Modern world trends in sports training in kayaking and canoeing (review of foreign literature)

За последнее 5 лет спортивными учеными за рубежом был опубликован ряд работ, посвященных новейшим направлениям развития гребли на байдарках и каноэ высокого класса, представляющих большой интерес с точки зрения информационно-методического совершенствования подготовки отечественных гребцов. Представленные в настоящем обзоре научнометодические материалы позволят существенно повысить квалификацию тренеров спортивных сборных команд Российской Федерации и ближайшего резерва в вопросах применения новейших подходов и методов анализа движений и тестирования гребцов, понимания важнейших аспектов тренировочного процесса, соревновательной деятельности и учета медико-биологических особенностей подготовки спортсменов в гребле на байдарках и каноэ.

Цель работы: выявление актуальной проблематики, сбор и анализ фактической информации о зарубежных исследованиях по различным аспектам подготовки спортсменов высокого класса в гребле на байдарках и каноэ.

Методы исследования. Анализ литературных источников. В ходе настоящего исследования было проанализировано более 100 источников зарубежной литературы, опубликованных за последние 5 лет.

Результаты.

Гребля на байдарках представляет собой циклический вид спорта, в котором движение лодки обеспечивается всей кинетической цепью спортсмена. При этом в отличие от гребного спорта, где сила во время гребка передается корпусу лодки через уключину, в гребле на байдарках и каноэ импульс движения обеспечивается самим телом гребца через сидение и упор для ног.

Одним из самых распространенных методов оценки эффективности техники гребли является видеоанализ, при этом существуют «слепые зоны» видеосъемки, ограничивающие наблюдение за всеми движениями спортсменов. Альтернативные методы предусматривают применение размещаемых на лодке регистрационных устройств, определяющих параметры движения весла и действующей на него силы. При этом получаемая информация характеризует только движение определенных элементов лодки и весла.

В этой связи итальянские ученые V. Bonaiuto, G.

Gatta, C. Romagnoli, P. Boatto, N. Lanotte, G. Annino (2020) [1] разработали новую аппаратную систему «e-Kayak» позволяющую получать синхронизированные данные о силе, прилагаемой гребцами к веслу, ускорению и скорости лодки, а также оценивать движения лодки с учетом возможного дисбаланса между левой и правой рукой. Получаемая таким обзор информация позволяет проводить качественную оценку эффективности техники гребли на байдарках в условиях тренировок на воде, а также, используя беспроводную локальную сеть, осуществлять контроль параметров гребли в режиме обратной связи.

Группа китайских ученых из лаборатории систем искусственного интеллекта Даляньского технологического университета L. Liu, S. Qiu, Z.L. Wang, J. Li, J.X.Wang (2020) [2] предложили метод кинематического анализа в гребле на каноэ, основанный на захвате движений с применением инерциальных измерительных устройств (IMU), размещаемых на 17 основных сегментах тела гребца, приемопередающего трансивера через беспроводную сеть Lora, автономной карты памяти и персонального компьютера. Разработанная авторами система позволяет отслеживать действия гребцов с более высокой точностью по сравнению с оптической системой захвата движений. Полученные на основе алгоритмов машинного обучения и применения матрицы данных изменения величины углов в локтевых и плечевых суставах результаты позволили авторам выявить существенные различия в показателях гребли у спортсменов различной квалификации. При этом у гребцов высокого класса отмечается более стабильная двигательная модель и результативность гребли. А у начинающих спортсменов отмечается снижение равновесия и, соответственно, скорости лодки, по причине излишней активности рук во время гребли.

Те же китайские исследователи L. Liu, H.-H. Wang, S. Qiu, Y.-C. Zhang, Z.-D.Hao (2021) [3] в рамках продолжения предыдущей работы представили метод реконструкции и анализа движений байдарочников на основе использования 10 сенсорных IMU, 6 из которых применялось для захвата движения верхней части тела. Полученные таким образом данные свидетельствуют, что во время гребка с левой и правой стороны гребцы стараются выполнять одинаковые движения конечностями при сохранении равных величин углов сгиба-ния/разгибания в суставах. Во время гребка локтевой сустав тяговой (внешней) руки находится в положении разгибания при одновременном сгибании в плечевом суставе, когда гребец старается ввести лопасть весла в воду как можно дальше в направлении движения лодки. Также установлено, что амплитуда движений в плечевом суставе намного больше, чем в локтевом сустава. Пик разгибания в плечевом суставе достигается во время движения отводящих мышц во время фазы восстановления цикла гребка. Авторы указывают, что показатели изменения улов в плечевых и локтевых суставах могут использоваться в качестве индикаторов уровня квалификации, при этом в отличие от но- вичков, элитные гребцы обладают почти совершенной симметрией право– и левостороннего двигательного паттернов при выполнении цикла гребка. Также авторами были получены детальные данные о продолжительности каждой фазы и подфазы гребка. При этом соотношение продолжительности между пропульсивной фазой и восстановлением составляет примерно 60%.

Ученые из Великобритании J.M. Schofield, D.R. Mullineaux, D. Taylor, A. P. Willmott (2018) [4] доказали, что расчет времени цикла двойного гребка на основе измерений пиковой силы на ножном упоре, ускорения и угловой скорости движений весла обеспечивают достаточную надежность, сопоставимую с методами видеоанализа основных компонентов гребка и измерения продольного ускорения корпуса байдарки. При этом авторы отмечают, что показатель пиковой силы на ножном упоре является одним из важнейших в гребле на байдарках, так как сила, возникающая в результате движений верхних конечностей и туловища гребца во время гребли, передается лодке только через упор для ног, заставляя ее двигаться по воде.

В свою очередь, ученые из Венгрии B. Kertészné Német, T. Terebessy, G. Szőke, Z. Bejek (2021) [5] предложили метод изучения биомеханики движений высококвалифицированных гребцов-байдарочников, основанный на анализе показателей силы ног при помощи специального упора со встроенным динамометром для байдарочного тренажера. Авторами получены данные, свидетельствующие об асимметрии показателей силы, прилагаемой к упору для ног, длины гребка, а также амплитуды движений в суставах и работы мышц правой и левой сторон тела спортсменов в ходе гребли. При этом наибольшая электрическая активность отмечалась в левой широчайшей мышцы спины, левой и правой двуглавых мышцах плеча и левой и правой дельтовидных мышцах. Отмечая, что асимметричные движения оказывают влияние на технику гребли и выходную мощность, авторы рекомендуют использовать разработанный метод для получения обратной связи и оперативной коррекции движений гребцов во время тренировок при подготовке к соревнованиям.

Реальные условия тренировочной и соревновательной деятельности гребцов на воде значительно отличаются от лабораторных, при этом результаты тестирования на стационарном гребном эргометре могут приводить к потенциальной переоценки или недооценки относительной интенсивности физических нагрузок. Австралийские ученые C.E. Winchcombe, M. J. Binnie, M. M. Doyle, C.Hogan, P. Peeling (2019) [6] доказали, что максимальный нагрузочный тест на воде, состоящий из 5-6 4-минутных этапов субмаксимальной нагрузки и завершающего 4-минутного этапа максимальной интенсивности, обеспечивает получение надежных данных о выходной мощности, частоте гребков и физиологических характеристиках байдарочников, сопоставимых с лабораторной эргометрией. При этом авторы указывают, что тестирование на воде позволяет получить более специфические сведений для оценки эффективности тренировок и текущего уровня работоспособности байдарочников. Выявленные различия показателей выходной мощности при лабораторном тестировании и тесте на воде во время гребли при определенных уровнях лактата, свидетельствуют о том, что зоны интенсивности, установленные на основе выходной мощности в лабораторных условиях, не могут быть автоматически перенесены в тренировки на воде. А использование показателей частоты гребков для определения зон интенсивности тренировочной нагрузки при заданных уровнях лактата во время гребли на воде может привести к переоценке интенсивности нагрузок.

Вместе с тем группой ученых из Португалии, Италии, Австралии и США A.B. Coelho, F.Y. Nakamura, M.C. Morgado, F. Alves, A. Di Baldassarre, A. Flatt, L. Rama (2021) [7] получены данные, что выполнение теста «гребля на дистанции 1000 м» на байдарочном эргометре представляет собой более простой и предпочитаемый спортсменами метод оценки кардиореспираторной подготовленности юных гребцов, который может применяться в качестве альтернативы тесту с постепенным увеличением нагрузки, и обеспечить достоверное определение показателей максимального потребления кислорода, длины и частоты гребков.

Организация и управление тренировочным процессом является важнейшим направлением работы спортивных ученых, тренеров и самих спортсменов. Успешность выступления на соревнованиях международного уровня обуславливается не только многолетней спортивной подготовкой и высоким уровнем спортивного мастерства, но и достижением пика результативности в определенный период соревновательного сезона. Литовские ученые R. Dadeliene, S. Dadelo,·N. Pozniak, L. Sakalauskas (2020) [8] на основе данных лонгитюдного исследования воздействия высокоинтенсивных тренировочных нагрузок на физическую и функциональную подготовленность высококвалифицированных байдарочников установили, что байдарочники элитного уровня, специализирующиеся в гребле на байдарках-двойках на дистанции 1000 м, в течение годового тренировочного цикла постоянно увеличивали продолжительность своих специальных тренировок по гребле, однако, при этом преобладала работа в зонах низкой интенсивности нагрузки. Только во время первого этапа подготовки рабочая нагрузка в зонах высокой интенсивности нагрузки (ВИН) составляла 54,00% времени, а на 2 и 3 этапах доминировали нагрузки в зонах низкой интенсивности (55,19% и 64,52%, соответственно). Во время главного соревнования рабочая нагрузка в зонах высокой интенсивности увеличивалась, однако, значительный объем приходился на восстановление в 1 и 2 зонах. Вместе с тем, при подготовке к первому соревнованию сезона очень небольшое количество тренировок проходило в пятой зоне интенсивности (0,18–0,80%), несмотря на то, что соревновательная деятельность гребцов проходит именно в этой зоне интенсивности. Авторами также установлено, что показатели, характеризующие состояние сердечно-сосудистой системы, концентрацию гемоглобина, гематокрита и аэробные возможности, являются важнейшими показателями, определяющими результативность гребли на байдарках на дистанции 1000 м. При этом выявленные различия физических и функциональных показателей спортсменов, членов команды одной и той же байдарки, а также уровня их адаптации к применяемым во время тренировок физическим нагрузкам, указывают на необходимость уделять больше внимания развитию индивидуальных навыков и умений гребцов, а также определению оптимальных для каждого из них интенсивности и объема рабочей нагрузки во время тренировок, а также времени и качеству восстановления. Это, по мнению авторов, является главным условием достижения спортсменами пиковой результативности перед главным соревнованием сезона.

Ученые из Австралии C. Hogan, M. J. Binnie, M. Doyle, L. Lester, P. Peeling (2020) [9] представили результаты анализа традиционных методов мониторинга интенсивности тренировок в гребле на байдарках, основанных на регистрации ЧСС и частоты гребков, и новых методов, предусматривающих оценку выходной мощности в режиме реального времени. Авторами установлено, что для тренировок аэробной выносливости определение интенсивности нагрузки по ЧСС приводили к недооценке времени активной работы при концентрации лактата меньше (2 и 3 зоны интенсивности) и больше второго порога лактата (4 и 5 зоны) по сравнению с данными, установленными по выходной мощности. При этом присущее показателю ЧСС физиологическое замедление во время высокоинтенсивных интервальных нагрузок обусловливает более низкие значения времени работы в 5 зоне по сравнению с данными, полученными на основе выходной мощности. Кроме того авторами также выявлены ограничения применения показателя частоты гребков для определения индивидуальных зон интенсивности тренировок, поскольку это обусловливает определение очень узких зон интенсивности тренировок, например с разницей всего 2 гр/мин. Указывая, что показатели ЧСС и ЧГ могут неадекватно отражать время тренировки в различных зонах интенсивности, авторы рекомендуют комплексное использование данных показателей совместно с выходной мощностью для количественного определения интенсивности и планирования тренировочных нагрузок спортсменов.

Тренировки, направленные на развитие силовых способностей, являются неотъемлемым компонентом физической подготовки гребцов и обеспечивают повышение их результативности. Ученые из Сингапура и Португалии D. Lum, T.M. Barbosa, G. Balasekaran (2021) [10] разработали программу изометрических силовых тренировок для гребцов-байдарочников, рассчитанную на 6 недель по 2 тренировки в неделю. Особенностью данной программы является использование в двух последних подходах вместо стандартных дина- мических приседаний, жима штанги лежа на скамье и тяги штанги лежа на скамье лицом вниз – аналогичных изометрических упражнений, которые выполнялись с максимальной скоростью и напряжением на стационарной (неподвижной) штанге. При этом важной особенностью выполнения данных упражнения является сохранение тех же углов сгибания в коленных и локтевых суставах как при начальной фазе проводки во время гребли.

Ученые из Германии и Голландии F. Zinke, T. Warnke, M. Gäbler, U. Granacher (2019) [11] в свою очередь предложили тренировочную программу изокинетических тренировок, направленных на повышение силы мышц-ротаторов туловища высококвалифицированных гребцов-спринтеров на байдарках и каноэ. При этом в течение первых двух недель проводятся по две 20-минутные тренировки, а начиная с 3 до 8 недели – три тренировки в неделю. Также постепенно увеличивается скорость выполнения движения от 30 м/с на 1-ой неделе до 140 м/с – на 8 неделе. В течение первых 6 недель изокинетические тренировки направлены на увеличение объема мышц и выполняются в концентрическом и эксцентрическом режимах с применением одних и тех же параметров нагрузки при низких угловых скоростях движений (30-60°/с). Последние две недели посвящаются тренировкам мощности, во время которых спортсмены выполняют только концентрические движения с высокими угловыми скоростями (100–140°/с). В среднем увеличение продолжительности активной работы во время блока тренировок на гипертрофию мышц достигает 26%, блока тренировок мощности – 21%.

Во время гонок в гребле на байдарках и каноэ, продолжающихся менее 2 минут, по материалам видеозаписей заездов трудно определить, какие стратегии темпа гребли применяют спортсмены. При этом учеными из Австралии C. W. Pickett, C. Abbiss, J. Zois, A. J. Blazevich (2020) [12] на основе акселерометрии получены данные, что высококвалифицированные байдарочники-спринтеры на дистанции 200 м применяют стратегию положительного увеличения темпа в начале гонки. При этом пиковая скорость (5,82 м/с) достигается на отрезке 40-60 м от старта, затем все спортсмены постепенно снижают скорость лодки к финишу (до 5,00 м/с) в связи с утомлением. Также в работе отмечается постепенное увеличение кинематических показателей гребли до достижения пиковых значений частоты гребков на дистанции 50 м и максимальной длины гребка на 70 м. При этом у элитных спортсменов пиковая частота гребков наблюдается уже на дистанции 40 м, а наибольшая длина гребка – во второй половине заезда. Самые быстрые байдарочники элитного уровня применяют стратегию меньшей частоты гребков, но большего шага гребли на отрезках 20 м и 30 м по сравнению с менее результативными элитными спортсменами. Вместе с тем авторы считают, что увеличение частоты гребков в среднем на 4,4-5,9 гр./мин позволяет улучшить время заезда на 1 с, а увеличение шага гребли на 9-15 см у байдарочников элитного уровня является фактором прогнозирования улучшения времени заезда также примерно на 1 с.

Канадскими учеными J.A. Goreham, S.C. Landry, J. W Kozey, B. Smith, M. Ladouceur (2018) [13] установлено, что в заездах на дистанции 200 м высококвалифицированные гребцы на байдарках и каноэ придерживаются стратегии максимально возможного темпа гребли в течение всей гонки («all-out») и их скорость после фазы ускорения (отрезок 60-70 м) существенно не увеличивается. На более длинных дистанциях спортсмены применяют либо стратегию увеличения темпа на старте («positive») (500 м), либо равномерного (1000 м) темпа движения. На дистанции 500 м скорость лодки также не увеличивается после достижения максимальной величины, вместе с тем, наблюдалось ее снижение примерно на 250-метровой отметке. Во время заездов на 1000 м, напротив, присутствуют множественные колебания скорости. При этом самые результативные гребцы на данной дистанции увеличивают свою скорость дважды за гонку – приблизительно на отметке 500 м и затем еще раз на отметке 750-800 м. Авторами также обнаружено, что победители заездов на дистанции 1000 м на протяжении большей части дистанции до отрезка 700 м поддерживают среднюю скорости лодки, после чего скорость увеличивалась для выполнения финишного рывка. При неэффективной стратегия у гребцов после 700-метрового отрезка скорость резко падала.

Группа ученых из Великобритании A. Higgens, L. Conway, J. Banks, D.Taunton, D. Hudson, S. Turnock (2016) [14] на основе программного обеспечения Matlab-Simulink разработала симулятор «RaceSim», который позволяет моделировать гонку на байдарках с множеством участников. В результате авторами представлены модели развития утомления и финиша во время заездов байдарок-одиночек и двоек (K-1 и K-2). Согласно данным моделям спортсмен, совершающий рывок за 6 м от финишной линии, одерживает победу в заезде, вторым приходит спортсмен, который начинает выполнение рывка на расстоянии 2 м до финиша. Вместе с тем, третье место занимает спортсмен, вообще не совершавший финишный рывок, опережая байдарочника, выполняющего рывок за 11 м до финишной линии.

Высокоинтенсивные интервальные тренировки, предусматривающие чередование периодов интенсивных физических нагрузок (более 85% МПК) с периодами восстановления, считаются одним из самых эффективных типов тренировок, обеспечивающих повышение результативности спортсменов в разных видах спорта. До сих пор исследователи применяли, в основном, показатели потребления кислорода для оценки центральных механизмов адаптации. Канадские ученые M. Paquette, F. Bieuzen, F. Billaut (2019) [15] предложили использовать показатели максимальной дезоксигенации мышц и совокупное тренировочное время при более 90% максимальной дезоксигенации мышц в качестве эффективных критериев острого развития периферических механизмов адаптации организма гребцов на байдарках и каноэ к физическим нагрузкам во время высокоинтенсивных интервальных тренировок. При этом авторами установлено, что: в ходе кратковремен- ных интервальных тренировок (ВИИТ-15с и ВИИТ-30с) с нагрузкой 110% пиковой мощности время работы при близком к максимальному потреблению кислорода (МПК) составляет, соответственно, 8,1 мин и 6,8 мин. При этом авторы считают возможным увеличение количества подходов до трех для данных типов тренировок, что позволит увеличить время нагрузки при более 90% МПК примерно до 10–12 мин. Вместе с тем, самые высокие показатели потребления кислорода наблюдаются при выполнении продолжительной сверхмаксимальной интервальной тренировки (ВИИТ-60с) с нагрузкой 130% пиковой мощности, однако, гребцы тренируются в таком режиме только в течение 4,1 ± 1,7 минут. Наиболее оптимальным для ВИИТ-60с авторы считают воздействие при нагрузке на уровне более 90% МПК в течение 5-7 минут и такие тренировки рекомендуются байдарочникам, в первую очередь, для развития необходимой скорости на 500-метровой дистанции.

Тем же коллективом исследователей из Канады M. Paquette, F. Bieuzen, F. Billaut (2020) [16] получены данные о том, что повышение результативности высококвалифицированных байдарочников-спринтеров на дистанции 200 м на 4% сопровождается снижением насыщения мышц кислородом (SmO2) и повышением ПК к концу заезда (последние 10–15 с), в связи с повышением экстракции кислорода в мышцах. Улучшение времени гребли на дистанции 1000 м (на 3%) коррелирует с повышением потребления кислорода на первой минуте нагрузки и снижением SmO2 во второй половине (последние 3/5) заезда. Авторы рекомендуют использовать метод неинвазивной спектроскопии в ближней инфракрасной области (NIRS) в качестве эффективного средства мониторинга влияния тренировок на утилизацию кислорода в мышцах спортсменов элитного уровня. При этом указывается, что для высококвалифицированных гребцов на байдарках показатель ∆SmO2, является более эффективным прогнозирующим параметром, а также индикатором эффективности тренировок на дистанции 200 м.

Ученые из Испании T. Abelleira-Lamela, R. Vaquero-Cristóbal, F. Esparza-Ros, P. J. Marcos-Pardo (2020) [17] выявили различия в наклоне таза при гребле между высококвалифицированными байдарочниками и спортсменами-любителями. Любители принимали положение со смещением таза вперед, члены группы до 23 лет демонстрировали почти нейтральное положение таза, в то время как у олимпийцев в данном положении наблюдалось смещение таза назад. Вместе с тем уменьшение растяжимости мышц бедер и смещение таза назад у высококвалифицированных байдарочников авторы связывают с большей продолжительностью и количеством тренировок в неделю, а также интенсивностью нагрузок, связанных с непрерывными циклами растяжения-сокращения этих мышц. Авторы указывают, что байдарочникам с меньшей длиной нижних конечностей, необходимо установить сиденье в байдарке таким образом, чтобы угол в коленных суставах состав- лял от 110–120 до 147–162° без ограничения вращения туловища во время выполнения гребка.

Заключение.

В результате изучения научно-методических зарубежных литературных источников, опубликованных за последние пять лет, выявлены современные направления научных исследований, посвященных применению новейших подходов и методов анализа движений и тестирования гребцов, выявлению важнейших аспектов тренировочного процесса, соревновательной деятельности и анализу медико-биологических особенностей организма спортсменов в гребле на байдарках и каноэ высокого класса. При этом получены новые сведения о: аппаратной системе «e-Kayak», выявляющей возможный дисбаланс между движениями левой и правой рук гребца; методе кинематического анализа на основе захвата движений; надежности новых средств экспресс регистрации времени гребка на основе динамометрии и инерциального анализа; методе биомеханического анализа с учетом показателей силы на ножном упоре; эффективности максимального нагрузочного теста на воде по сравнению с лабораторным тестированием на эргометре; биомеханических и физиологических показателях юных байдарочников в ходе теста с постепенным увеличением нагрузки и теста «гребля на дистанции 1000 м; физиологических и биохимических показателей, определяющих результативность гребли на байдарках на дистанции 1000 м; применении метода мониторинга интенсивности тренировок на основе показателей выходной мощности; программах силовых изометрических и изокинетических тренировок; стратегиях гребли на различных дистанциях; возможности моделирования заездов на байдарках с множеством участников; использовании показателя дезоксигенации мышц в качестве критерия оценки периферических механизмов адаптации к физическим нагрузкам; особенностях положения позвоночника, растяжимости мышц и антропометрических показателей байдарочников различной квалификации.

Представленный в обзоре материал ориентирован на тренеров и специалистов ЦОП, ЦСП, спортивных школ, а также преподавателей, аспирантов, магистрантов и студентов вузов физической культуры и системы повышения профессиональной квалификации.