РАЗРАБОТКА КРИТЕРИЕВ ОЦЕНКИ ТЕХНИКИ ПОВОРОТА ПРИ ПЛАВАНИИ В МОНОЛАСТЕ

Морозов С.Н.¹, Сауров Е.А.², Мехетелев О.В.³

¹ORCID: 0000-0002-1825-0097, доктор педагогических наук, профессор, преподаватель кафедры ТиМ Спортивного и синхронного плавания, аквааэробики, прыжков в воду и водного поло РГУФК (ГЦОЛИФК), ²ORCID: 0000-0002-1825-0023, ³ORCID: 0000-0002-1825-0023

Российский Государственный Университет Физической Культуры Спорта Молодежи и Туризма (ГЦОЛИФК)

РАЗРАБОТКА КРИТЕРИЕВ ОЦЕНКИ ТЕХНИКИ ПОВОРОТА ПРИ ПЛАВАНИИ В МОНОЛАСТЕ

Аннотация

Произведено сравнение техники выполнения поворота при плавании в моноласте и при плавании кролем. Выделены схожие компоненты в сравниваемых движениях. Выделены компоненты для анализа. Произведен анализ 14 параметров техники поворота в моноласте с помощью подводной видеосъёмки, хронометрии, обработки результатов видеосъёмки с помощью программы QTM (Qualisys Track Manager) и обработки данных хронометрии с помощью методов математической статистики. Выделены наиболее важные факторы, благодаря которым возможно снижение времени выполнения поворота при обучении спортсменов-подводников младших спортивных разрядов.

Ключевые слова: моноласт, плавание, техника плавания, повороты, плавание в ластах.

Morozov S.N.¹, Saurov E.A.², Mekhetalev O.V.³

¹ORCID: 0000-0002-1825-0097, PhD in Pedagogy, Professor, lecturer of the Department of theory and methodology of football, competitive and synchronized swimming, aqua aerobics, diving and water polo of Russian State University of Physical Education, Sport, Youth and Tourism (SCOLIPE), ²ORCID: 0000-0002-1825-0023, ³ORCID: 0000-0002-1825-0023

Russian State University of Physical Education, Sport, Youth and Tourism (SCOLIPE)

DEVELOPMENT OF EVALUATION CRITERIA FOR TURNING TECHNIQUE IN MONOFIN SWIMMING

Abstract

The comparison of the turning technique during monofin swimming  and during crawl stroke swimming is presented. The similar components are distinguished in compared movements. The components for analysis are selected. 14 parameters of the turning technique in monofin swimming with the help of underwater video, chronometry, processing of the results of the video shooting using the QTM program (Qualisys Track Manager) and the processing of chronometry data using mathematical statistics methods are analyzed. The most important factors are highlighted, due to which it is possible to reduce the turn time in  training of underwater sportsmen of junior sports categories.

Keywords: monofin, swimming, swimming technique, turns, monofin swimming.

Актуальность

Техника плавания в моноласте состоит из дельфинообразных движений ног и туловища в саггитальной плоскости, тело находится в горизонтальном положении. Движения начинается от плеч в направлении центра масс и ног пловца, откуда усилие передаётся на поверхность моноласта. Поверхность моноласта приблизительно в 20 раз больше поверхности стопы пловца. Этим объясняется тот факт, что скорость плавания в моноласте на 24% превышает скорость плавания кролем на дистанции 50м.

Известно, что результат в плавании зависит от старта, скорости проплывания дистанции, поворота и финишного касания. Анализ техники плавания в моноласте строится на оценки кинематики и динамики движения [1, С. 190], [2, С. 54], [3, С. 247]. Специфика плавания в моноласте также объясняется базовыми механизмами естественных локомоций водоплавающих млекопитающих [2, С. 56]. Недостаточная теоретическая разработанность критериев оценки техники выполнения поворота при плавании в моноласте позволила авторам выделить критерии оценки техники выполнения поворота на основе интерпретации анализа техники выполнения поворота при плавании кролем на груди.

Исходя из предположения о том, что повороты при плавании в моноласте отличаются незначительно от поворотов, выполняемых при плавании кролем на груди, удалось разделить движение на несколько фаз: наплыв на стену, кувырок, касание стены, отталкивание, скольжение под водой, начало движения (см. рис. 1) [4, С. 205], [8, C. 400].

Рис. 1 – Фазы поворота при плавании кролем на груди

При плавании кролем поворот занимает приблизительно 8 секунд. При плавании в моноласте поворот занимает меньше времени. За несколько секунд пловец должен выполнить кувырок (вращение тела в поперечной оси), оттолкнуться от стены и развернуть тело в продольной оси во время первых метров скольжения под водой.

Большая площадь поверхности пластины моноласта служит помехой для ориентации тела пловца в пространстве. Высокая сложность движения в очень короткий промежуток времени требует полной автоматизации навыка поворота.

 Установлено, что поворот занимает приблизительно 36% времени всей дистанции при плавании кролем по короткой воде и 31% времени при плавании в 50м бассейне [3, С. 250].

В работах зарубежных исследователей приведены доказательные факты того, что более быстрое прохождение поворотов способствует более быстрому прохождению всей дистанции [5, С. 45]. Допустимо предположить, что это справедливо и для плавания в моноласте.

На основании сформулированных выше аргументов стало очевидным, что существует потребность выделить факторы, которые определяют эффективность техники поворота в моноласте.

Биомеханический анализ способствовал выделению критериев для оценки техники поворота. Обобщение полученных результатов позволило составить диаграммы, описывающие базовые определяющие факторы эффективной техники поворота в моноласте.

Предметом исследования стал поворот в моноласте, выполняемый спортсменами - членами национальной сборной РФ по подводному спорту.

Ожидается, что полученные результаты будут источником информации в тренировочном процессе для спортсменов «младших» спортивных разрядов.

Реализация эксперимента

В качестве испытуемых были выбраны 6 спортсменов мужского пола - члены национальной сборной РФ по подводному спорту. Средний возраст испытуемых 17,2+/-1,2 года, средняя масса тела 76,33+/-6,25 кг, средняя длина тела 1,84+/-0,04). Эксперимент проводился в схожих условиях, как в эксперименте по оценке техники поворотов у пловцов-кролистов [2, С. 55]. Спортсмен проплывал 25м и выполнял поворот с максимальным усилием. Такая последовательность повторялась 3 раза. Производился анализ только одного - самого быстрого поворота у каждого спортсмена.

Повороты были засняты с помощью двух видеокамер, находившихся под водой. Одна из камер находилась на расстоянии 1,5м от стен, вторая - 3м от стены. Расположение камер было выбрано таким образом, что объектив камер находился перпендикулярно к объекту съемки в момент поворота (см. рис. 2).

Рис. 2 – Расположение камер во время подводной видеосъёмки

 

Маркеры, позволяющие определять местоположение различных частей тела в пространстве, были прикреплены с обеих стороны оси следующих суставов: лодыжка, коленный, тазобедренный, плечевой [7, С. 2]. Поворот был проанализирован в двух плоскостях, как при стандартном анализе техники плавания в моноласте [7, С. 3].

Процедура записи была выполнена схоже с методами авторов, выполнявших анализ техники поворота у пловцов-кролистов [5, С. 45], [9, С. 370], [10, С. 250], [11, С. 116]. Видеоматериалы были получены при частоте 50 Hz. Образцы были проанализированы в программе Qualisys Track Manager.

 

Таблица 1 – Описание компонентов техники выполнения поворота в моноласте, проанализированных в процессе эксперимента

Общее время поворота	Время наплыва	Время кувырка
Период времени между моментом, когда тазобедренный сустав спортсмена проходит отметку 5 метров от стены, и моментом, когда тазобедренный сустав спортсмена прошел отметку 5 метров от стены после выполнения поворота.	Период времени между моментом, когда тазобедренный сустав спортсмена проходит отметку 5 метров от стены, и моментом начала кувырка (движения плеч вниз).	Период времени между началом кувырка (движение плеч вниз) и контактом ногой стены.
Время контакта со стеной	Время отталкивания	Время скольжения
Период времени между первым касанием ноги стены и отрывом ноги от стены.	Период времени между началом отталкивания (разгибание бедра) и отрывом стопы от стены.	Период времени между отрывом ноги от стены и разгибанием колена.
Время до начала гребков
Период времени между первым движением (разгибание коленей) и моментом, когда тазобедренный сустав спортсмена проходит отметку 5 метров от стены.

 

На основе исследований техники поворота в кроле были выделены важнейшие параметры для исследования (см. таблицу 1). Предметом анализа стали кинематические параметры пяти фаз поворота: наплыв на стену, кувырок, отталкивание, скольжение и возобновление плавания [3, С. 251]. В качестве параметров для оценки были выбраны: индекс группировки - определяется как  отношение минимального расстояния от тазобедренного сустава до стены в момент касания к длине ноги. Этот индекс описывает степень группировки спортсмена - согнутость ноги непосредственно перед отталкиванием. Чем больше индекс группировки (чем прямее нога), тем быстрее возможно выполнить поворот [3, С. 251]. Также были проанализированы параметры, описывающие угол сгиба в коленном суставе во время отталкивания и скольжения (см. таблицу 2). Средние скорости выделенных фаз поворота были высчитаны как отношение пройденного расстояния к времени прохождения этого расстояния.

В качестве дистанции для поворота выбрана дистанция в 5м от стены бассейна [7, С. 13], [10, С. 250],  [12, С. 390].

 

Таблица 2 – Специфические параметры, которые были измерены и проанализированы в течение эксперимента

Индекс группировки

Измерен в момент, когда тазобедренный сустав находился на минимальном расстоянии от стены в момент контакта ноги и выражен в процентном отношении этого расстояния к длине ноги спортсмена.

Максимальное сгибание в коленном суставе

Сгибание коленного сустава в момент оценки индекса группировки

Угол отталкивания

Угол между продольной осью тела пловца и горизонталью в момент отрыва ноги от стены

Угол скольжения

Угол между продольной осью тела пловца и горизонталью в момент разгибания коленного сустава после отрыва ног от стены

 

Результаты исследования

Результаты, представленные в таблице 3, отображают сходство техники выполнения поворотов в моноласте и поворотов при плавании кролем.

 

Таблица 3 – Специфические параметры, которые были измерены и проанализированы в течение эксперимента

Параметры	Текущее исследование		Исследование поворота при плавании кролем на груди
	Ср. зн.	Ст. откл.	Средние значения
Общее время поворота, с	5,10	0,51	7,26	8,53	7,63	8,22
Время наплыва, с	1,70	0,25	2,35
Время контакта со стеной, с	0,20	0,03	0,38	0,35	0,29	0,36
Время отталкивания, с	0,11	0,04	0,22	0,22
Время перед началом первого гребка, с	1,88	0,36	0,55
Дистанция отталкивания, м	0,36	0,20	0,46
Средняя скорость отталкивания, м/с	2,66	0,69	1,95	2,58
Глубина отталкивания, м	0,37	0,11	0,35	0,5	0,4
Индекс группировки, %	0,73	0,25	0,6
Угол скольжения, °	18,50	6,12
Время кувырка, c	1,01	0,10	0,7
Максимальное сгибание в коленном суставе, °	89,42	10,97	90	60
Время скольжения, c	0,29	0,07	0,55
Дистанция скольжения, м	0,68	0,21	1,35

 

Таблица 4 представляет собой адаптированную для плавания в моноласте модель оценки поворота [5, C. 42]. Данная модель является источником для определения ключевых критериев эффективного механизма выполнения поворота в моноласте. Толкование данных, приведенных в таблице 4, основано на анализе статистической значимости зависимости общего времени поворота и исследованных параметров, которые являются его составляющими.

Опираясь на значение коэффициентов корреляции, составляющих статистическую значимость (r≥0,9), можно сделать вывод, что минимизация времени наплыва на стену, минимизация времени контакта со стеной являются ключевыми факторами для снижения времени выполнения поворота в целом. Значительную роль (r≥0,7) играет необходимость выполнения отталкивания с большим индексом группировки и увеличение скорости отталкивания.

 

Таблица 4 – Параметры техники поворота и значения коэффициента корреляции Пирсона каждого проанализированного параметра

Выводы

1. В результате исследования подтверждено сходство структуры техники поворота при плавании кролем на груди и плавании в моноласте (см. таблицу 3). Это сходство позволяет выделить основные критерии для оценки техники поворота в моноласте. Поскольку исследование проводилось в пределах 5 метров до и после стены, параметры, выходящие за эти пространственные пределы, которые потенциально могут вносить вклад в технику поворота, не были учтены. Однако, некоторые исследования по оценке техники поворота при плавании кролем на груди были проведены в пределах 7,5 метров и 10 метров от стены. Сравнивая с исследованиями, проводившимися на расстоянии 5 метров от стены, значительной разницы не наблюдается. В силу того, что техника поворота в моноласте и техника поворота в кроле на груди имеет сходство, можно пренебречь теми компонентами техники, которые выходят за пределы 5-метровой отметки.
2. На основании результатов обработки данных методами математической статистики, представленных в таблице 4, можно утверждать, что наибольший вклад в уменьшение времени выполнения поворота имеет скорость наплыва на стену (r=0,98), а скорость выполнения самого вращательного движения в поперечной плоскости (кувырка) не имеет решающего значения (r=0,65).
3. Отрицательная корреляция времени выполнения поворота в целом и индекса группировки (r=-0,75) обусловлена тем, что группировка требует от спортсмена большего ноги, а следовательно требует сокращения расстояния до стены. Спортсмену, в результате группировки, приходится преодолевать большее расстояние до стены перед поворотом и после поворота. Исходя из этого, можно сделать вывод, что необходимо выполнять кувырок с небольшим углом сгибания в коленном и тазобедренном суставе (ноги максимально прямые), оптимальным для того, чтобы пронести ноги над водой и «попасть в поворот».
4. Отрицательная корреляция времени выполнения поворота в целом и времени контакты со стеной обусловлена двумя факторами. Первым заключается в том, что при сокращении времени контакта со стеной, спортсмен не успевает принять обтекаемое, горизонтальное положение тела, способствующее уменьшению сопротивления формы [2, C. 55]. Вторым фактором является то, что при краткосрочном контакте со стеной, спортсмен не в состоянии полностью реализовать мышечный потенциал. Отталкивание от стены должно происходить с нарастающей скоростью (с ускорением к концу движения), что было получено в исследовании поворотов в кроле [4, C. 205]. Однако, необходимо отметить, что спортсмены высочайшей квалификации способны проявить координацию движений, благодаря которой при небольшом времени контакта со стеной, они способны принять обтекаемое положение тела. Второй же фактор, всё же, требует небольшой задержки ног на стене. При обучении поворотам спортсменов младших спортивных разрядов (3 взр. - 1 взр.) необходимо делать оптимальную паузу ног на стене.
5. Скорость отталкивания (r=0,70) имеет значительное влияния на скорость выполнения поворота. Необходимо отметить, что на коротких дистанциях (50м, 100м) имеет смысл повышать скорость отталкивания, но при соревновании на средних и длинных дистанциях уже появляется необходимость оптимизировать усилия, прикладываемые к стене при отталкивании. Различия взаимосвязи различных параметров поворота при плавании в моноласте на дистанциях разной длины требуют дополнительных исследований.

Список литературы / References

1. Arellano R.Analysis of 50-, l00-, and 200-m freestyle swimmers at the 1992 Olympic Games / R. Arellano, P. Brown, J. Cappaert // Journal of Applied Biomechanics. - 1994. - Vol. 10. P. 189-199.
2. Arellano R. Vortices and propulsion. In: Applied proceedings: Swimming / R. Arellano // XVII International Symposium on Biomechanics in Sports. - 1999. - P. 53-65.
3. Benjanuvatra N. Morphology andydrodynamic resistance in young swimmers / B. A. Blanksby, B. C. Elliott // Pediatric Exercise Science. - 2001. - Vol. 13. P. 246-255.
4. Blanksby B.A.Reliability of ground reaction force data and consistency of swimmers in tumble turn analysis / B. A. Blanksby // Journal of Human Movement Studies. - 1995. - Vol. 28. - P. 193-207.
5. Blanksby B.A.Force plate and video analysis of the tumble turn by age-group swimmers / B. A. Blanksby, D. G. Gathercole, R. N. Marshall // Journal of Swimming Research. - 1996. - Vol. 11. - P. 40-45.
6. Blanksby B.A.Force-time characteristics of freestyle tumble turns by elite swimmers / B. A. Blanksby, J. N. Hodgkinson, R. N. Marshall // South African Journal for Research in Sport, Physical Education and Recreation. - 1996. - Vol. 19. - P. 1-15.
7. Blanksby B.A.An analysis of rollover backstroke turns by age-group swimmers / B. A. Blanksby, S. Skender, B. C. Elliott // Sports Biomechanics. - 2001. - Vol. 3. - P. 1-10.
8. Chatard J.C. Passive drag is still a good evaluator of swimming aptitude / J. C. Chatard, , B. Bourgoin, J. R. Lacour // European Journal of Applied Physiology. - 1990. - Vol. 59. - P. 399-404.
9. Chatard J.C.The contribution of passive drag as a determinant of swimming performance / J. C. Chatard, J. M. Lavoie, B. Bourgoin // International Journal of Sports Medicine. - 1990. - Vol.  - P. 367-372.
10. Chow J.W.Turning technique of elite swimmers / J. W. Chow, J. G. Hay, W., C. Imel //Journal of Sport Sciences. - 1984. - Vol. 2. - P. 241-255.
11. Clarys J.P.Total resistance of selected body positions in the front crawl / P. Clarys, J. Jiskoot // International Series on Sport Sciences. - 1975. - Vol 2.  - P. 110-117.
12. Clarys J.P. An experimental investigation of the application of fundamental hydrodynamics to the human body / J. P. Clarys // International Series on Sport Sciences. - 1978. - Vol. 4. - P. 386-394.