости — скорости, с которой тело продолжало бы двигаться, если бы в это мгновение прекратилось действие на него всяких сил. Векторы как раз и отображают мгновенную скорость. Самым элементарным примером может послужить изображение скорости тела, двигающегося по окружности. Она имеет направление по касательной в каждой данной точке окружности. Аналогичную картину мы наблюдаем при любом криволинейном движении. Если нарушить связь движущегося тела с осью вращения, т. е. прекратить действие радиально направленной центростремительной силы, заставляющей изменять направление скорости, тело станет двигаться по касательной к траектории в данной точке. Так, забавляясь, дети запускают камни пращей, интуитивно понимая суть «механики» своей игры. В горнолыжном спорте движение чаще всего бывает сложное — лыжник скользит по склонам переменного профиля и крутизны в различных направлениях и с поворотами. Учитывая это обстоятельство, необходимо иметь в виду и мгновенные центры вращения. Поскольку они все время меняют свое местоположение, можно представить себе траекторию мгновенных центров вращения — центроиду и соответственно мгновенные радиусы вращения. Чем меньше радиус, тем больше кривизна движения. Для определения истинной скорости можно пользоваться сложением векторов элементарных скоростей по правилу параллелограмма, как при сложении векторов сил. Все это вместе взятое помогает построению пространственной кинематической схемы, на основе которой можно представить сложную картину взаимодействия сил в движении, т. е. динамику. Ускорение определяет изменение скорости в единицу времени. В поступательном движении, где скорость линейная, ускорение тоже линейное (м/сек2). Во вращательном движении, где скорость угловая, и ускорение угловое (радиан/сек2). Изменение направления скорости определяется центростремительным ускорением — оно перпендикулярно вектору скорости и направлено по радиусу в сторону центра вращения. При простом вращении вокруг неподвижной оси это довольно очевидно, а при криволинейном движении, когда кривизна траектории меняется, т.е. перемещаются центры вращения и изменяются радиусы кривизны, возникают понятия о мгновенных центрах и соответственно мгновенных радиусах вращения — мгновенная линейная скорость перпендикулярна мгновенному радиусу. По линии мгновенных радиусов действуют центростремительная и центробежная силы. Ускорение, увеличивающее скорость, — положительное ускорение, а уменьшающее — отрицательное. Ускорения, как и скорости, имеют направление. Поэтому они могут изображаться векторами и соответственно складываться. Только нельзя складывать линейные величины с угловыми, как нельзя складывать сантиметры с градусами. Направление ускорений определяется направлением сил их вызывающих. И наоборот. Зная об ускорениях, можно определить силы, под действием которых они происходят, и определять инерционные силы, противодействующие изменению скорости. Поэтому еще раз подчеркиваю важность правильного построения кинематических схем для последующего анализа техники. Рассматривая кинематику движения горнолыжника, необходимо представить направление спуска по отношению к склону и горизонту. Линия наиболее крутого падения склона (по ней стекает вода) называется скатом склона. Угол между скатом и горизонтом определяет его крутизну. Спуск по линии ската называется прямым спуском — он совершается на плосколежащих лыжах. Спуски под углом к линии ската называются косыми спусками. Они совершаются за счет постановки лыж на ребра, обращенные к горе. Чем больше угол между скатом и направлением спуска, тем лыжи оказываются под меньшим углом к горизонту, поэтому скорость косого спуска меньше скорости прямого. В косых спусках поперечная ось лыжи остается горизонтальной, а продольная имеет наклон к горизонту тем больше, чем ближе к скату направление спуска. Соответственно этому углу наклона возрастает и скорость спуска. Это обстоятельство всегда надо помнить начинающим горнолыжникам. Лучше без торможения, более медленно, но чисто скользить наискось, чем скоблиться и упираться, спускаясь с торможением по линии ската! Наклон поперечной оси лыж в сторону долины вызывает боковое соскальзывание. Так, маневрируя кантами и меняя продольную загрузку лыж, можно изменять направление и характер скольжения, совершать спуски свободные или с торможением (рис.15).  Движение по дуге на лыжах ориентируется относительно склона. Если оно совершается из косого спуска вниз, оно называется поворотом от склона, а если вверх — поворотом к склону. Полным поворотом называют такой, когда он начинается из косого спуска в одну сторону и заканчивается таким же косым спуском в другую сторону. Когда повороты совершаются слитно, один за другим, без косых спусков между ними, их называют сопряженными поворотами.
При скольжении по дуге меняется положение лыж не только по отношению к скату склона, но и по отношению к горизонту (развертка поворота в вертикальной плоскости по углам наклона лыж к горизонту наглядно показана на рис. 47). Это обстоятельство, как мы увидим ниже, оказывается решающим в ускорении движения в основной фазе поворота. Кроме того, поворот зависит от соотношения линейной скорости скольжения, бокового соскальзывания и вращения лыж, на что, в свою очередь, оказывают влияние состояние снега, крутизна склона и кривизна поворота. В такой множественной зависимости осуществляется необходимая перекантовка, загрузка и взаимное расположение лыж. На рис. 16 показаны отдельные составляющие этого сложного движения.  В подавляющем большинстве случаев движения совершаются в контакте лыж со снегом. Беспрепятственность скольжения лыжи вдоль оси вперед (а) обеспечивается ее носковым загибом, а скольжение назад — в какой-то мере овалом пятки. При боковом смещении (б), чтобы избежать врезания внешних кантов в снег, лучше их несколько приподнимать. Вращение вокруг центра лыжи (в) возможно лишь при плоской постановке, а вращение вокруг носка (д) или пятки (г) — с небольшой кантовкой на внутренний по отношению к движению кант.
На рис. 17 показано движение лыжи по дуге с различными сочетаниями линейных и угловых скоростей. Особый интерес представляет скольжение по кривой, совпадающей с изгибом боковой грани лыжи (назовем его плоскорезаное) (рис. 18).  Возможным сочетаниям линейных и угловых движений лыж нет числа, но помнить всегда надо об одном: чем выше мастерство, тем больше в рисунке следа чистого скольжения, без бокового соскальзывания лыж. Один из самых эффективных способов достижения этого — прогибание лыжи по дуге поворота. О технике таких поворотов мы будем говорить особо — их называют резаными поворотами.
Необходимость такой детализации становится очевидной, когда речь заходит об анализе элементов техники. Для выявления ошибок в исполнении поворота или причин падения рисунок следа на снегу может дать исчерпывающий материал — он должен тренером читаться как книга. Особую пользу «снежная книга» дает самостоятельно тренирующемуся спортсмену — она заменяет ему тренера. К сожалению, самостоятельные тренировки не получают у нас должного развития. Между тем постоянная тренерская опека снижает требовательность спортсмена к себе, лишает самокритичности, а главное — потребности в самоанализе. Кинематика скольжения и кантования лыж помогает нам рассматривать различные спуски и повороты и на основе этого судить о механизме их взаимодействия со снегом. Все это, повторяю, лежит в основе техники. Особого внимания заслуживают фазы изменения формы и направления движения — переходы от прямолинейных спусков к криволинейным; от чистого скольжения к боковым соскальзываниям; преодоления перегибов и выкатов, скатов и бугров. Кинематические схемы здесь резко усложняются, а следовательно, усложняется и динамика движений. Рассмотрим кинематику кантования лыж в различных фазах поворота, когда меняется угол между поперечной линией скользящей поверхности лыж и склоном. Вот, например, как выглядит чистый поворот на параллельных лыжах . Обычно он получается на хорошо спрофилированных трассах (контруклонах) скоростного спуска с высокой скоростью на входе (рис. 19).  Это обстоятельство делает перекантовку лыж плавной, а фазу плоского скольжения ярко выраженной. Интересно наблюдать, как у лыжи, вначале скользящей на ребре, обращенном к горе, постепенно уменьшается угол кантования и, как следствие, при соответствующей нагрузке передней части лыжи носок уходит вниз. Затем наступает фаза плоского скольжения с постепенной загрузкой внутреннего по отношению к повороту ребра, отчего возникает стремление лыжи круче уйти в поворот. Дальнейшая загрузка внутреннего ребра сопровождается все большим кантованием лыжи, которое продолжается до окончания поворота или достижения нужного направления косого спуска. Здесь мы наблюдаем все фазы плоскорезаного скольжения лыж.
Здесь уместно сказать об одной важной закономерности скольжения лыж на склоне: при боковом соскальзывании плосколежащая или слабо закантованная лыжа быстрее уходит вниз загруженным концом. При сильной закантовке наоборот — загруженная часть лыжи сильнее врезается в снег и поэтому отстает от разгруженной. Конечно, здесь немало нюансов, где не последнюю роль играют структура, плотность и глубина снега. Взаимодействие лыж со снегом в механизме движений лыжника, как уже говорилось, один из основных факторов. Кинематическая схема двух сопряженных поворотов дает представление и об одиночном повороте и о самом сопряжении, наиболее сложном по повышению элементе. Схема дается с большим допущением: это проекция траекторий ЦТ тела и лыж на плоскость ровного склона. Но и при этом очевидна ее сложность. След лыж изображен сплошной жирной линией. Поскольку кривизна их непостоянна, то траектории центров кривизны (центроиды) получаются в форме петель с концами, постепенно приближающимися к перпендикулярам, восстановленным к траекториям лыж и ЦТ тела в точках их сопряжения (рис. 20). Еще более сложная картина получается в сопряжении дуг уменьшающейся кривизны, в сопряжениях с потерей контакта лыж со снегом, в коньковом повороте и т. д. Они здесь не рассматриваются, так как приведенной схемы достаточно, чтобы познакомить специалистов с принципами анализа. По данной схеме можно представить себе наклон тела лыжника в разных фазах поворотов, что приближает нас к пониманию технико-тактических приемов, применяемых на спортивных трассах слалома, слалома-гиганта и скоростного спуска. При рассмотрении техники об этом будет сказано особо. Мы оговорим лишь одну существенную деталь кинематики сопряжения: в момент перехода из одного поворота в другой контакт лыж со снегом становится минимальным или он вообще прекращается на каком-то отрезке, па котором тело и лыжи продолжают поступательные и вращательные движения, имевшиеся в мгновение отрыва. Без умения нарисовать кинематическую схему подобных сопряжений тренер не сможет активно влиять на технику лыжника. Тело лыжника и лыжи в совокупности представляют сложную систему, и для анализа удобнее отдельно рассматривать компоненты их движения. Так, например, путь, проходимый лыжами в поворотах, больше пути, проходимого туловищем. Следовательно, линейная скорость лыж в поворотах больше скорости туловища. Кроме того, поскольку кривизна траектории лыж в поворотах больше кривизны траектории туловища, значит, и угловая скорость их различна — она больше у лыж. Сказанное дает основание утверждать, что при выполнении серии сопряженных поворотов происходит попеременное отставание — опережение (как бы выскальзывание) и боковое перемещение лыж под туловищем (так называемое маятниковое движение), а также вращение — контрвращение плеч относительно ног (рис. 21).  Об этом в свое время так сказал чемпион мира 1970 года в троеборье американец Билл Кидд: «При спуске с поворотами лыжи под туловищем перемещаются вправо-влево и вперед-назад». Повторяю: переднезаднее движение является основой и так называемого выскальзывания лыж, которое наблюдается в фазе сопряжения дуг, где лыжи как бы обгоняют тело лыжника. Это естественное движение используется в приеме «авальман» для плавного сопряжения поворотов.
Именно на «перекрестке» траекторий лыж и ЦТ тела окончание предыдущего поворота используется как вход в следующий поворот. В этой слитности «секрет» техники сопряженных поворотов, исключающий необходимость совершать дополнительный подскок или кувырок туловищем вперед, как иногда рекомендуют делать. Здесь сам собой получается своеобразный подхлест лыжами под туловищем за счет трамплинного эффекта конца дуги, за которым следует уменьшение давления лыж на снег или даже полет, используемый для ввода лыж в следующую дугу. Не случайно для облегчения входа в первый поворот из косого спуска обычно делается предповорот с таким же подхлестом. Эти соображения имеют принципиальное значение. Одно дело не мешать скольжению лыж с обгоном туловища, другое — умышленно выталкивать их из-под себя. В первом случае лыжи вновь окажутся под ЦТ тела с нормальной загрузкой посередине стопы, в другом они, «недогнанные», посадят лыжника в заднюю стойку и будут трудно управляемы. Укол палкой в момент сопряжения поворотов чаще выглядит фиксацией точки сопряжения или корректировкой допущенных ошибок: опоздания с выходом из предыдущего поворота, отсутствия подхлеста (достаточного импульса для поворота) или чрезмерного подскока. Вот почему стремление к постоянству контакта лыж со снегом дает преимущества, реализуемые в «быстрые» секунды. В этом и есть основной смысл приема поворота в сопряжении «как на бугре» (сопряжение в «развертке» поворотов выглядит как бугор). «Сглаживание бугра», как мы говорили, происходит главным образом за счет резкого сгибания тазобедренных суставов, что при плохой сгибаемости ботинок приводит к несколько большему выскальзыванию лыж вперед. Название такого приема «авальман» позаимствовано у французов. Предшественником его, вернее, антиподом был прием опережающего кувырка с подъемом пяток лыж — «руада». Как в период освоения руады дело доходило до карикатурных взбрыкиваний пятками вокруг носков лыж с опорой на палку спереди, так и в период внедрения авальмана лыжи, задрав носками, стали вращать вокруг пяток, опираясь на палку, отставшую сзади. Чрезмерные увлечения одним элементом никогда не приводят к добру — спортсмен становится однобоким в техническом плане, а прием превращается в карикатуру. Заканчивая раздел кинематики, необходимо подчеркнуть то, что каждая часть системы лыжник — лыжи, выполняя свою частную задачу и двигаясь по своей траектории, способствует общему успеху. Ноги управляют лыжами, выбирая путь с минимумом торможения; верхняя часть туловища с «мозговым центром» поддерживает равновесие и принимает соответствующее моменту положение, удобное для обхода или сбивания слаломных древков; средняя часть сгибаниями-разгибаниями в тазобедренных и коленных суставах играет роль амортизатора и передатчика усилий в совместных действиях «верха» и «низа»; руки с палками действуют как балансиры и фиксаторы. Такова кинематическая схема движений спускающегося лыжника. Ее значение хочется проиллюстрировать одним примером. Возможность совершить поворот на плосколежащих лыжах у нас имеется лишь в фазе скольжения от склона до линии ската. Кривизна дуги здесь зависит от двух основных факторов — скорости спуска и крутизны склона, т. е. чисто кинематических факторов. Чем больше скорость, тем плавнее, большего радиуса будет поворот (рис. 22); чем круче склон, тем стремительнее вниз пойдет дуга при одной и той же исходной скорости (см. рис. 27, а) .  Сказанное должны иметь в виду авторы трасс, особенно трасс скоростного спуска. На больших скоростях повороты от склонов должны совершаться без особых усилий, они должны быть накатистыми. Только тонкое чувство скорости, развиваемой на подходе к повороту, предвидение его кривизны и владение техникой его исполнения создадут спортсменам необходимые предпосылки для его мастерского прохождения.
|
| Категория: Подготовка горнолыжника | Просмотров: 2820 | | |
