Комплексный стенд для тестирования велосипедистов

Страницы: 1 2 3

На современном уровне развития велосипедного спорта для совершенствования планирования и проведения учебно-тренировочного процесса необходимы не только этапное тестирование функционального состояния спортсменов, но и биомеханический анализ техники педалирования.
В практике велоспорта тестирование и тренировка обычно производятся на велоэргометрах или на велостанках различной модификации. Основное требование, предъявляемое к такому виду технических устройств,— высокая точность регистрации динамических и кинематических характеристик педалирования в сочетании с экспресс-информацией о создаваемой спортсменом структуре соревновательного упражнения и приближенность режимов тренировочной деятельности в искусственных условиях к естественным. Для этого кинетическая энергия движения велосипедиста на треке или шоссе должна равняться кинетической энергии вращающихся частей на велотренажере, а сила торможения — силе сопротивления воздуха, возникающей вследствие движения велосипедиста. Для выполнения этих условий масса маховика на велотренажере подбирается равной 70—120 кг (Ю. Я. Прокопенко, С. С. Богдасанов, 1969; А. А. Кузнецов, 1978), а тренажер снабжают специальным тормозным устройством (М. Д. Азатян, 1960; М. Л. Пальцев, 1974). С целью имитации движения велосипедиста по трассе или треку велотренажеры могут комплектоваться лидирующими устройствами (IO. К. Дравниек, И. В. Аулик, 1977) или проекционным экраном, воспроизводящим визуальную картину трассы (В. А. Коваленко, 1976). Однако недостатком подобного рода тренажеров остается значительное отличие условий тренировки на них от естественных.
С целью проведения исследования биомеханической модели спортивного педалирования, критериев технического мастерства и создания средств и методов управления движениями велосипедистов совместно с лабораторией биомеханики Всесоюзного научно-исследовательского института физической культуры выполнен специальный комплексный стенд для тестирования и тренировки велосипедистов.
Стенд сконструирован на базе велостанка, задние ролики которого имеют массу 115 кг, что при скорости 40—50 км/ч создает такой же момент количества движения, который наблюдается у системы спортсмен — велосипед с массой 70—80 кг в условиях трека.
Тормозящий момент, моделирующий сопротивление воздуха, создается специальным прижимным резиновым роликом, степень давления которого подбиралась экспериментально с учетом равенства мощности при педалировании с одинаковой скоростью на треке и велостенде. Для этого за основу взято положение о том, что мощность (N), развиваемая велосипедистом в условиях движения на треке, идет на преодоление сопротивления воздуха (Nв), трения качения о полотно трека (Nк), трения механических частей велосипеда (Nм) и на перемещение звеньев тела при педалировании относительно центра массы (Nз),
N=Nв+Nк+Nм+Nз.     (1)
В случае педалирования на велостенде это выражение принимает вид:
N=Nc+Nт+Nм+Nз,     (2)
где Nc — мощность силы трения частей велостенда;
Nт — мощность силы трения прижимного ролика.
Для спортсменов, педалирующих на своих велосипедах с одинаковой скоростью и на тех же передачах в условиях трека и велостенда, мощности, затрачиваемые на преодоление трения в подвижных частях велосипеда и на перемещение звеньев тела в естественных и искусственных условиях, будут равны. Тогда для эквивалентности механической работы необходимо равенство суммы первых двух слагаемых уравнений (1) и (2), т. е. сумма мощностей, идущих на преодоление сопротивления воздуха и трения качения при движении в естественных условиях, должна равняться сумме мощностей сил трения вращающихся частей велостенда и трения, создаваемого прижимным роликом. В этом случае условием полной идентичности движения велосипедиста в искусственных и естественных условиях будет соответствие динамических усилий, прилагаемых к педалям на одних и тех же скоростях
Регистрация динамических характеристик велосипедного педалирования осуществляется специально разработанными тензопедалями (рис. 1) и тензовелодинамометром (рис. 2). Конструкция тензопедали позволяет регистрировать усилия, развиваемые в плоскости педали, а также усилия, направленные перпендикулярно к ней. С помощью этой конструкции можно определять положение педали относительно шатуна велосипеда.