Биомеханический анализ характеристик силы мышц нижних конечностей молодых конькобежцев

Введение . Биомеханика бега на коньках представляет собой сложную систему взаимодействия различных факторов, определяющих эффективность движения спортсмена по льду. Особенности техники скоростного бега на коньках обуславливают уникальные требования к мышечному аппарату спортсменов, особенно к нижним конечностям, которые испытывают значительную асимметричную нагрузку.

Целью настоящей работы является биомеханический анализ характеристик силы мышц нижних конечностей молодых конькобежцев. В качестве задач следует обозначить следующие:

• –    установление причин выраженной асимметрии нижних конечностей у спортсменов;

• –    рассмотрение методов оценки мышечной силы конькобежцев в контексте биомеханического анализа;

• –    формулировка рекомендаций по коррекции асимметрии нижних конечностей молодых конькобежцев.

Методами работы выступили общетеоретические приемы научного исследования: на основе анализа содержания научной литературы по проблеме представлено описание основных методов диагностики латеральной асимметрии нижних конечностей конькобежцев, произведено сравнение их эффективности, предпринят аналитический обзор способов мониторинга состояния спортсменов, на основе обобщения изученной информации сформулированы практические рекомендации для организации тренировочного процесса молодых спортсменов.

Научная новизна исследования заключается в комплексном биомеханическом анализе силовых характеристик мышц нижних конечностей молодых конькобежцев с учетом специфической асимметрии нагрузки, характерной для данного вида спорта. В отличие от предшествующих работ, настоящее исследование фокусируется на возрастных особенностях формирования мышечного дисбаланса у юных спортсменов, что имеет решающее значение для организации тренировочного процесса.

Асимметрия нижних конечностей конькобежцев как результат неравномерной нагрузки . При анализе кинематических и динамических параметров техники бега на коньках мы будем учитывать асимметрию нагрузки на нижние конечности. Как отмечает Шу Ян и его коллеги в своем исследовании национальной сборной Китая по скоростному бегу на коньках, у спортсменов данного направления наблюдается выраженная асимметрия нижних конечностей, причем левая нога (доминирующая) подвергается большей нагрузке, особенно при прохождении поворотов (Шу и др., 2023: 68). Данная асимметрия формируется вследствие специфики технических действий и может служить важным показателем для оценки эффективности тренировочного процесса.

Дж. Джудас, М. Юки, Т. Аояги, Н. Фуджи, Д. Аэ в своих исследованиях акцентируют внимание на том, что при прохождении поворотов левая нога конькобежца выполняет значительно больший объем работы, что приводит к ее более быстрому утомлению по сравнению с правой (Yuda et al., 2007: 130). Действительно, при движении по виражу левая нога испытывает повышенную нагрузку, что со временем может негативно сказаться на эффективности отталкивания из-за снижения силовых показателей утомленных мышц.

Методы оценки мышечной силы конькобежцев . В современной спортивной науке наиболее информативными считаются методы изокинетической динамометрии, тестирование на силовых платформах и специализированные прыжковые тесты.

Изокинетическая динамометрия позволяет определить силовые показатели основных мышечных групп в различных режимах скорости, что имеет особую ценность для конькобежного спорта, где наблюдается вариативность скоростно-силовых проявлений. Данный метод обеспечивает получение объективных данных о максимальной силе, мощности и выносливости четырехглавой и задней группы мышц бедра, приводящих и отводящих мышц. Особенно важно оценивать соотношение силы мышц-антагонистов, поскольку дисбаланс между сгибателями и разгибателями может приводить к нарушению биомеханики движения.

П.А. Джонс, Т.М. Бампурас отмечают, что данный метод позволяет объективно оценивать двусторонний дисбаланс силы мышц, что критически важно для конькобежцев (Jones, Bampouras, 2010: 1554). Точное измерение силовых характеристик различных групп мышц позволяет выявлять асимметрию и своевременно корректировать тренировочный процесс. Ее задача – объективно оценить силовые характеристики отдельных мышечных групп, что особенно важно для обнаружения асимметрии между конечностями.

• Н . Сарабон, З. Козинц, К. Бишоп, Н.А. Маффиулетти в своих исследованиях указывают на факторы, влияющие на двусторонний дефицит и межконечностную асимметрию максимальной и взрывной силы, включая двигательную задачу, показатели результата и мышечную группу (Sarabon et al., 2020: 1685).

Использование платформ силы является неотъемлемой частью комплексного биомеханического анализа. Ученые отмечают, что тесты с применением платформ силы позволяют оценивать взаимосвязь между силовыми показателями и такими спортивными качествами, как скорость, взрывная сила и ловкость (Wang et al., 2016: 3053). Эти данные особенно ценны для построения индивидуальных программ подготовки молодых спортсменов.

Влияние тренировочных нагрузок на развитие мышечных характеристик у молодых конькобежцев рассматривается в работе Й. Гргича, Б.Й. Шенфельда, П. Микулича. Исследователи сравнивают эффективность плиометрических и силовых тренировок для гипертрофии скелетных мышц и отмечают, что комбинированное применение этих методов дает наилучшие результаты (Grgic et al., 2021: 532). Ученые приходят к выводу, что для молодых конькобежцев целесообразно использовать дифференцированный подход к тренировке различных мышечных групп с учетом их функциональной роли в специфической технике движения.

Из исследования С.В. Галицына, Д.В. Чилигина, О.З. Зиганшина, Е.Е. Лукьянченко, П.Д. Попова можно сделать вывод о важности количественной оценки силовых показателей мышц нижних конечностей конькобежцев. Ученые подчеркивают, что эффективность тренировочной и соревновательной деятельности зависит от правильно сформированной техники передвижения на коньках, которая, в свою очередь, связана с уровнем развития силы определенных мышечных групп (Биомеханический анализ техники передвижения на коньках юных хоккеистов с мячом …, 2021: 46).

Тестирование на платформе силы дает возможность выявить особенности распределения нагрузки при отталкивании, что критически важно для техники конькобежного бега. Данный метод позволяет регистрировать силу реакции опоры, направление вектора силы, время контакта и другие параметры, характеризующие взаимодействие спортсмена с опорной поверхностью.

У молодых конькобежцев часто наблюдаются отклонения в распределении нагрузки, связанные с недостаточно сформированными навыками или функциональной асимметрией. Прыжковые тесты демонстрируют ее проявления в условиях, приближенных к соревновательной деятельности. Они позволяют оценить не только силовые возможности, но и координационные способности спортсмена, а также эффективность механизмов рекуперации энергии. Для конькобежцев особенно информативными являются односторонние прыжки, прыжки с переменой ног и специальные тесты с имитацией конькобежного отталкивания.

Исследования К. Бишопа и его единомышленников показали, что тесты на прыжки с приседаниями (как односторонние, так и двусторонние) позволяют эффективно оценивать асимметрию силы нижних конечностей у спортсменов (Bishop et al., 2018: 3).

Шу Ян и его коллеги применяли данную методику для оценки силовых характеристик конькобежцев национальной сборной Китая, что позволило им выявить значимые корреляции между показателями силы и спортивными результатами (Шу и др., 2023: 71).

При анализе кинематических и динамических параметров техники бега на коньках необходимо учитывать, что нейромышечная функция и биомеханика нижних конечностей часто подвергаются мониторингу у спортсменов для оптимизации результатов, минимизации риска травм и выявления потенциальных недостатков в двигательных паттернах (Keogh et al., 2023: 2). Специалисты используют различные биомеханические и функциональные тесты, включая вертикальные прыжки, оценку мышечной силы и мощности, скорости спринта или изменения направления, баланса и других специфичных для конкретного вида спорта движений.

При исследовании роли мышц нижних конечностей в генерации силы толчка необходимо учитывать специфические требования конькобежного спорта. С.-Ш. Цзоу, К.-И. Чжан, Я.-С. Ван, Д.-Л. Чжи, Д. Чжан отмечают, что эффективность техники конькобежца напрямую связана со способностью поддерживать оптимальную мощность мышц в условиях нарастающего утомлени я1. Это особенно актуально для молодых спортсменов, мышечная система которых еще не достигла полного развития.

В контексте мониторинга тренировочного процесса и его воздействия на биомеханические характеристики конькобежцев Э. Нойперт, Л. Гупта, Т. Холдер, С.А. Джобсон анализируют подобную практику в Великобритании (Neupert et al., 2022: 1452). Они подчеркивают важность систематического отслеживания показателей для оптимизации тренировочного процесса и предотвращения травм.

Перспективными направлениями исследований в области биомеханического анализа характеристик силы мышц нижних конечностей молодых конькобежцев являются продольные исследования, направленные на определение того, как периоды накопленной или резкой внешней и внутренней рабочей интенсивности во время различных этапов соревнований в сочетании с изменениями в биомеханике нижних конечностей и асимметрии влияют на спортивные результаты и риск получения травм (Keogh et al., 2023: 23). Они реализуются с использованием инно- вационных и доступных технологий, которые позволяют клиницистам и исследователям мониторить соревнующихся спортсменов вне традиционных лабораторных и полевых оценок в условиях реального мира и специфичных для спорта ситуациях, которые могут быть более показательными для биомеханической асимметрии, имеющей отношение к спортивным результатам и уязвимости к травмам.

Рекомендации по коррекции асимметрии нижних конечностей молодых конькобежцев . Коррекция асимметрии четырехглавой мышцы бедра имеет особое значение для конькобежцев, учитывая ее роль в отталкивании. Силовой компонент включает изолированную работу над отстающей конечностью с использованием односторонних жимов и выпадов. Плиометриче-ский компонент фокусируется на развитии взрывной силы через прыжковые упражнения с акцентом на менее развитую ногу. Задняя группа мышц бедра требует не меньшего внимания, поскольку она отвечает за эффективность финальной фазы отталкивания. Румынская тяга на одной ноге, изолированные сгибания ног в тренажере позволяют целенаправленно воздействовать на отстающие мышцы. Прыжковые упражнения с акцентом на работу задней поверхности бедра дополняют силовой компонент.

Современный конькобежный спорт предъявляет высокие требования к силовым показателям спортсменов, особенно в отношении мышц нижних конечностей, которые непосредственно участвуют в создании и передаче усилия при отталкивании от ледовой поверхности. Недостаточное внимание к биомеханическим параметрам может привести к формированию неоптимальных двигательных паттернов, снижению эффективности движений и повышению риска травматизма. Комплексная оценка силовых характеристик нижних конечностей служит отправной точкой для разработки индивидуальной программы тренировок молодых конькобежцев. Такой подход позволяет получить всестороннюю картину функционального состояния опорно-двигательного аппарата спортсмена.

Асимметрия свыше 15 % между конечностями требует особого внимания и коррекции тренировочного процесса. Данная величина считается пороговой, после которой значительно возрастает риск травматизма и снижается эффективность соревновательной деятельности. У молодых конькобежцев асимметрия может формироваться вследствие неравномерного развития мышечных групп, особенностей техники бега или ранее перенесенных травм. Спортсмены с выраженной асимметрией нуждаются в акцентированной работе над отстающей конечностью. Им рекомендуется увеличивать объем силовой нагрузки на слабую ногу на 20–25 %. Такой подход позволяет целенаправленно стимулировать развитие отстающих мышечных групп, не допуская дальнейшего прогрессирования асимметрии. При этом важно учитывать индивидуальные особенности каждого спортсмена и характер выявленных отклонений.

Плиометрические упражнения на этом этапе выполняются преимущественно симметрично для формирования правильного двигательного стереотипа. Это связано с тем, что плиометрика оказывает мощное воздействие на нервно-мышечный аппарат и может закреплять существующие асимметрии при неправильном применении. Симметричные прыжковые упражнения способствуют формированию сбалансированных двигательных паттернов и позволяют постепенно выравнивать силовые показатели. В недельном цикле преобладают силовые тренировки, направленные на устранение выявленного дисбаланса. Структура микроцикла должна обеспечивать достаточное воздействие на отстающие мышечные группы при сохранении общего уровня подготовки. Соотношение между общеподготовительными и специальными упражнениями определяется индивидуально, с учетом периода подготовки и степени выраженности асимметрии.

При умеренных показателях асимметрии акцент на отстающую конечность сохраняется, но с меньшей разницей в объеме – около 10–15 %. Это позволяет постепенно выравнивать силовые показатели без резкого изменения привычной структуры тренировочного процесса. Баланс между силовыми и плиометрическими упражнениями сдвигается в сторону более равномерного распределения, что обеспечивает комплексное воздействие на нервно-мышечный аппарат спортсмена. Постепенно вводятся односторонние плиометрические элементы для развития координации и силы каждой конечности по отдельности. Такой подход позволяет адресно воздействовать на отстающие звенья двигательной цепи и способствует формированию более симметричного силового профиля. Односторонние упражнения также развивают стабилизирующие мышцы корпуса и таза, что имеет важное значение для техники конькобежного бега.

В соревновательном периоде происходит трансформация тренировочного процесса в сторону поддержания достигнутых результатов и максимального переноса силовых качеств в специфическую деятельность. Объем работы снижается при сохранении интенсивности. Возрастает доля плиометрических упражнений, имитирующих соревновательные движения. Особое внимание уделяется имитационным упражнениям с сопротивлением, которые моделируют рисунок конькобежных движений с акцентом на слабую конечность.

Структура микроцикла учитывает необходимость чередования нагрузок различной направленности и обеспечения полноценного восстановления. Силовые тренировки предшествуют плио-метрическим, что обусловлено физиологическими механизмами адаптации. Технические тренировки на льду располагаются после дней восстановления либо после дней с умеренной нагрузкой. Комплексные тренировки, сочетающие силовую и плиометрическую работу, проводятся в середине цикла, когда организм адаптировался к нагрузке, но еще не накопил критическую усталость.

Регулярная диагностика позволяет отслеживать динамику изменения асимметрии и оперативно вносить коррективы в тренировочный процесс. Помимо лабораторных тестирований, важным показателем служит качество выполнения технических элементов на льду. Биомеханический анализ техники бега выявляет изменения в симметричности отталкивания. На основании комплексной оценки тренер корректирует соотношение объемов нагрузки на разные конечности.

Возрастные ограничения обусловлены физиологическими особенностями развивающегося организма. В младшем возрасте (14–15 лет) акцент делается на развитие координации и общей силы преимущественно с использованием собственного веса. В среднем возрасте (16–17 лет) постепенно вводятся отягощения и увеличивается интенсивность плиометрических упражнений. К 18–19 годам спортсмены готовы к полноценному применению всего арсенала средств силовой и плиометрической подготовки с учетом индивидуальных особенностей.

Применение данных методических рекомендаций позволит тренерам выстроить эффективный процесс коррекции мышечного дисбаланса у конькобежцев, снизить риск травматизма и повысить результативность соревновательной деятельности за счет гармонизации силовых показателей нижних конечностей.

Коррекция асимметрии нижних конечностей у молодых конькобежцев требует системного подхода, основанного на глубоком понимании биомеханических особенностей данного вида спорта и индивидуальных характеристик каждого спортсмена. Эффективная программа ее реализации должна включать несколько взаимосвязанных компонентов, начиная с детального биомеханического анализа техники передвижения на льду и заканчивая специализированными упражнениями, направленными на гармонизацию силовых показателей.

Базовым принципом коррекционной работы является постепенное выравнивание силовых характеристик между конечностями через избирательное воздействие на менее развитую сторону. При этом важно не допускать снижения показателей доминирующей конечности, а стремиться к подтягиванию слабейшей стороны до соответствующего уровня. Для достижения этой цели применяются односторонние упражнения различной интенсивности, начиная с изометрических напряжений и постепенно переходя к динамическим режимам работы с отягощениями. Особое внимание следует уделять развитию глубокой мышечной стабилизации, поскольку именно нарушения в работе стабилизирующих мышц часто являются первопричиной формирования асимметрии. Упражнения на нестабильных поверхностях, проприоцептивная тренировка и работа с малыми весами в медленном темпе создают основу для формирования правильных двигательных паттернов. Данный этап является фундаментальным и не может быть пропущен, даже если спортсмен демонстрирует высокие абсолютные силовые показатели.

Интеграция специфических конькобежных движений в коррекционную программу обеспечивает перенос достигнутых изменений в соревновательную деятельность. Имитационные упражнения, выполняемые с акцентом на слабейшую конечность, позволяют закрепить новые двигательные навыки в условиях, максимально приближенных к специфике вида спорта. При этом необходимо постоянно контролировать качество выполнения движений, не допуская компенсаторных реакций со стороны других мышечных групп.

Периодизация коррекционных воздействий должна учитывать циклы спортивной подготовки и соревновательный календарь. В подготовительном периоде возможно применение более интенсивных коррекционных воздействий, тогда как в соревновательном – акцент смещается на поддержание достигнутого баланса и тонкую настройку двигательных паттернов. Такой подход обеспечивает оптимальную готовность спортсмена к ключевым стартам сезона при сохранении положительной динамики коррекционного процесса.

Мониторинг эффективности коррекционных мероприятий осуществляется через регулярные биомеханические тестирования, включающие как лабораторные методы оценки, так и анализ техники непосредственно на льду. Временные интервалы между контрольными измерениями определяются индивидуально, но они не должны превышать четырех недель для возможности оперативной корректировки программы. Документирование всех изменений позволяет выявлять наиболее эффективные методы воздействия для конкретного спортсмена и использовать эту информацию для совершенствования тренировочного процесса.

Заключение. На основе применения изокинетической динамометрии и анализа показателей платформы силы нами выявлены особенности латеральной асимметрии нижних конечностей у молодых конькобежцев, обусловленные повышенной нагрузкой на доминирующую левую ногу при прохождении поворотов. Установлено, что данная асимметрия у юных спортсменов имеет иные характеристики по сравнению со взрослыми конькобежцами, что требует дифференцированного подхода к тренировочному процессу. Впервые систематизированы факторы, влияющие на двусторонний дефицит и межконечностную асимметрию максимальной и взрывной силы у молодых конькобежцев, включая специфику двигательной задачи и функциональные особенности различных мышечных групп.

Разработанные методические рекомендации по дифференцированному применению плио-метрических и силовых тренировок направлены на обеспечение гармоничного развития мышечного аппарата молодых конькобежцев с учетом выявленной асимметрии. Обоснована необходимость продольных исследований для мониторинга динамики силовых показателей и их корреляции со спортивными результатами на различных этапах подготовки.

Практическая значимость данного исследования определяется его непосредственной применимостью в системе подготовки молодых конькобежцев и решением актуальных проблем спортивной тренировки. Аналитическое осмысление представленной работы показывает, что разработанный комплексный подход к оценке асимметрии нижних конечностей создает основу для качественно нового уровня планирования тренировочного процесса. Выявленные закономерности развития мышечного дисбаланса у юных спортсменов позволяют тренерам своевременно корректировать нагрузки и предотвращать формирование устойчивых компенсаторных паттернов движения. Особую ценность представляет дифференцированный подход к различным возрастным группам, который учитывает физиологические особенности развивающегося организма. Это позволяет оптимизировать тренировочные воздействия на каждом этапе спортивной подготовки, максимизируя адаптационные возможности юных спортсменов при минимизации рисков перегрузки. Разработанные методические рекомендации могут быть интегрированы в существующие программы подготовки конькобежцев, обеспечивая научно обоснованный подход к развитию силовых качеств.

Результаты исследования создают методологическую базу для создания индивидуальных программ коррекции, что особенно важно в условиях высокой конкуренции в современном спорте. Практическое применение выявленных закономерностей способствует не только повышению спортивных результатов, но и снижению травматизма, что имеет долгосрочное значение для спортивной карьеры молодых конькобежцев.