ХАРАКТЕРИСТИКА ФАЗ СОРЕВНОВАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ В ПУЛЕВОЙ СТРЕЛЬБЕ НА ОСНОВЕ БИОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ МЫШЦ Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

1

СПОРТ

УДК 799.31 10.24412/2305-8404-2021-6-91-100

ХАРАКТЕРИСТИКА ФАЗ СОРЕВНОВАТЕЛЬНОГО

ДВИЖЕНИЯ В ПУЛЕВОЙ СТРЕЛЬБЕ НА ОСНОВЕ

БИОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ МЫШЦ

Т.Г. Артеменко, Е.В. Артеменко

Представлен анализ учебно-тренировочного процесса стрелка из пневматиче-

ского пистолета в соревновательном упражнении ПП-2 на основе определения харак-

теристик биоэлектрической мышечной активности верхних конечностей и плечевого

пояса в основных фазах двигательного действия. Получены новые знания о максималь-

ном напряжении мышц и их мощности в фазах движения верхнего плечевого пояса,

которые позволяют выявить зависимости в соотношениях этих величин.

Ключевые слова: соревновательное движение, пулевая стрельба, двигательная

фаза, электромиограмма, мощность, амплитуда, суммарная средняя амплитуда.

CHARACTERISTICS OF THE PHASES Артеменко Тарас Григорьевич, канд. наук по

OF COMPETITIVE MOVEMENT физ. воспит. и спорту, доц., [email protected], Россия, Рес-

IN BULLET SHOOTING BASED публика Саха (Якутия), Чурапча, Чурапчинский государ-

ON THE BIOELECTRIC ACTIVITY ственный институт физической культуры и спорта,

OF THE MUSCLES Артеменко Елена Викторовна, канд. пед.

наук, доц., [email protected], Россия, Республика Саха (Яку-

Artemenko T.G., candidate of sciences in тия), Чурапча, Чурапчинский государственный институт

physical education and sport, associate profes- физической культуры и спорта

sor, [email protected], Russia, Republic of

Sakha (Yakutia), Сurapcha, Churapcha State

Institute of Physical Education and Sport, Активность биокинематической

Artemenko E.V., candidate of pedagogical системы человека создается многими

sciences, associate professor, [email protected], системами его организма, где одной из

Russia, Republic of Sakha (Yakutia),

Сurapcha, Churapcha State Institute of Physi- ведущих, обеспечивающей перемещения

cal Education and Sport в пространстве, выполнение управленче-

The analysis of the training process of a ской и организационной функций явля-

shooter from a pneumatic pistol in the PP-2 ется мышечная система [3]. Количест-

competitive exercise was carried out on the венные показатели биоэлектрических

basis of determining the characteristics of the

bioelectric muscular activity of the upper процессов, характеризующие сократи-

extremities and the shoulder girdle in the main тельные процессы в мышце во время на-

phases of motor action. New knowledge has

been obtained about the duration of the phases пряжения и расслабления в определен-

during the fulfillment of the motor action ные фазы целостного движения, отобра-

PP-2, about the maximum muscle tension and жают внутреннюю картину двигательных

their power in the phases of movement of the

upper shoulder girdle, which makes it possible действий спортсменов [1, 3, 7]. Ее описа-

to reveal the dependences in the ratios of these ние основано на работах ученых, связан-

values.

ных с выявлением взаимосвязи мышеч-

Key words: competitive movement, bullet ных сокращений с показателями элек-

shooting, motor phase, electromyogram, тромиограммы (ЭМГ) – величиной ам-

power, amplitude, total average amplitude.

91

2

Известия ТулГУ. Физическая культура. Спорт. 2021. Вып. 6

[Bulletin of TulSU. Physical culture. Sport. 2021. Issue 6]

плитуды и ее производными, интегрированной рефлекторной суммарной

активностью мышц.

Двигательные действия в пулевой стрельбе в соревновательном

упражнении ПП-2 имеют ряд особенностей, одна из которых – удерживать

баланс (устойчивое положение) в фазах поднимания оружия, его опуска-

ния и удерживания перед выполнением приведения спускового курка в

действие. Изучению согласованности или межмышечной координации в

стрелковых движениях посвящено большое количество исследований.

Одной из таких проблем посвящены работы Е.А. Лукиной (2000) [4] в

исследовании «структуры данных, с помощью которых изучается и оцени-

вается устойчивость тела человека и способность управлять положением

тела». К таким данным относят возможные типы распределения в струк-

туре стабилографического сигнала при исследовании стационарного

положения с целью выявления участия мышц в управленческой деятельно-

сти по устойчивому удержанию положения тела.

Вопросами, связанными с определением факторов, обеспечиваю-

щих высокую меткость в поражении мишени, занимался И.Ю. Сюзев

(2012) [6], который выявил ошибку в «хватательной особенности кисти

стрелка» и, как следствие, определил связь с рассеиванием пробоин на

мишени.

Изучение больших систем, какой является биомеханическая струк-

тура движения стрелка, как приведено в вышеуказанных исследованиях,

также возможно проводить с целью детализации отдельных двигательных

структур [5], например, в межзвенных соединениях «туловище–плечо» [1,

2, 8]. Двигательные действия этих звеньев биокинематической системы в

фазах изготовки стрелка заслуживают более глубокого анализа в аспекте

изучения мышечных напряжений во взаимосвязи с длительностью фаз в

структуре подготовительного движения.

Объект исследования – учебно-тренировочный процесс стрелка из

пневматического пистолета в соревновательном упражнении ПП-2.

Предмет исследования – характеристики мышечной активности

верхнего плечевого пояса стрелка в соревновательном упражнении ПП-2.

Цель исследования – сравнить характеристики мышечной активно-

сти в основных фазах двигательного действия стрелка в соревновательном

упражнении ПП-2.

Новизна исследования заключается в том, что полученные данные о

длительности фаз при выполнении двигательного действия ПП-2 и макси-

мальном напряжении мышц и их мощности в фазах движения верхнего

плечевого пояса позволяют выявить соотношения этих величин.

Организация и методы исследования. Исследование проводилось в

стрелковом тире и лаборатории в ФГБОУ ВО «Чурапчинский государст-

венный институт физической культуры и спорта», с. Чурапча, Республика

92

3

Спорт [Sport]

Саха (Якутия). В исследовании принимал участие студент 4-го курса, ко-

торый занимается пулевой стрельбой в тире Боотур-уус (возраст – 25 лет,

стаж занятий – более 5 лет, первый спортивный разряд). Анализу подле-

жало двигательное действие стрелка из пневматического пистолета в

соревновательном упражнении ПП-2. Участник имитировал выстрел из

пневматического пистолета в режиме соревнования и производил

40 выстрелов.

С применением метода электромиографии определяли величину

мышечной активности плеча стрелка в соревновательном упражнении ПП-

2. Получали показатели максимальной амплитуды (А, мВ) и мощности (S,

мВ*с) верхней трапециевидной, передней дельтовидной и средней дельто-

видной мышц. Регистрация электрической активности мышц стрелка про-

водилась с применением АПК «Миокон» (производство ОКБ «РИТМ»

г. Таганрог, Россия), состоящего из аппаратного блока, соединенного с

ноутбуком USB-кабелем и проводным соединением с тремя поверхност-

ными накожными огибающими и заземляющим электродами. Использо-

ваны кнопочные биполярные отводящие электроды REFF 3010 размером

41×21 мм (FIAB, Италия), которые закреплялись в местах исследуемых

мышц на коже спортсмена. На рис. 1 представлена фотоинформация с мес-

тами крепления электродов у спортсмена на верхней трапециевидной,

передней и средней дельтовидных мышцах.

а б в

Рис. 1. Места крепления электродов FABI 20×40 мм:

а – фиксированный электрод на коже; б – соединение электрода

с проводным усилителем; в – положение электродов

в двигательной фазе

Синхронно с регистрацией биоэлектрической активности мышц

проводилась фото- и видеофиксация имитации 40 повторов соревнова-

тельного двигательного действия стрелка в упражнении ПП-2.

93

4

Известия ТулГУ. Физическая культура. Спорт. 2021. Вып. 6

[Bulletin of TulSU. Physical culture. Sport. 2021. Issue 6]

На рис. 2 представлены позы спортсмена при выполнении упраж-

нения, распределенные на 4 фазы, которые состоят из фаз: 1-я – исходная

изготовка спортсмена; 2-я – поднятие руки с пистолетом; 3-я – опускание в

горизонтальное положение руки и пистолета; 4-я – прицеливание и вы-

стрел, задержка руки после выстрела и опускание в исходное положение.

а б

в г

Рис. 2. Поза стрелка в фазах двигательного действия

при выполнении соревновательного упражнения ПП-2:

а – исходная; б – максимально верхнее положение пистолета;

в – выравнивание и произведение выстрела, г – завершение

Результаты исследования и их обсуждение. Отдельное двигательное

движение стрелка, связанное с выполнением выстрела, схематически пред-

ставили на рис. 3 в виде 4 фаз, которые имеют определенную временную

длительность.

На рис. 3 отображены наименования двигательных фаз и их дли-

тельность. Видно, что средние временные показатели по длительности

фазы распределились следующим образом: первая фаза «поднимание пис-

толета вверх» проходила 2,21 с, вторая фаза «опускание руки и пистолета

до горизонтального уровня» – 5,63 с, третья фаза «прицеливание и вы-

стрел» – 1,65 с и четвертая фаза «удержание пистолета после выстрела и

опускание в исходное положение» – 2,71 с. Таким образом, средняя про-

должительность выполнения одного выстрела складывается из суммарной

длительности всех четырех фаз и составляет 12,19 с.

94

5

Спорт [Sport]

1-я фаза – 3-я фаза –

поднимание прице-

пистолета ливание и

вверх выстрел

2,21 с 5,63 с 1,65 с 2,71 с

Суммарная длительность фаз 1–4 составляет 12,19 с

2-я фаза – 4-я фаза – удержание

опускание пистолета после вы-

пистолета стрела и опускание в

на горизонт исходное положение

(подготовка к следую-

щему выстрелу)

Рис. 3. Наименование двигательных фаз изготовки стрелка

и их длительность

В табл. 1 можем отметить наибольшую величину мощности в уси-

лии (S=0,08 мВ*с) во 2-й фазе при опускании руки с пистолетом до гори-

зонтального уровня и наименьшие мышечные усилия (S=0,03 мВ*с) при

прицеливании в 3-й фазе.

В табл. 1 также представлены характеристики передней дельтовид-

ной мышцы при выполнении стрелкового соревновательного упражнения

ПП-2, где можно отметить максимальные усилия в первой фазе поднима-

ния пистолета (S=0,71 мВ*с) и минимальные в третьей фазе прицеливания

(S=0,59 мВ*с).

Характеристики средней дельтовидной мышцы демонстрируют

максимальную амплитуду (А=0,112±0,016 мВ) в первой фазе поднимания

руки и пистолета вверх (табл. 1). Во всех остальных фазах, со второй по

четвертую, несмотря на разную временную их длительность, максималь-

ные амплитуды одинаковы и находятся в границах от 0,090±0,007 до

0,096±0,03 мВ.

Средние показатели максимальной амплитуды и мощности в про-

должение всех четырех двигательных фаз в мышце при выполнении цело-

стного движения стрелка в одном подходе представлены в табл. 2.

95

6

Известия ТулГУ. Физическая культура. Спорт. 2021. Вып. 6

[Bulletin of TulSU. Physical culture. Sport. 2021. Issue 6]

Таблица 1

Биоэлектрическая характеристика активности исследуемых

мышц в отдельной фазе соревновательного упражнения ПП-2

и среднее время длительности фазы

Фаза двигательного действия стрелка

при выполнении одного выстрела (n=40)

1-я 2-я 3-я 4-

Поднимание Опускание Прицеливание Удержание писто-

Показатели пистолета пистолета на и выстрел лета после выстрела

горизонт и опускание в исх.

полож. (подготовка

к следующему вы-

стрелу)

Длительность

2,21±0,14 5,62±0,26 1,65±0,12 2,71±0,18

фазы, с

Верхняя трапециевидная мышца

Максимальная

амплитуда

0,037±0,002 0,027±0,007 0,026±0,004 0,033±0,002

миограммы (А),

мВ

Мощность (S),

0,05±0,009 0,08±0,002 0,03±0,007 0,05±0,004

мВ*с

Передняя дельтовидная мышца

Максимальная

амплитуда

0,671±0,32 0,48±0,06 0,473±0,083 0,447±0,029

миограммы (А),

мВ

Мощность (S),

0,71±0,04 1,67±0,2 0,59±0,05 0,69±0,006

мВ*с

Средняя дельтовидная мышца

Максимальная

амплитуда

0,112±0,016 0,096±0,03 0,091±0,04 0,09±0,007

миограммы (А),

мВ

Мощность (S),

0,13±0,01 0,31±0,02 0,10±0,01 0,11±0,009

мВ*с

Таблица 2

Средние показатели электромиографии мышц при выполнении

целостного движения стрелка в одном подходе

Показатели электромиографии (n=40)

Мышца Максимальная амплитуда

Мощность (S), мВ*с

миограммы (А), мВ

Верхняя трапециевидная 0,037±0,002 0,21±0,003

Средняя дельтовидная 0,671±0,32 3,62±0,2

Передняя дельтовидная 0,112±0,016 0,64±0,05

96

7

Спорт [Sport]

Из табл. 2 видно, что показатели максимальной амплитуды мио-

граммы при работе мышцы верхней трапециевидной находятся на уровне

0,037±0,002 мВ, средней дельтовидной мышцы – 0,671±0,32 мВ, а перед-

ней дельтовидной мышцы – 0,112±0,016 мВ.

Показатель мощности в этих мышцах, также в рамках 12,27 с, имеет

следующие значения: верхняя трапециевидная – 0,21±0,003 мВ*с, средняя

дельтовидная – 3,62±0,2 мВ*с, передняя дельтовидная – 0,64±0,05 мВ*с.

Из табл. 3 видно, что распределение времени по фазам изготовки

стрелка в упражнении ПП-2 неравномерно, почти половина времени ухо-

дит у спортсмена на 2-ю фазу «опускание руки с пистолетом на линию го-

ризонта» и составляет 46,10 % от общего времени движения. Во 2-й и 3-й

фазах время распределилось равномерно от 21,95 до 24,68 %. Наибольшую

мощность во всех трех исследуемых мышцах – верхней трапециевидной,

передней и средней дельтовидной – выявили в 1-й фазе «поднимание пис-

толета» с показателями в диапазоне от 28,79 до 32,40 % от общего показа-

теля целостного движении изготовки стрелка.

Таблица 3

Распределение длительности времени и проявление мощности

мышц в фазах движения стрелка

Номер и наименование фаз двигательного действия

Показатели в соревновательном упражнении стрелка, %

двигательного 1 – поднима- 2 – опускание 3 – прицели- 4 – удержа-

действия ние пистолета пистолета на вание и вы- ние пистолета

горизонт стрел

Временная длитель-

18,13 46,10 * 13,54 22,23

ность фаз, %

Мощность верхней

трапециевидной 30,08 * 21,95 21,14 26,83

мышцы, %

Мощность передней

дельтовидной 32,40 * 23,18 22,84 21,58

мышцы, %

Мощность средней

дельтовидной 28,79 * 24,68 23,39 23,14

мышцы, %

Примечание: * – максимальные значения показателя.

Необходимо отметить, что в остальных трех фазах изготовки стре-

лок поддерживал равномерность характеристики мощности в мышцах, где

минимальный показатель во 2-й фазе «опускание пистолета на линию

горизонта» составил 21,14 %, а максимальный в 4-й фазе «удержание пис-

толета после выстрела и опускание в исходное положение» – 26,83 %.

97

8

Известия ТулГУ. Физическая культура. Спорт. 2021. Вып. 6

[Bulletin of TulSU. Physical culture. Sport. 2021. Issue 6]

Заключение. Отмечено значительное временное различие длитель-

ности фаз в целостном движении стрелка в упражнении ПП-2, однако мы-

шечные напряжения во всех исследуемых мышцах во 2-й, 3-й и 4-й фазах

были равномерны. Спортсменам необходимо придерживаться «равномер-

ности распределения мышечной мощности» со 2-й по 4-ю фазу, связанные

с точностью выстрела, так как это правило позволяет избежать излишних

напряжений в мышцах – верхней трапециевидной, передней и средней

дельтовидной – и, в свою очередь, неконтролируемых колебательных дви-

жений руки.

Установлено, что средние временные показатели по длительности

фазы распределились следующим образом: первая фаза «поднимание пис-

толета вверх» проходила в течение 2,21 с, вторая фаза «опускание руки и

пистолета до горизонтального уровня» длилась 5,63 с, третья фаза «прице-

ливание и выстрел» длилась до момента нажатия на курок и составила

1,65 с, последняя четвертая фаза «удержание пистолета после выстрела и

опускание в исходное положение» длилась 2,71 с. Таким образом, средняя

продолжительность выполнения одного выстрела складывается из сум-

марной длительности всех четырех фаз и составляет 12,19 с.

Необходимо учитывать стрелкам, что в упражнении ПП-2 среднее

время длительности в третьей «ключевой» фазе «прицеливание и выстрел»

– 1,65±0,12 с, (13,54 % от общего времени).

В ходе дальнейших исследований предполагается изучить анало-

гичные характеристики у спортсменов высшего спортивного мастерства с

целью сравнения с результатами спортсменов на этапе совершенствования,

определить «модельные данные» в упражнении ПП-2, выявить закономер-

ности в соотношениях характеристик биоэлектрической активности мышц

в фазах изготовки стрелка, изучить точность выстрела с характеристиками

«длительности фаз» во взаимосвязи с биоэлектрической активностью

мышц.

Список литературы

1. Артеменко Е.В., Артеменко Т.Г. Биомеханические показатели

двигательных действий в специальных упражнениях национальных видов

спорта и в упражнениях базовых видов спорта. Пенза: МЦНС «Наука и

Просвещение», 2019. С. 65–153.

2. Артеменко Т.Г., Абрамова В.Р., Алексеев В.Н. Мышечная актив-

ность при выполнении общеразвивающих упражнений и двигательного

действия в национальной игре «Якутская вертушка» // Теория и практика

физической культуры. 2020. № 2. С. 72–75.

3. Городничев Р.М. Спортивная электронейромиография. Великие

Луки: Изд-во ВГАФК, 2005. 227 с.

98

9

Спорт [Sport]

4. Лукина Е.А Организация движений в системе «стрелок–оружие»

при стрельбе из пневматического пистолета: автореф. дис. ... канд. пед.

наук. М., 2000. 24 с.

5. Остриков А.П., Павельев И.Г., Севальд Н.И. Исследование при-

менимости микромашинных акселерометров в стрелковом спорте // Ре-

сурсы конкурентоспособности спортсменов: теория и практика реализа-

ции. 2020. № 1. С. 197–198.

6. Сюзев И.Ю. Биомеханика кисти и законы рассеивания пробоин

при стрельбе из пистолета // Правоохранительные органы: теория и прак-

тика. 2012. № 2. С. 56–62.

7. Ципин Л.Л., Захаров Ф.Е., Самсонов М.А. Регистрация электри-

ческой активности мышц спортсменов при изучении высокоамплитудных

двигательных действий // Труды кафедры биомеханики университета им.

П.Ф. Лесгафта: сб. науч. трудов за 2012 г. Вып. VI. СПб.: Копи-Р Групп,

2012. С. 36–43.

8. Artemenko T.G., Gotovtsev I.I., Artemenko E.V. Analysis of bioelec-

trical activity of the athlete’s back muscles during special exercises and compe-

tition actions in such power sport as mas-wrestling: Proceedings of the First in-

ternational Volga region conference on economics, humanities and sports (FI-

CEHS 2019) [Электронный ресурс]. URL: https://www.atlantis-

press.com/proceedings/ficehs-19/125932310 (дата: обращения: 20.12.20).

References

1. Artemenko E.V., Artemenko T.G. Biomekhanicheskie pokazateli dvigatel'nyh

dejstvij v special'nyh uprazhneniyah nacional'nyh vidov sporta i v uprazhneniyah bazovyh vi-

dov sporta [Biomechanical indicators of motor actions in special exercises of national sports

and in exercises of basic sports]. Penza: ICNS "Science and Education", 2019. P. 65–153.

2. Artemenko T.G., Abramova V.R., Alekseev V.N. Myshechnaya aktivnost' pri vy-

polnenii obshcherazvivayushchih uprazhnenij i dvigatel'nogo dejstviya v nacional'noj igre

«Yakutskaya vertushka» [Muscular activity during general developmental exercises and mo-

tor actions in the national game "Yakutskaya spinner"] // Teoriya i praktika fizicheskoj

kul'tury [Theory and practice of physical culture]. 2020. No. 2. P. 72–75.

3. Gorodnichev R.M. Sportivnaya elektronejromiografiya [Sports electroneuromyo-

graphy]. Velikie Luki: VGAFK Publishing House, 2005. 227 p.

4. Lukina E.A Organizaciya dvizhenij v sisteme «strelok–oruzhie» pri strel'be iz

pnevmaticheskogo pistoleta [Organization of movements in the "shooter-weapon" system

when firing from a pneumatic pistol]: author. dis. ... cand. ped. sciences. M., 2000. 24 p.

5. Ostrikov A.P., Pavel'ev I.G., Seval'd N.I. Issledovanie primenimosti mikromashin-

nyh akselerometrov v strelkovom sporte [Investigation of the applicability of micromachined

accelerometers in shooting sports] // Resursy konkurentosposobnosti sportsmenov: teoriya i

praktika realizacii [Resources for the competitiveness of athletes: theory and practice of im-

plementation]. 2020. No. 1. P. 197–198.

6. Syuzev I.Yu. Biomekhanika kisti i zakony rasseivaniya proboin pri strel'be iz pis-

toleta [Biomechanics of the hand and the laws of dispersion of holes when firing a pistol] //

Pravoohranitel'nye organy: teoriya i praktika [Law enforcement agencies: theory and prac-

tice]. 2012. No. 2. P. 56–62.

99

10

Известия ТулГУ. Физическая культура. Спорт. 2021. Вып. 6

[Bulletin of TulSU. Physical culture. Sport. 2021. Issue 6]

7. Cipin L.L., Zaharov F.E., Samsonov M.A. Registraciya elektricheskoj aktivnosti

myshc sportsmenov pri izuchenii vysokoamplitudnyh dvigatel'nyh dejstvij [Registration of

electrical activity of athletes' muscles in the study of high-amplitude motor actions] // Pro-

ceedings of the Department of Biomechanics of the University named after P.F. Lesgaft: Sat.

scientific. works for 2012. Vi. SPb.: Kopi-R Group, 2012. P. 36–43.

8. Artemenko T.G., Gotovtsev I.I., Artemenko E.V. Analysis of bioelectrical activity

of the athlete’s back muscles during special exercises and competition actions in such power

sport as mas-wrestling: Proceedings of the First international Volga region conference on

economics, humanities and sports (FICEHS 2019) [Electronic resource]. URL:

https://www.atlantis-press.com/proceedings/ficehs-19/125932310 (date: accessed: 20.12.20).

100