CC BY
0
УДК 799.3+796.012.36
Анализ динамики давления, прикладываемого к спусковому курку при
стрельбе в биатлоне Бакаев В.В. *
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
г. Санкт-Петербург, Россия ORCID: 0000-0001-9455-9662, [email protected]*
Аннотация: Проведенное исследование связано с анализом динамики давления, прикладываемого к спусковому курку при производстве выстрела в биатлоне. Скорость преодоления соревновательной дистанции и качественная стрельба на огневом рубеже -ключевые факторы, обеспечивающие успешную соревновательную деятельность в биатлоне. Разработка более совершенных аппаратно-программных систем и организации их работы не только в лабораторных, но и в естественных условиях (на стрельбище) определило новизну нашего исследования. Практической значимостью работы является расширение функционала и помощь специалистам в решении проблем, связанных с совершенствованием проприорецептивных ощущений, связанных с дифференциацией усилий, прикладываемых биатлонистом к курку на фоне физической нагрузки. Материал и методы исследования. В эксперименте принимали участие 5 квалифицированных спортсменов, с которыми проводились целенаправленные тренировочные занятия, направленные на совершенствование обработки спуска курка. Регистрация давления осуществлялась с использованием тонкопленочного эластичного сенсора, который располагался в зоне соприкосновения фаланги указательного пальца биатлониста со спусковым курком винтовки. Тестовое задание включало в себя стрелковые серии из положения стоя и лежа как до, так и после нагрузки. Результаты. В ходе исследования проведен анализ динамики давления, прикладываемого к спусковому курку. Полученные данные свидетельствуют о целесообразности разработки современных технических средств, предназначенных для совершенствования стрелкового стереотипа спортсмена в части прикладываемых к спусковому курку усилий. Заключение. Проведенный нами эксперимент позволил получить достаточно информативную картину, отражающую качество обработки биатлонистами спуска курка с возможностью классифицировать различные стереотипы и в дальнейшем анализировать, какой из них может быть наиболее эффективным для спортсменов, избирающих тот или иной стиль стрельбы.
Ключевые слова: биомеханический анализ, обработка выстрела, спусковой курок, фазовый состав выстрела, прямая обратная связь.
Для цитирования: Бакаев В.В.* Анализ динамики давления, прикладываемого к спусковому курку при стрельбе в биатлоне. Педагогико-психологические и медико-биологические проблемы физической культуры и спорта. 2024; 19(4) .
Analysis of dynamics of pressure applied to the trigger when shooting in
biathlon
Vladislav V. Bakayev*
Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University
St. Petersburg, Russia ORCID: 0000-0001-9455-9662, [email protected]*
Abstract: This study is related to the analysis of the dynamics of pressure applied to the trigger when firing a shot in biathlon. The speed of overcoming the competitive distance and quality shooting at the firing line are the key factors that ensure successful competitive activity in biathlon. The development of more advanced hardware and software systems and the organization of their
operation not only in laboratory but also in natural conditions (at the shooting range) determined the novelty of our study. The practical significance of the work is the expansion of functionality and assistance to specialists in solving problems related to the improvement of proprioceptive sensations associated with the differentiation of efforts applied by a biathlete to the trigger against the background of physical activity. Material and methods of research. The experiment involved 5 qualified athletes, with whom the purposeful training sessions aimed at improving the trigger release processing were conducted. The pressure was registered using a thin-film elastic sensor, which was located in the area of contact between the phalanx of the biathlete's index finger and the trigger of the rifle. The test task included shooting series from standing and lying positions both before and after loading. Results. The study analyzed the dynamics of pressure applied to the trigger. The obtained data testify to the expediency of developing modern technical means designed to improve the shooting stereotype of the athlete in terms of forces applied to the trigger. Conclusion. The experiment we conducted allowed us to obtain a sufficiently informative picture reflecting the quality of trigger release processing by biathletes with the possibility to classify different stereotypes and further analyze which of them can be the most effective for athletes choosing this or that shooting style.
Key words: biomechanical analysis, shot processing, trigger, shot phase composition, direct feedback.
For citation: Vladislav V. Bakayev*. Analysis of dynamics of pressure applied to the trigger when shooting in biathlon. Russian Journal of Physical Education and Sport. 2024; 19(4): .
Введение
Скорость преодоления соревновательной дистанции и качественная стрельба на огневом рубеже - ключевые факторы, обеспечивающие успешную соревновательную деятельность в биатлоне. Более того, согласно современным тенденциям, в соответствии с которыми разница в скорости передвижения по дистанции между спортсменами неуклонно сокращается, именно второй компонент оказывает значительное влияние на итоговый результат.
Известно, что в период с 2004 по 2016 год точность стрельбы у биатлонистов повысилась, в среднем, на 3 %, а время их пребывания на огневых рубежах сократилось, в среднем, на 8,8 %. При этом число спортсменов, меткость которых находится в диапазоне 81-85 %, в среднем увеличилось на: 3,9 % - у мужчин, 1,7 % - у женщин [1]. В связи с чем можно утверждать, что рост результатов в современном биатлоне зависит от степени снижения времени пребывания на огневых рубежах, обеспечить которое возможно повышением скорострельности стрельбы. При этом крайне важно поддерживать как можно более высокий уровень меткости [2-9].
Высокий уровень скорострельности и меткости - результат целенаправленной работы, в том числе, над всеми техническими элементами: изготовкой, задержкой дыхания, прицеливанием, обработкой спускового курка, ритмом и интенсивностью. При стрельбе данные факторы оказывают существенное влияние друг на друга. Так изготовка и стратегия задержки дыхания детерминируют особенности прицеливания, которые, в свою очередь,
вместе с обработкой спускового курка обуславливают ритм и интенсивность стрельбы. Многие тренеры отмечают, что координировать наводку оружия и обрабатывать спусковой курок необходимо не в импульсном режиме работы пальца, а плавно, поскольку это позволяет свести колебания оружия к минимуму и существенно облегчить прицеливание.
Под понятием «плавно» мы понимаем следующее - максимальное усилие, с которым спортсмен нажимает на спусковой курок за одну или пол секунды до выстрела должно составлять не менее 70 % от максимально возможного, требующегося для его срыва. Утверждается, что соблюдение данного условия, как правило, позволяет повысить результативность стрельбы [10, 11].
Представленное в данной работе исследование выполнялось в рамках тесного сотрудничества с тренерами по биатлону. Его цель - оценить динамику давления, прикладываемого спортсменами к спусковому курку после цикла тренировочных занятий, в процессе которых осуществлялась целенаправленная работа над совершенствованием обработки спуска.
Материалы и методы
По просьбе тренеров при стрельбе должны были соблюдаться следующие условия: индивидуальные винтовки и патроны; дистанция до мишеней на огневом рубеже - 50 м.
Для оценки индивидуальной динамики прикладываемого давления использовалась система «Grip» [15]. Она позволяет проводить измерения контактного давления при помощи тонкопленочного эластичного сенсора. Размещается данный сенсор в зоне соприкосновения фаланги указательного пальца спортсмена со спусковым курком винтовки. Зарегистрированные в ходе исследования данные по беспроводному каналу связи передавались на компьютер. В исследовании принимали участие 5 спортсменов с опытом выступлений на соревнованиях по биатлону. (возраст 15,8±1,4).
Спортсмены из положения стоя и лежа выполняли четыре стрелковые серии по пять выстрелов в универсальном крытом тире многоцелевого назначения. Перед третьей и четвертой серией испытуемые выполняли имитационные упражнения на тренажере «SkyErg». Цель - смоделировать стрельбу на фоне повышенного пульса, чтобы в большей степени обеспечить соблюдение естественных (соревновательных) условий.
При статистической обработке и при визуализации данных использовался «MS Excel». Полученная информация, характеризующая индивидуальную динамику прикладываемого спортсменами к спусковому курку давления, в работе представлена в табличной и графической форме. Значения давления усреднены в условиях выполнения стрельбы без нагрузки, а также под нагрузкой.
Усредненное давление (Р) нормализовано: приведено к виду 0-100 %, где 100 % -усилие натяжения спуска курка.
В таблицах 1,2 временные моменты «Т1», «То,5», «То,2», «То,о2» соответствуют 1, 0,5, 0,2 и 0,02 с до выстрела, а «Тп» характеризует максимальное давление после спуска курка.
Усредненные профили давления представлены в виде графиков, на каждом из которых пунктирными линиями обозначен диапазон его изменения, а также выделены следующие фазы: фаза I, первоначального нарастания давления; фаза II - промежуточная; фаза III - дожим спускового курка.
Результаты и обсуждение
Данные индивидуальной динамики давления, прикладываемого к спусковому курку при стрельбе до и после нагрузки из положения лежа и стоя, представлены в Таблицах 1 и 2.
Таблица 1
Значения прикладываемого к спусковому курку давления при стрельбе
из положения лежа
Спортсмен Момент времени До нагрузки После нагрузки
Р+ст, % Ист, с Р+ст, % Ист, с
4 Т1 60,12±12,15 0,94±0,24 52,79±8,76 0,89±0,22
Т0,5 67,05±15,51 2,73±0,99 56,59±7,70 1,98±0,48
То,2 69,43±16,63 3,23±0,99 58,38±7,96 2,48±0,48
Т0,02 71,56±17,10 3,58±0,98 60,00±8,48 2,84±0,48
Тп 118,72±12,35 3,73±0,99 105,61±5,09 2,98±0,48
2 Т1 51,06±11,42 1,63±1,21 56,04±22,29 2,15±1,44
То,5 69,45±12,09 3,58±1,03 61,77±18,11 3,47±1,51
То,2 75,75±7,82 4,08±1,03 72,01±14,77 3,97±1,51
Т0,02 86,68±9,12 4,45±1,03 85,71±10,37 4,35±1,51
Тп 108,36±6,47 4,58±1,03 103,49±6,53 4,47±1,51
5 Т1 78,65±19,49 2,01±2,10 58,47±23,12 2,15±1,44
То,5 101,29±22,33 3,89±1,66 64,47±18,72 3,47±1,51
То,2 111,45±17,54 4,39±1,66 75,19±15,38 3,97±1,51
Т0,02 125,34±22,53 4,76±1,67 89,49±10,8 4,35±1,50
Тп 153,85±28,07 4,89±1,66 139,54±32,92 4,47±1,51
3 Т1 45,53±9,86 1,28±0,63 56,25±14,62 1,99±0,77
То,5 67,69±9,71 2,77±1,01 67,18±16,99 2,83±0,85
То,2 76,31±9,09 3,27±1,01 79,29±11,69 3,33±0,85
Т0,02 90,60±9,47 3,58±1,01 86,51±9,96 3,60±0,85
Тп 111,49±7,10 3,77±1,01 106,21±6,32 3,83±0,85
Таблица 2
Значения прикладываемого к спусковому курку давления при стрельбе
из положения стоя
Спортсмен Момент времени До нагрузки После нагрузки
P±a, % t±a, с P±a, % t±a, с
1 Ъ 43,76±10,12 1,23±0,57 38,66±11,58 0,89±0,54
Ъ>,5 71,07±11,48 2,83±1,22 61,91±12,66 1,79±1,09
^,2 78,67±8,68 3,33±1,22 73,79±8,49 2,29±1,09
^,02 87,55±9,21 3,67±1,21 85,52±9,63 2,65±1,08
Тп 110,38±8,68 3,83±1,22 104,03±7,29 2,79±1,09
4 Ъ 81,45±12,71 1,64±1,09 71,97±9,12 1,31±1,11
Ъ>,5 86,61±11,79 2,37±1,34 78,21±7,02 2,11±1,68
^,2 89,76±7,73 2,87±1,34 82,98±4,92 2,61±1,68
^,02 90,72±6,37 3,25±1,32 85,12±5,91 2,98±1,66
Тп 111,01±8,86 3,37±1,34 105,27±4,54 3,11±1,68
Из таблицы 1 исключена информация, касающаяся спортсмена 1. Это обусловлено тем, что на исходных записях присутствуют артефакты, значительно их искажающие и неподдающихся фильтрации.
В таблице 2 отсутствует информация, касающаяся спортсменов 2, 3 и 5. Это связано с тем, что уровень их стрелковой подготовленности низкий ввиду того, что они недавно перешли из лыжных гонок в биатлон. Поэтому на данном этапе их подготовка сосредоточена на стрельбе из положения лежа.
У спортсменов 1, 2 и 3 при стрельбе как до, так и после нагрузки, при обработке спускового курка в фазе II наблюдается равномерное изменение давления (рис. 1-3). Биатлонисты демонстрирует такой стиль стрельбы, при котором давление от момента касания курка до момента производства выстрела в фазе III увеличивается линейно, без резких скачков.
Рис. 1. Давление на курок спортсменом 1 при стрельбе из положения стоя
Рис. 2. Давление на курок спортсменом 2 при стрельбе из положения лежа
i II III ,
/ А v**! VV'1
/ У *
fJT *
Г 1 1
140 ^ 120 I 1W
I
I 80 S- 60
g 40
I
s 20 0
1-fr [ — — < и — — — • 1 ~ i-» ш
J / J Vi // ' t' — — — *
Ц После нагрузки
Рис. 3. Давление на курок спортсменом 3 при стрельбе из положения лежа
У спортсмена 4 при обработке спускового курка в фазе II наблюдается устойчивый уровень давления (рис. 4). В фазе III давление на курке возрастает равномерно.
Рис. 4. Давление на курок спортсменом 4 при стрельбе до/после нагрузки
из положения лежа и стоя
Примечательно, что при стрельбе из положения стоя спортсмен дожимает спусковой курок в фазе III на фоне высокого предваряющего уровня давления, значение которого находится, в среднем, на уровне 90, 72 % - до и 85,12 % - после нагрузки.
Спортсмен 5 обрабатывает спусковой курок в импульсном режиме: выделяется только одна фаза, в течение которой давление за очень короткий период времени (от 0,04 до 0,26 с) скачкообразно возрастает до 100 % и более (рисунок 5).
[ II t
1 \
/ J
II t
4' i '
j До нагрузки !f' '//
tr jf
1
0 1 ? } 4 5 6
200 ISO # I«) {j 140
а 120 | 100
^ S0
5 60 2 40
I 20
О
■20
ДД После нагрузки ДД
■ ■
Рис. 5. Давление на курок спортсменом 5 при стрельбе из положения лежа
Двигательный стереотип, который продемонстрировали все спортсмены при обработке спускового курка, можно определить, как устойчивый, о чем свидетельствуют соответствующие значения стандартных отклонений давления.
Прямой зависимости между качеством обработки спуска и успешностью стрельбы нет (Sattlecker et al., 2013). Тем не менее в одном из исследований (Zak et al., 2020) установлено, что более высокое давление в последние 1-0,5 с перед выстрелом способствует значительно более высокой стабильности прицеливания.
Равномерное приращение мышечных усилий указательного пальца от момента начала прицеливания и до самого производства выстрела, при обработке курка, наблюдается у спортсменов, специализирующихся в пулевой стрельбе, а также у биатлонистов высокой квалификации. У биатлонистов менее квалифицированных, усилия распределяются неравномерно, что зачастую вызывает различные амплитуды колебания ствола оружия, следствием чего является низкое качество стрельбы [13].
Важное значение имеет ощущение движения и давления пальца на спусковой курок (дифференциации усилий) при различных изменениях состояния стрелка, вызванных физическими нагрузками, и влияющих на усиление колебаний оружия. Например, при стрельбе можно использовать натяжение спуска 100 г, а лучшую чувствительность и дифференциацию показывать при натяжении 400 г. Поэтому следует подбирать такое натяжение спуска, при котором спортсмен показывает лучшие показатели ощущений или дифференциации усилий, проверенные инструментально [12, 14]. В нашем случае подтверждением этому в той или иной степени может служить стандартный разброс, который можно наблюдать на рисунках 2 и 3 (представлен пунктирными линиями). Так, например, у спортсмена 2, при стрельбе после нагрузки он увеличился, в среднем, на 5,1 %.
Необходимо отметить, что полученные нами данные значительно отличаются от аналогичных, полученных другими исследователями. Подтверждением этому являются результаты нескольких исследований (Sattlecker, Müller & Lindinger, 2009; Zak et al., 2020), в соответствии с которыми уровень давления на курок у юношей и девушек за 1 с перед выстрелом составляет 75 % и более, а у юниоров и юниорок - 85 % и далее лишь продолжает расти. В связи с этим возникает вопрос о том, чем данный факт может быть обусловлен. Так мы предполагаем, что в первую очередь это связано с некими особенностями организационно-методических аспектов построения тренировочного процесса.
Заключение
Проведенный нами эксперимент позволил получить достаточно информативную картину, отражающую качество обработки спортсменами спуска курка с возможностью классифицировать различные стереотипы и в дальнейшем анализировать, какой из них может быть наиболее эффективным для спортсменов, избирающих тот или иной стиль
стрельбы. Установлено, что даже после целенаправленных тренировочных занятий техника обработки спускового курка в соответствии с ключевыми фазами у спортсменов может значительно различаться.
Определен состав фазовой структуры выстрела: первоначальное нарастание усилия (I); промежуточная фаза (II), в которой давление может быть постоянным, либо изменяться; фаза дожима спускового курка (III). В соответствии с представленными фазами выделены три типа обработки спуска: первый характеризуется непрерывным, линейным нарастанием давления; второй определяется по наличию плато давления; третий - импульсный, при котором давление на курок существенно возрастает за очень короткий промежуток времени.
В подобных условиях необходимо подбирать, адекватные тренировочные средства и методы, направленные на совершенствование техники обработки спускового курка. Важное условие, которое необходимо при этом соблюсти, заключается в наличии системы обратной связи. Однако, несмотря на то, что в мировой биатлонной и практике стрелкового спорта уже существуют инструменты, способные её предоставить (например, «SCATT»), мы видим перспективу в разработке более совершенных аппаратно-программных систем и организации их работы не только в лабораторных, но и в естественных условиях (на стрельбище). Подобное расширение функционала будет способствовать решению проблем, связанных с совершенствованием проприорецептивных ощущений, связанных с дифференциацией усилий, прикладываемых биатлонистом к курку на фоне физической нагрузки.
На наш взгляд, наиболее оптимальный вариант организации обратной связи по величине давления в таком случае - очки, используемые спортсменом. Это, в свою очередь, предъявляет очень серьезные требования к конструктивным особенностям регистрирующей системы: весу и габаритным размерам. При этом также важно обеспечить достаточно высокий уровень точности измерений.
Список литературы
1. Романова Я.С., Загурский Н.С., Гуща С.Ю. Стрелковая подготовленность сильнейших биатлонистов мира. Ученые записки университета им. П.Ф. Лесгафта. 2016; 10(110): 138-143.
2. Романова Я.С., Астафьев Н.Ф. Интегральный показатель стрелковой подготовленности биатлонистов и перспективы его использования в научных исследованиях. Педагогико-психологические и медико-биологические проблемы физической культуры и спорта. 2014; 3(32): 105-109.
3. Носкова Л.Н. Средства и методы тренировки биатлонистов. Лыжные гонки. Биатлон. Тюмень. 2004; 2: 22-45.
4. Luchsinger H. Comparison of the effects of performance level and sex on sprint performance in the biathlon world cup. International journal of sports physiology and performance. 2018; 13(3): 360-366.
5. Астафьев Н.В. К проблеме оценки успешности выступлений в соревнованиях лыжников-гонщиков и биатлонистов. Актуальные вопросы лыжного спорта: сборник научных трудов. Омск. 1994: 9-14.
6. Laaksonen M.S. The influence of physiobiomechanical parameters, technical aspects of shooting, and psychophysiological factors on biathlon performance: A review. Journal of sport and health science. 2018; 7(4): 394-404.
7. Барнашов В.М., Загурский Н.С. Итоги выступления сборной команды России по биатлону в спортивном сезоне 2010-2011 гг. Материалы Всероссийской научно-практической конференции. Омск: Изд-во СибГУФК. 2011: 271-299.
8. Безмельницын Н.Г. Специальная стрелковая подготовка биатлониста: учебное пособие. Омск. 1974: 43.
9. Загурский Н.С., Романова Я.С. Комплексный тест для оценки интегральной подготовленности биатлонистов. Ученые записки университета П.Ф. Лесгафта. 2017; 10(152): 64-71.
10. Sattlecker G. Factors discriminating high from low score performance in biathlon shooting. International journal of sports physiology and performance. 2017; 12(3): 377-384.
11. Ihalainen S. Technical determinants of biathlon standing shooting performance before and after race simulation. Scandinavian journal of medicine & science in sports. 2018; 28(6): 1700-1707.
12. Иткис М.А. Специальная подготовка стрелка-спортсмена. М.: ДОСААФ СССР. 1982: 128.
13. Кинль В.А. Исследование стрелковой подготовки лыжников-биатлонистов: автореф. дис. ... канд. пед. наук: 13.00.04. Киев. 1977: 23с.
14. Юрьев А.А. Спортивная стрельба. 2-изд. М.: ФиС. 1962. 383 с.
15. Система сенсорного анализа давления кистевого хвата. URL: https://www.tekscan.com/products-solutions/human-gait-analysis.
References
1. Romanova Y.S., Zagursky N.S., Guscha S.Y. Shooting training of the strongest biathletes of the world. Uchenye zapiski universiteta imeni P.F. Lesgafta. 2016; 10(110): 138-143 [In Russ.].
2. Romanova Y.S., Astafiev N.F. Integral index of biathletes' shooting fitness and the prospects of its use in scientific research. Pedagogiko-psihologicheskie I mediko-biologicheskie problem fizicheskoj kul'tury I sporta = Pedagogical-psychological and medical-biological problems of physical culture and sport. 2014; 3(32): 105-109 [In Russ., In Engl.].
3. Noskova L.N. Means and methods of training biathletes. Lyzhnye gonki. Biatlon: Tyumen. 2004; 2: 22-45 [In Russ.].
4. Luchsinger H. Comparison of the effects of performance level and sex on sprint performance in the biathlon world cup. International journal of sports physiology and performance. 2018; 13(3): 360-366.
5. Astafev N.V. To the problem of evaluation of successful performance in competitions of cross-country skiers and biathletes. Aktual'nye voprosy lyzhnogo sporta: sbornik nauchnyh trusov [Actual issues of ski sport: a collection of scientific articles]. Omsk. 1994: 9-14 [In Russ.].
6. Laaksonen M.S. The influence of physiobiomechanical parameters, technical aspects of shooting, and psychophysiological factors on biathlon performance: A review. Journal of sport and health science. 2018; 7(4): 394-404.
7. Barnashov V.M., Zagursky N.S. Results of the performance of the Russian national biathlon team in the sports season 2010-2011. Materialy Vserossijskoj nauchno-prakticheskoj
konferencii [Proceedings of the All-Russian scientific and practical conference]. Omsk: SibGUFK Publishing House. 2011: 271-299 [In Russ.].
8. Bezmelnitsyn N.G. Special'naya strelkovayapodgotovka biatlonistov: uchebnoeposobi [Special shooting training of a biathlete: textbook]. Omsk. 1974: 43 [In Russ.].
9. Zagursky N.S., Romanova Y.S. Complex test to assess the integral preparation of biathletes. Uchenye zapiski universiteta imeni P.F. Lesgafta. 2017; 10(152): 64-71 [In Russ.].
10. Sattlecker G. Factors discriminating high from low score performance in biathlon shooting. International journal of sports physiology and performance. 2017; 12(3): 377-384.
11. Ihalainen S. Technical determinants of biathlon standing shooting performance before and after race simulation. Scandinavian journal of medicine & science in sports. 2018; 28(6): 1700-1707.
12. Itkis M.A. Special'naya podgotovka strelka - sportsmena [Special training of a shooting athlete]. M.: DOSAAF SSSR. 1982: 128 [In Russ.].
13. Kinl V.A. The study of shooting training of biathlon skiers. Candidate's thesis. Kiev. 1977: 23.
14. Yuriev A.A. Sportivnaya strel'ba. 2e izdanie [A Sport shooting. 2nd edition]. Moscow: FIS. 1962:383.
15. System of sensory analysis of the pressure of the wrist grip. URL: https://www.tekscan.com/products-solutions/human-gait-analysis.
Статья поступила в редакцию: 17.11.2024
Бакаев Владислав Владимирович - директор Высшей школы спортивной педагогики, Институт физической культуры, спорта и туризма, Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, 195251, Россия, г. Санкт-Петербург, Политехническая ул., дом 29, e-mail: [email protected]
