Винахід кляпів групою біомеханіки Вільного Університету (Free University) в Амстердамі стало революцією в ковзанярському спорті і отримало широкий резонанс у всьому світі. Також як і у випадках з багатьма винаходами, теорія застосування кляпів знаходиться в розвитку. Основна ідея кляпів - в максимальному розгинанні гомілки під час руху, з метою розвитку більш високій швидкості. Вона безумовно довела своє право на життя, але більш детальні питання в цій галузі знаходяться в розробці.
Один з актуальних питань - правильне розміщення осі кляпів щодо стопи ковзанярі. Особливо актуальним він став з того моменту, як деякі заводи стали виробляти кляпи з регульованою віссю.
Група біомеханіки Вільного Університету ставить це питання на перше місце в своїй чотирирічної дослідній роботі, яка почалася рік тому.
Результати, отримані в процесі роботи не будуть афішуватися, але ми можемо розглянути ідеї, що розробляються цією групою. Для досягнення поставленої мети ми будемо оперувати законами біомеханіки, користуватися комп'ютерними моделями рухів ковзанярі на льоду і використовувати результати стрибкових експериментів проведених в лабораторії.
Визначення передньої межі положення осі технічно нескладне труднощів - вона ніколи не буде перебувати далі закінчення леза ковзанів. Оскільки кінець леза має досить точно визначається довжину, відповідну більшості стилів бігу ковзанярів, ми вважаємо, що це крайня можлива позиція для розташування осі (рис. 1е).
Таким чином, стосовно до європейського стандарту розмірів черевика (42) існує діапазон близько 16 см в якому вісь може бути встановлена.
Для того, щоб пояснити, що відбувається після відриву п'яти від опори звернемося до рис. 2, який показує співвідношення між поштовховою силою і плечем важеля, щодо гомілковостопного суглоба і моменту сили, викликаного м'язовим зусиллям поштовховою ноги.
Як можна побачити, гомілковостопний крутний момент використовується для підтримки балансу. Центр тиску під лезом змінюється разом зі зміною прикладання сили м'язів. Іншими словами, коли ви не використовуєте кляпи, м'язи навколо гомілковостопного суглоба використовуються тільки для рівноваги, в той час, як сила відштовхування головним чином обумовлена разгибанием колінного і тазостегнового суглоба. А у випадку з кляпом сила відштовхування може збільшитися в той момент, як центр тиску досягне осі (рис. 2)
Після відриву п'яти від опори сила відштовхування починає зменшуватися. Це пов'язано з тим, що м'язи-розгиначі гомілковостопного суглоба (великі литкові) мають довгі еластичні смуги, прикріплені до Ахиллесову сухожилля, що трансформують силу відштовхування, вироблену м'язами до п'яткової кістки. Ці смуги працюють як еластична зв'язка, яка знаходиться в максимально розтягнутому стані перед відривом п'яти і коротшає після її відриву, працюючи за принципом катапульти. Через це сила відштовхування починає зменшуватися. Енергія, вироблена цією смужкою залежить від її еластичності і від м'язової сили перед відривом п'яти. Це саме та енергія, яка допомагає ковзаняреві набирати швидкість, якої тільки необхідно трансформуватися в кінетичну енергію. На перший погляд, механізм взаємодії між м'язами і льодом не має значення, оскільки енергія не втрачається. Комп'ютерні моделі показують, що це дійсно так. Коли вісь знаходиться в різних позиціях, кількість енергії, яка вимірюється в момент відриву леза від льоду, не змінюється. Але це працює тільки тоді, коли м'язова сила в момент відриву п'яти залишається незмінною.
На практиці ж це не так. Для того, щоб показати це, я скажу, що необхідний час для розслаблення м'язів становить близько 0,1 сек. Більш того, коли голеностоп розтягується з високою швидкістю в момент відриву від льоду, втрачається ефективність відштовхування. Ці два фактори в сукупності, сприятливо впливають на максимальну швидкість відриву п'яти під час відштовхування, а це в свою чергу говорить про найбільшої ефективності максимально близького розташування осі щодо гомілковостопного суглоба.
З іншого боку, максимально далеке розташування осі від голеностопа дозволяє досягти максимального м'язового зусилля в момент відриву п'яти.
Одним словом, маємо суперечність між двома нашими висновками.
1) Позиція осі в кляп є компромісом між раннім підняттям п'яти, максимальним кутом відриву леза і запасом енергії в литкових м'язах.
2) Оптимальне положення осі залежить від результату прояви сили (від швидкості ковзанярі), від еластичності литкових м'язів, а також від зростання і ваги спортсмена.
Слід внести деяку ясність у 2-й пункт. Якщо у вас досить нееластичні литкові м'язи (наслідком чого може бути раннє підняття п'яти при ходьбі), то у вас менше запас енергії, отже, вісь можна зрушити ближче до подушечці стопи. У цьому випадку, ви витягне більше вигоди від раннього підняття п'яти.
Чим більше похідна сили, тим далі вперед можна зрушити вісь. Однак, в даному випадку є недолік, який перешкоджає висуненню осі на всю довжину шляху до передньої частини леза: в кінці відштовхування сила інерції сприяє зайвому розгинанню коліна, що є неефективним, оскільки під час закінчення відштовхування вам потрібно призупинити всяке розгинання. Цей ефект посилюється, якщо вісь сильно зміщена вперед (рис. 3). Здається, ми підійшли ближче до розуміння питання розташування осі в кляп.
Сайт створено в системі uCoz