В научно-исследовательском институте деятельности в экстремальных условиях ФГБОУ ВПО Сибирского государственного университета физической культуры и спорта был проведен анализ зарубежных периодических источников с целью выявления закономерностей и тенденций развития современной науки в области высоких спортивных технологий в шорт – треке и биатлоне.
Объект исследования - спортсмены высокого класса в биатлоне и шорт-треке за рубежом.
Предмет исследования – методики технической, физической и тактической подготовки, методика планирования тренировочного процесса и контроля подготовленности спортсменов высокого класса в видах спорта: биатлон и шорт-трек.
Цель исследования - выявление актуальной проблематики, сбор и анализ фактической информации по проведенным исследованиям в области физиологии, биохимии, биомеханики спортивной деятельности, теории и методики подготовки спортсменов высокого класса в биатлоне и шорт треке за рубежом.
Материалы и методы. Анализу подверглись 94 англоязычных статьи из научных журналов, зарегистрированных в ведущих базах цитирования, материалы международных конференций размещенные, в том числе, в открытых интернет - источниках.
В исследовании применялись методы лингвистического и экспертного анализа, метод контент-анализа.
Приоритетными направлениями в научных работах по биатлону и шорт треку остаются исследования посвященные анализу факторов способствующих стабильной и точной стрельбе биатлонистов, методам оценки функционального состояния, восстановления и повышения работоспособности, проблеме сохранения здоровья (анализу причин заболеваний верхних дыхательных путей и предотвращению травм).
Специалисты делают акцент на техническом оснащении тренировочной и соревновательной деятельности в биатлоне и шорт треке – разработке новых мобильных систем анализа техники передвижения и тактике прохождения соревновательных дистанций.
В результате проведенного анализа иностранных статей, материал был разбит на разделы.
В первой части исследования представлены данные, касающиеся материально-технического обеспечение тренировочного процесса и соревнований в шорт-треке и биатлоне. Например, специалисты из Венского университета, Австрия разработали новую мобильную систему мониторинга, передачи и обработки данных производительности спортсменов с целью обеспечения обратной связи. Одной из важнейших функций является обеспечение удаленного доступа для тренеров и других специалистов к значениям параметров (данные о производительности и т.д.).
Специалисты кафедры спортивного менеджмента Национальной академии спорта Болгарии определили требования необходимые для проектирования спортивного комплекса по биатлону и стрельбе.
Желая предложить качественный и конкурентоспособный спортивный продукт, разработчики провели опрос потенциальных потребителей, что должно было позволить повысить их удовлетворенность при использовании предлагаемой услуги.
Ученый с кафедры компьютерных наук университета Калгари Андрей Годбоут разработал беспроводное звуковое устройство обратной связи для совершенствования техники прохождения поворотов в шорт-треке.
Данная система дает возможность определить различия или несовершенство движений испытуемых и доводит до испытуемого информацию о том, как было выполнено движение, позволяет повысить эффективность движения, время и положение тела в режиме реального времени.
Доктор Яхуан Ванг в университете штата Юта разработал новую и эффективную систему видеоанализа в шорт-треке.
Предложенный новый метод регистрации используется для автоматической фиксации ключевых кадров и создания общей панорамы. Такая система компьютерного видеоанализа STS2, способна отслеживать одновременно несколько высокоскоростных конькобежцев в шорт-треке, снятых одной панорамой камерой.
Исследователь научной лаборатории нейротравмы (травмы головы) университета Оттавы (Канада) Лара Картон оценила эксплуатационные характеристики шлемов в конькобежном спорте в отношении управления максимальными линейными и угловыми ускорениями, и сравнила уровень их эффективности с другими типами шлемов, которые обычно носят в конькобежном спорте.
Она заключила, что конькобежные шлемы могут быть не столь эффективными в применении при угловом ускорении и, следовательно, не могут успешно защитить спортсменов от риска, связанного с получением различных травм и сотрясением мозга.
Вторая часть настоящего исследования посвящена анализу соревновательной деятельности в биатлоне и шорт-треке.
В Литовском университете педагогических наук Лиина Крейвенайте провела анализ результатов исследований, которые указывают на имеющуюся зависимость уровня результативности стрельбы биатлонистов от их возраста на чемпионатах мира 2011-2012 гг.
Результаты исследований показывают, что наиболее высокая точность стрельбы выявлена в группах взрослых мужчин и женщин биатлонистов.
Средний уровень результативности стрельбы выявлен у спортсменов юношеских и юниорских групп и статистически значимо не различается.
Самое длительное среднее время выполнения стрельбы отмечено в юношеской группе. Минимальное время выполнения стрельбы наблюдается во взрослой группе биатлонистов.
Количество времени, отводимого для выполнения стрельбы, у мужчин в различных возрастных группах было меньше, чем у женщин этой же группы.
Стрелковые показатели лидеров в различных группах были значительно лучше, чем в среднем по группе.
Наталья Кочергина, Алгирдас Чепуленас, Аурелиус Зуоза из Литовской академии физического воспитания провели сравнительный анализ результатов выступлений женщин биатлонисток, участвовавших в этапах Кубка мира и Чемпионата мира 2010-2011 годов.
Исследователи пришли к выводу, что подготовка биатлонисток высшей спортивной квалификации для участия в самом важном старте сезона - Чемпионате мира по биатлону основана на повторном участии в международных соревнованиях Кубка мира.
Места, занятые в общем зачете Кубка мира по биатлону показывают уровень мастерства и стабильности биатлонистов. Биатлонисты, занявшие места с 1 по 10 в общем зачете Кубка мира по биатлону, являются реальными претендентами на медали на Чемпионате мира.
Ученые с кафедры наук о движениях человека, университета Амстердама (Нидерланды) Флорентина Хеттинга и др. с помощью теоретического моделирования оптимальной стратегии гонки “переопределили” самостоятельно выбранную скорость прохождения дистанции на теоретически оптимальный профиль скорости и экспериментально его апробировали.
Никола Булок с учеными из Университета Уэльса занимаются определением оптимальной тактики прохождения дистанции в шорт треке.
Авторы рекомендуют на дистанции 500 м равномерно распределять прохождение обгонов по всем участкам трассы. Чтобы получить лидирующую позицию на 1000 м > 75% обгонов необходимо совершать при входе в поворот, а возможность обогнать соперников по внутренней и внешней стороне распределяется поровну. Для дистанции 1500 м, характерно равномерное распределение обгонов по всем участкам трассы для женщин, но 60% обгонов у мужчин происходит на повороте.
Третья часть исследования посвящена методическим аспектам тренировочного процесса в биатлоне и шорт-треке.
Например, ученые из исследовательского института спортивных наук Харбина (Китай) провели исследование по совершенствованию аэробной тренировки конькобежцев - участников Олимпиады 2008 года.
Они определили новый подход к аэробной тренировке соответствующий каждой отдельной специализации китайских конькобежцев спринтеров для адаптации их к изменению правил соревнований путем улучшения у них возможности аэробного метаболизма и эффективности клиренса из крови молочной кислоты.
Результаты показали, что избирательный подход в данной области способствует меньшему образованию молочной кислоты и ее лучшему клиренсу, повышению результативности представителей шорт-трека на дистанции 500 м.
Исследования ученых из института спортивных и оздоровительных наук, университета Базила (Швеция) посвящены тактической деятельности конькобежцев и рациональному распределению сил по дистанции в соревновательных гонках.
Результаты исследования показали, что конькобежцам предпочтительна стратегия быстрого старта во время официальной спринтерской гонки на 1000 метров. Однако сокращение времени на заключительной части дистанции, но не в начальной части гонки является полезным для финишного ускорения. Конькобежцы с более низким рейтингом должны сосредоточиться на снижении вариабельности во времени прохождения различных отрезков дистанции от соревнований к соревнованиям.
Ученые из исследовательского центра зимних видов спорта Шведского университета предлагают новый интересный метод повышения меткости стрельбы в биатлоне.
Было выявлено, что использование в течение 10 недель комбинированной психомышечной тренировки и специальной статической и стрелковой подготовки способствует улучшению результатов стрельбы биатлонистов в тестовых соревнованиях по биатлону.
Ученые из Норвежской школы спортивных наук (Осло) и Университета Лилихамера и др. занимаются исследованием влияния дополнительно к высокому объему тренировки на выносливость тяжелой силовой тренировки направленной на увеличение мышечной массы и физической работоспособности высококвалифицированных лыжников.
Ученые выявили, что добавление тяжелых силовых тренировок к обычной тренировке на выносливость у высококвалифицированных лыжников способствует увеличению силы, средней мощности 5минутного теста одновременных отталкиваний руками, и максимального потребления кислорода в специальном тесте на лыжероллерах.
Более слабые спортсмены, в данном исследовании женщины, в большей степени выиграют от применения тяжелых силовых тренировок в процессе их обычной подготовки.
Ученый M. Гибала из университета МакМастер Онтарио, Канада занимается исследованием влияния высокоинтенсивной прерывистой тренировки на физиологическое состояние человека.
Показано, что высокоинтенсивная интервальная тренировка вызывает многочисленные физиологические адаптационные изменения, которые характерны после применения традиционных тренировок на выносливость, несмотря на малый общий объем упражнений.
Исследователи из Норвежского университета науки и технологий, Трондхейма занимаются исследованием методов повышения эффективности катания на лыжероллерах.
Они определили влияние частоты на эффективность и производительность при G3 лыжероллерном катании. При высокой мощности (производительность теста 20 км / ч), эффективность и производительность значительно снижены при высокой частоте.
Специалисты факультета наук о движении университета Амстердама (Нидерланды), Института биомедицинских исследований движений человека университета Манчестера (Англия) и Академии физического воспитания Амстердама (Нидерланды) провели совместные исследования и разработали новый метод обучению технике старта в конькобежном спорте.
Исследователи факультета наук о движении человека университета Амстердама (Нидерланды) и университета упражнений и спортивной науки Висконсина занимаются проблемой моделирования прохождения дистанции.
Они предложили факторы, определяющие модель скорости прохождения дистанции: (а) трудность ускорения в начале гонки, (б) величина замедления в результате потери мощности из-за усталости, (в) потеря мощности, связанная с окружающей средой, и (г) количество потери кинетической энергии в конце гонки.
Ученый из Делфтского университета технологий Ф. Ван дер Хелм занимается проблемой совершенствования техники движений конькобежца.
Ученые предлагают простую 2-мерную модель движения конькобежца, которая напрямую имитирует наблюдаемые кинематические и силовые характеристики.
Основными чертами модели являются: конькобежец моделируется как три точки массы, считаются лишь движения в горизонтальной плоскости, сила сопротивления воздуха принимается как квадратическая скорость поступательного движения, также учитывается сила трения между льдом и коньками; идеальный контакт конька на льду моделируется геометрической связью в вертикальном направлении и негеометрической в боковом направлении.
Используя полученные данные характеризующие разгибание ног (кинематические данные) можно предсказать оптимальную скорость движения вперед.
Ученый из нефтегазового университета Плоешти Вайда Мариус разработал модельные характеристики конькобежцев, обусловленные определенным био-психо-моторным профилем детей, который должен налагаться на генетические задатки и благоприятные способности, развиваться и совершенствоваться в соответствии с возрастом спортсменов.
В четвертой части представлены методы исследования функционального состояния организма спортсменов, занимающихся биатлоном и шорт-треком.
Ученые из университетов Испании оценивали функциональное состояние спортсменов при помощи метода анализа вариабельности сердечного ритма и изучили сложные физиологические реакции во время и после выполнения высокоинтенсивных упражнений с помощью нелинейной динамики.
Подготовка лыж и их скольжение могут значительно влиять на результат биатлонистов. Специалисты центра спортивных сооружений и технологий Норвежского университета науки и технологий, Трондхейм (Норвегия) провели исследования сравнения между тестами на продолжительность лыжного скольжения с захватывающим инерционным измерительным устройством.
Анализ и сопоставление методов определения максимального потребления кислорода с помощью разных эргометров, в том числе и лыжного, проведенный учеными кафедры физиологии института спорта Варшавы показал следующее.
Высокая точность определения МПК на лыжном эргометре возможна без измерения потребления кислорода благодаря очень высокой степени корреляции между мощностью и потреблением кислорода. МПК может быть прогнозируемо у мужчин и женщин по результатам работы субмаксимальной и максимальной мощности на лыжном эргометре, с не меньшей точностью, чем при выполнении упражнений на велоэргометре, тредмиле или гребном эргометре. Наиболее точно прогнозировать МПК можно исходя из значения линейной взаимосвязи между потреблением кислорода и частотой сердечных сокращений при выполнении упражнения с субмаксимальной мощностью, экстраполированной на возрастные показатели максимальной величины ЧСС.
Ученые университета штата Монтана занимаются разработкой тестов для оценки специальной работоспособности биатлонистов и лыжников.
Авторы предлагают производить расчет потребления кислорода с помощью субмаксимального градуированного теста для оценки взаимосвязи между расчетом внешней мощности и потребления кислорода лыжником.
Авторы указывают на то, что параметры кривой частоты сердечных сокращений и потребления кислорода считаются более надежными, чем соответствующие параметры перепада, хотя все переменные показали значения соответствующие средней и высокой оценке в тесте на надежность.
В пятой части исследования рассматриваются медико-биологические аспекты занятий биатлоном и шорт-треком.
Ученые королевского медицинского центра университета Ноттенхема, (Великобритания) определили роль карнитина в энергообеспечении упражнений, выполняемых с субмаксимальной мощностью.
Специалисты отделения физиотерапии Сер-Тренделагского университетского колледжа и кафедры наук о движении человека, Норвежского университета науки и технологий определили распространенность заболеваний опорно-двигательного аппарата среди норвежских биатлонисток.
К наиболее пострадавшим частям тела были отнесены: коленные суставы (23,0% от общей травмы), икроножные мышцы (12,2%), голеностопные суставы (10,8%), нижняя часть спины (10,8%), и бедра (10,1%). Заболевания привели к прекращению тренировок у 73,5% спортсменов, и альтернативным тренировкам у 87,8%.
Ученые из Зальцбургского университета занимаются проблемой устойчивости тела и винтовки при стрельбе биатлонистов.
Они установили, что высокая результативность стрельбы характеризуется более низким, и медленным 1) колебанием тела во всех направлениях и 2) колебанием винтовки в «медио-боковом» направлении (сложение нескольких гармонических колебаний одного направления).
Самыми значимыми факторами были: 1) стандартное отклонение и экскурсия винтовки и тела в направлении стрельбы и 2) длина пути и экскурсия винтовки через направление стрельбы.
Специалисты центра медицинских технологий университета Керсан, Корея выявили взаимосвязь между размерами мозжечка и статической устойчивостью высококвалифицированных спортсменок, занимающихся шорт-треком.
Они установили, что объем 6 и 7 долей мозжечка у них значительно коррелирует со статическим равновесием левой части тела.
Мартин Лаки из школы спортивных наук, Бирмингемского университета (Бирмингем) провел аналитическое исследование влияния мышечного тремора на результативность стрельбы.
Установлено, что воздействие холодного климата в состоянии покоя спортсменов может предположительно улучшить результативность стрельбы, но это только в том случае, если температура кожи рук и пули может быть сохранена.
Ученые школы кинетики, университета Британской Колумбии исследовали состояние дыхательной системы и выделили ряд важных факторов, которые предъявляют повышенные требования к дыхательной системе спортсменов зимних видов спорта.
Они объясняют частые бронхиальные расстройства спортсменов повторной хронической гипервентиляцией холодным и сухим воздухом во время выполнения физических упражнений. Таким образом, легкие и дыхательная система, фактически может “дезадаптироваться” при постоянной тренировке в холодной среде. Сочетание интенсивных тренировок с холодными условиями окружающей среды, по-видимому, вызывает ремоделирование эпителия дыхательных путей, о чем свидетельствуют биопсия бронхов человека.
Ученые европейской школы физиотерапии Амстердама (Нидерланды) Д. Блут, С. Сантер, Д. Каррабре и Ф. Манфредини провели поисковое исследование по выявлению характера и происхождения травм опорно-двигательного аппарата у высококвалифицированных биатлонистов.
Они установили, что частота травм у биатлонистов составляет 58,6 травм на 100 спортсменов в год. Спортсменки (54,4%) больше страдают от травм, чем спортсмены-мужчины (39,7%). В общей сложности 54,4% травм возникли постепенно, 54,4% произошли во время тренировочного сезона, 39,7% требуют исключения спортсменов из участия в соревнованиях и тренировках.
Наиболее часто травмы происходили в нижней части спины (38,9%), коленных (35,7%) и плечевых (25%) суставах.
Бег был основной причиной травм (27,9%).
Независимая переменная - “стаж занятий биатлоном” (7 лет и более) коррелирует с повышенным риском получения травм (Р = 0,036).
Ученые университетского колледжа Лондонского института охраны здоровья и работоспособности человека (Великобритания) провели анализ изменения работоспособности человека в горных гипоксических условиях.
Установлено, что спортсмены, не являющиеся акклиматизированными к условиям среднегорья, с рождения имеют меньшую производительность и работоспособность в данных условиях.
Однако уровень производительности и работоспособности значительно отличается у различных спортсменов, и в основе этих отличий лежит генетическая изменчивость. В настоящее время определение соответствующих генетических элементов у людей находится в зачаточном состоянии, но использование результатов данных исследований, вероятно, поможет получить более глубокое понимание того, как люди приспосабливаются к высоте и разработать определенные необходимые воздействия.
Ученые из школы клинической и экспериментальной медицины, колледжа медицинских и стоматологических наук, университета Бирмингема (Великобритания) определили факторы, оказывающие влияние на парасимпатическую активность нервной системы биатлонистов.
К ним относятся: высокие значения МПК (> 60 мл кг/мин) и низкая ЧСС покоя (около 50 ударов/мин), воздействие холодного воздуха на лицо, «центральные команды» - сознательная попытка спортсмена, снижение частоты сердечных сокращений.
Ученые из Северо-Тренделагского университетского колледжа (Норвегия) изучили особенности восстановления вегетативной нервной системы во время высокой тренировочной нагрузки у женщин биатлонисток мирового класса.
Они определили существенные внутри-индивидуальные различия общей вариабельности сердечного ритма.
Ученые центра спорта и науки университета Эссекс и Британского Олимпийского университета исследовали влияние длины дистанции на оксигенацию мышц спортсменов, специализирующихся в шорт-треке с использованием портативных устройств ближней инфракрасной спектроскопии.
Они выявили различия в насыщении кислородом правой и левой мышц ног во время гонок на 3 х дистанциях: 500 м, 1000 м и 1500 м.
Шестой раздел исследования посвящен изучению внетренировочных средств повышения работоспособности.
Исследователи из государственного университета Сан-Франциско, университета Торонто (Онтарио, Канада) и специалисты производственных фирм Thought Technology Ltd (Онтарио, Канада) и Peak Sport Performance Mindroom (Квебек, Канада) разработали систему биологической обратной связи для тренировки времени реакции.
Они представили новую систему тренировки для сокращения времени реакции на сигнал старта с биологической звуковой обратной связью с помощью моделирования начала гонки, т.е. повторных стартов. Схема измерения предусматривает регистрацию активации педали устройства ногой таким образом, чтобы ответ был записан, когда давление на педаль прекращалось. Это было сделано для моделирования более специфических для шорт-трека условий старта на льду.
Фил Ватсон из школы спортивных наук университета Лафборо (Великобритания) исследовал особенности влияние различных веществ на работоспособность нервной системы спортсменов.
Существует доказательства того, что манипуляции нейротрансмиттеров серотонина, дофамина и норадреналина, путем введения фармакологических препаратов, могут отсрочить наступление утомления во время длительного выполнения упражнений. В исследовании доказано положительное влияние кофеина на физическую работоспособность.
Исследователи из лаборатории физических упражнений и спортивного питания Teхаского университета, кафедры здоровья, работоспособности и оздоровления университета Бэйлор и Школы медицинских исследований и физической культуры изучили особенности влияние бета-аланина на карнозин мышц и физическую работоспособность.
Ученый Томас Рейли из Научно-исследовательского института спорта и упражнений университета Джона Мура, Ливерпуль, Великобритания занимается изучением биологических ритмов и спортивной работоспособности.
Ритмы работоспособности человека нарушаются, когда спортсмены совершают дальние, но достаточно кратковременные перелеты со сменой часовых поясов и климатических зон, или занимаются ночной сменной работой. Симптомы усиливаются и длятся дольше при перелетах, следующих на восток по сравнению с западным направлением.
Коррекция возникающих негативных состояний может быть оказана посредством поведенческой стратегии. Частью этой стратегии являются: длительная дремота, длительная физическая тренировка и общественные мероприятия, пищевое и питьевое поведение, а также применение определенных фармакологических средства.
Кит Бар и Шон МакГи из отдела молекулярной физиологии университета Данди (Великобритания) и кафедры физиологии университета Мельбурна (Австралия) исследовали влияние гликогена на адаптацию к тренировке.
Использование гликогена может быть эффективным средством для спортсменов, тренирующихся на выносливость во время увеличения их аэробной возможностей в начале сезона. Они заключили, что бегунам на длинные дистанции было бы лучше, «развести» по времени периоды низкой «гликогеновой подготовки» в начале своего тренировочного года, путем перехода на богатую углеводами диету с увеличением интенсивности тренировок.
Специалисты школы спорта и наук о здоровье Анни Ванхатанол, Джонатан Фулфорд, Фред Дименал и Эндрю Джонс методом магнитного резонанса определили влияние гипероксии на метаболические реакции в мышцах.
Результаты показали, что предельные возможности метаболизма мышц при выполнении упражнений с высокой интенсивности связаны с достижением последовательного снижения показателей внутримышечного фосфокреатина и кислотно-щелочного показателя мышц. Критическая мощность и гиперболическая кривая параметров взаимосвязи мощности и длительности работы весьма чувствительны к потреблению гипероксического газа.
Проведенный поиск, отбор, изучение и анализ зарубежных источников информации по различным аспектам спортивной тренировки в биатлоне и шорт-треке (в том числе на основе изучения данных из смежных научных дисциплин) позволил выделить наиболее значимые для теории и методики подготовки спортсменов следующие факты, сведения, тенденции и закономерности: