Общение с Голландцем и многими другими, которые пытались обучить меня виндсерфингу, привели меня к пониманию, что виндсерфинг это один из сложнейших видов спорта в плане формирования у ученика правильной техники управления доской и парусом. Но путь этот интересен и увлекателен как для тех, кто учит этому, так и тем, кто учится. У кого–то это получается быстрее, у кого-то медленнее, потому, что мы, слава Богу, разные. Но, в конце концов, научиться виндсерфингу получается всем, у кого хватает терпения и упорства, и обязательно ироничного отношения к себе, а иногда (реже) к другим. В своих статьях, я постараюсь совместить теорию и практику обучения катания на доске с парусом.
Одним из наиболее действенных инструментов в этом плане является биомеханическое обоснование техники виндсерфинга. К сожалению, на данном этапе развития биомеханики как науки и виндсерфинга как вида спорта в их практическом соединении много трудностей. В первую очередь, это сложность регистрации параметров движений серфингиста ввиду быстроты и сложности формы движений. Специфические требования перед исследователями выдвигает и сфера деятельности серфингиста открытая вода – море и водоемы с обязательным условием наличия ветра и очень часто волны. Кроме того, в современной биомеханике виндсерфинга сложность инструментальных методов исследования (громоздкость ряда приборов и аппаратов, необходимость длительной и трудоемкой обработки полученных материалов) создает разрыв между научным обеспечением и динамичным процессом спортивной тренировки, требующей срочной информации о ходе овладения тем или иным сложным элементом. Нередко результаты биомеханических исследований бывают представлены в виде комплекса достаточно сложных числовых данных, таблиц, графиков, математических зависимостей и т. п. Это создает определенные трудности в реализации биомеханических исследований в процесс обучения учеников. Но мы попробуем.
Сразу после того, как человек появился на свет, как стало известно из последних источников, он стал заниматься спортом. И в силу своей пытливости и лени он стал задумываться, как прибежать, приехать, приплыть быстрее, прыгнуть выше и затратить на это меньше сил, и при этом, чтобы все это было красиво, что и привело к возникновению таких научных и околонаучных знаний как спортивная биомеханика, психология, педагогика и др.
Большой вклад в частности спортивную биомеханику внесли наши отечественные специалисты Ламаш Б.Е и Уткин В.Л., Мишин А.Н.и др. И на их выводы мы будем опираться.
Виндсерфинг, как любой вид спорта и физической культуры, сопряжен с преодолением человеком сил трения, сопротивления, тяготения и других сил физической природы. Кроме того, движение суставов, мышц, связок и крови в организме человека также подчиняется физическим законам. При изучении характера таких движений и возникла наука, которую называют биомеханика.
Термин биомеханика составлен из двух греческих слов: bios – жизнь и mechanike – наука о механических движениях. Эта наука характеризуется применением основных принципов механики, т.е. науки о механических движениях материальных тел и взаимодействиях, происходящих при этом между ними, к живым организмам. Область исследований, связанная с приложением механических и биомеханических закономерностей применительно к спорту называется спортивная биомеханика.
В виндсерфинге основным движущим объектом является как сам человек, в котором сочетаются различные формы перемещающихся объектов, как, например, кости и мышцы, так и оборудование (парус и доска). В виндсерфинге человеку самому требуется одновременно приводить в движение и управлять доской и парусом, используя силу ветра и свои физические усилия, в отличии скажем от моторных средств как аквабайк, причем это происходит в воздушной и водной среде.
При этом выделяются следующие механические закономерности:
Сила способна вызвать или остановить движение. Энергетические системы человека обеспечивают превращение химической энергии в механическую, что проявляется в развитии мышцами сократительной активности и, как следствие,- проявлении силы. Показатели специальной работоспособности человека зависят от способности развиваемых им мышечных напряжений преодолевать внешние естественные сопротивления, препятствующие выполнению движений. Наиболее значимые из таких сил являются гравитация, силы трения и силы физического сопротивления движению тел в воде и в воздухе. Рациональное использование этих сил может способствовать улучшению спортивной работоспособности и более эффективному управлению доской и парусом.
Перемещающаяся окружающая среда (вода, воздух) является для нас источником движущих сил, которые перемещают систему человек-парус-доска в пространстве. Рациональное использование этих сил способствует повышению скоростных и маневренных показателей этой системы. В виндсерфинге умение управлять такими силами служит основным фактором, на котором базируется тренировочная и деятельность. Например, прыгуны на лыжах и горнолыжники тесно зависимы от гравитационных сил и потоков воздуха, а вот виндсерферы – от сопротивления воды и воздуха, от ветра и создаваемых им волн.
Как правило, внешние силы сопротивления препятствуют достижению успеха в спорте. Так прыгуны в высоту и с шестом, по существу, соревнуются с гравитацией. Горнолыжник испытывает значительное сопротивление встречному потоку воздуха пловец - воды, тогда как сёрфер должен преодолеть значительное сопротивление, как воды, так и воздуха. Поэтому в видах спорта, где результат во многом зависит от воздействия внешних сил на движение, как в парусном спорте, производители оборудования акцентируют своё внимание на путях повышения эффективности использования этих сил, путём улучшения конструкции доски, паруса, мачты, плавника.
В биомеханике наиболее изучены возможности снижения сопротивления воды, воздуха, сил гравитации и трения. Вот эти внешние силы.
Наиболее значительная сила, действующая на нас,- это сила земного притяжения.
Второй фактор – масса тела. С увеличением массы возрастает и гравитационная сила, поэтому для её преодоления необходимо развивать большее усилие.
Сопротивление жидкой и газообразной среды зависит от многих факторов. Одним из них является природа жидкости или газа. Катание на виндсерфинге выполняются в воздушной и водной среде, и поскольку плотность воздуха меньше плотности воды, то сопротивление воздуха также меньше. Поэтому мы и стремимся раньше выходить из водоизмещающего режима движения доски в режим глиссирования.
Сопротивление окружающей среды приобретает особое значение для серфингистов, когда они перемещаются с высокой скоростью. Сопротивление воздуха и воды возрастает не прямо пропорционально увеличению скорости движения, а пропорционально квадрату скорости. Таким образом, при увеличении скорости в два раза с 5 м/с до 10 м/с сопротивление воздуха возрастёт в 4 раза. Это не означает, что человеку необходимо увеличить общую энергопродукцию в 4 раза, а следует иметь в виду, что возрастающая часть вырабатываемой организмом энергии будет расходоваться на преодоление растущего сопротивления воздуха и воды. Хотя количество этой энергии и незначительно при умеренной скорости движения, однако при высоких скоростях, этот фактор важен.
Сопротивление жидкости или воздуха называют торможением. Два вида торможения, взаимосвязанных со скоростью следует учитывать при движении на доске с парусом. Первый вид – торможение, обусловленное площадью сечения предмета, перпендикулярной силе воздействующего сопротивления. Если высунуть руку из окна движущегося автомобиля и поставить её ребром к встречному потоку, то движение воздуха не доставит большого беспокойства. Если же ладонь развернуть на всю поверхность перпендикулярно движению потока воздуха, то сила сопротивления заставит убрать руку из окна. Этот простой пример демонстрирует, как форма объекта может повлиять на сопротивление воздуха. На этом и строится техника управления парусом и доской.
Поверхностное торможение представляет собой второй вид сопротивления, во многом зависящего от размеров и структуры поверхности тел. Как правило, чем больше и грубее поверхность, тем сильнее тормозной эффект. Это сопротивление снижается уменьшением площади поверхности доски, или конструктивным уменьшением поверхностного торможения специальными покрытиями и смолами. Это одна из причин, почему процесс обучения учеников идёт на постепенно уменьшаемых размерах досок и использованием более современного оборудования.
В зависимости от вида спорта результаты исследований, проведённых с использованием аэродинамической трубы, моделирующей движение в заданном потоке воздуха, свидетельствуют о том, что положение или площадь поверхности тела может способствовать снижению сопротивления движению. В высокоскоростных видах спорта, таких как виндсерфинг, скоростной бег на коньках, скоростной спуск на лыжах и бобслей, выбор обтекаемого потоком воздуха оптимального положения спортсмена может значительно уменьшить сопротивление. В некоторых видах спорта спортсмены стараются придать своему телу изогнутую форму, аналогичную падающей капле. Такая конфигурация сводит к минимуму площадь поверхности, подставленную ветру, вследствие чего поток воздуха плавно огибает поверхность тела, а встречное сопротивление воздуха при этом снижается.
Биомеханика виндсерфинга рассматривает статику, кинематику и динамику человека доски и паруса.
В статике исследуются законы сложения сил и условия равновесия тел. В кинематике изучается механическое движение тел вне связи с определяющим его взаимодействием между телами. В динамике рассматривается влияние взаимодействия между телами на их механическое движение.
Для серфера характерны следующие виды движения:
• поступательное, когда все точки имеют одинаковые траектории перемещения;
• вращательное, когда движение происходит вокруг оси вращения;
• сложное, когда движение состоит из двух и более простых движений; например, тело может совершать вращательное движение, а ось вращения может двигаться тем временем поступательно.
В статике на виндсерфера действуют следующие внешние силы,: сила тяжести, действующая вертикально; сила ветра, действующая горизонтально (ветер, с помощью которого движется виндсерфинг, состоит из двух составляющих: реальный ветер и встречный ветер, и называется вымпельным ветром); реакция опоры в данной позиции является равнодействующей силы сопротивления воды (трения) и силы Архимеда (выталкивания).
Все перечисленное составляет механическое содержание биомеханики виндсерфинга.
Виктор Раздуев,
Продолжение следует….
