Основы спортивной тренировки в рукопашном бое

3.1.3. Биомеханические основы техники рукопашного боя

Основные понятия и определения. Техническая подготовка спортсменов в рукопашном бое немыслима без анализа техники приемов и двигательных действий. Наиболее объективным и информативным методом для решения этих задач считается биомеханический анализ. Различают три его основные формы: количественный, качественный и педагогический. Каждая из форм имеет свои особенности и преимущества, однако по-настоящему «соединить» спортсменов и тренеров может лишь качественный биомеханический анализ (В.Б. Коренберг, 1979). При этом следует учитывать, что в единоборствах качественный биомеханический анализ не может быть не связан с педагогическим, так как в этом случае анализ спортивной техники выполняется с учетом тактических особенностей поединка или, например, психологических позиций.

К примеру, решение тех или иных тактических задач существенно зависит от правильного выбора приемов для их осуществления. Так, при проведении броска, когда противник намного слабее или неудачно вел поединок и проигрывает много очков, спортсмен может позволить себе больший риск, чем в случае, когда противник силен, проигрывает совсем мало и главная тактическая задача в связи с этим – удержать достигнутое ранее преимущество. Понятие «больший риск» в этом случае означает выполнение приема, сопряженное, например, с неустойчивым положением тела (точнее, с таким, которое противник может превратить в неустойчивое) и т. п.

Другой пример. Боец при нанесении удара в большей или меньшей степени (в зависимости от обстоятельств) «поддерживает» удар движением туловища, т. е. варьирует технику выполнения приема в соответствии с тактической задачей: нанести предельно сильный удар, просто набирать очки, остановить атаку противника и т. п.

Для нужд качественно биомеханического анализа вполне достаточно весьма грубых приближений при расчетах. Тем не менее тренер обязан знать основные законы механики, так как они важны для понимания закономерностей построения движений (Д.Д. Донской, 1971).

Общие основы биомеханики ударных движений. Мастерство спортсменов в рукопашном бое во многом определяется способностью к нанесению эффективных ударов.

В теоретической механике под ударом понимается кратковременное, измеряемое долями секунды взаимодействие, резко изменяющее состояние движения физического тела. Исходя из практики, принятой в единоборствах, под ударом условно понимается процесс от начала движения ударного звена в сторону цели до окончания ударного взаимодействия.

Все виды ударов в рукопашном бое, равно как и в других видах единоборств, основаны на общих принципах механики. Принципиальная структура ударных движений может быть приведена к единой схеме со следующими элементами: подготовительные действия (в том числе скрытые по тактическим соображениям); ударный разгон; соударение; послеударные действия.

Подготовительные действия – скрытый замах (скручивание и т. п.), выполняемый периферическими звеньями тем или иным способом, выводящим дистальные звенья в исходное положение для ударного разгона.

Ударный разгон характеризуется «реактивной волной» передачи механического импульса от проксимальных (приопорных) звеньев к дистальным. Одним из характерных технических элементов здесь также является торможение нижележащих звеньев, передающих механический импульс к верхнему, ударному звену.

Соударение – решающая стадия ударных действий, в которых механический импульс, накопленный в предыдущей стадии разгона ударной массой, практически мгновенно передается на тело соперника. Энергетическая эффективность этого действия зависит не столько от скорости движения ударного звена (хотя это важно), сколько от суммарного импульса, передаваемого в ударе от всех ранее разгонявшихся звеньев. С этим напрямую связан эффект торможения звена перед ударом.

Послеударные действия имеют значение лишь в контексте выполнения других взаимосвязанных двигательных действий (в комбинационных построениях). В значительной степени они представляют собой своеобразную инерционную паузу, вынужденно следующую за ударом, после преодоления которой спортсмен должен возможно более быстро переходить к следующему действию.

При выполнении ударных движений с выраженным вращательным характером (например, обратный круговой удар ногой, удар рукой наотмашь с поворотом на 360° и т. п.) имеет место предварительное скручивание тела по продольной оси с последующим перераспределением движения между звеньями. Например, при выполнении удара рукой наотмашь наблюдается выраженный эффект «обгона» (рука заканчивает движение, начатое ногами и плечевым поясом). Такие движения в теории часто объясняют эффектом «хлыста», когда увеличение скорости обусловлено последовательным уменьшением масс (или моментов инерции относительно вертикальной оси тела), что проявляется только в том случае, если передача механического движения по кинематической цепи носит волнообразный характер (Ю.К. Гавердовский, 2007).

Таким образом, например, удар рукой можно представить как последовательную волну мышечных напряжений, направленную снизу вверх: в первой части осуществляется разгон всех звеньев тела, участвующих в ударном движении, в результате чего они приобретают некоторое количество движения; во второй части происходит последовательное торможение звеньев тела снизу вверх за счет тормозящих действий левой и правой ноги.

Выявленный механизм движения в значительной мере способствует увеличению скорости вышерасположенных звеньев тела, включая кулак бьющей руки, и соотносится с баллистическим характером движения. Эти действия характеризуются тем, что мышца-антагонист активна только в начале перемещения, а затем оно продолжает совершаться по инерции, антагонисты при этом расслаблены (Р.С. Персон, 1965, 1969). В этой связи следует отметить экономичность баллистических движений, которая объясняется тем, что накопленная в начальной фазе кинетическая энергия используется целесообразно, а дополнительные усилия мышц – фиксирующие суставы, корригирующие и тормозящие, сведены к минимуму.

В ударных видах единоборств имеют место две разновидности баллистических ударов (с предударным торможением и без него). Для «высокоскоростных» ударов руками, выполняемых по механизму баллистических движений, характерно резкое «выбрасывание» ударного звена в начальной фазе движения. В завершающей фазе удара (перед соударением) в отдельных случаях имеет место некоторое снижение скорости (предударное торможение). Предударное торможение позволяет подключить в момент соударения к массе дистального звена (кулака и предплечья) массу проксимальных звеньев (плеча и корпуса), т. е. повышается величина «присоединенной массы», что увеличивает механический эффект удара. Важно также учитывать, что за счет условно-рефлекторного сжатия кисти и фиксации суставов руки мышцами-антагонистами кулак предохраняется от возможной травмы.

Баллистический характер ударных движений не является обязательным. Так, электромиографические исследования (С.П. Нарикашвили и др., 1962; Р.С. Персон, 1965,1969; Л.В.Чхаидзе, 1970) свидетельствуют и о другом типе ударных движений, который получил название небаллистический (он характеризуется одновременным напряжением мышц-антагонистов, и движение совершается как бы «на вожжах», что обеспечивает большую его точность и помехоустойчивость).

Небаллистические (скоростно-силовые) удары отличаются равномерно ускоренным движением руки на протяжении всех фаз движения. Для таких ударов характерным является последовательное включение мышечных групп, обеспечивающих выполнение ударного движения, а также наращивание скорости перемещения звена вплоть до его контакта с целью. При таких ударах, по сравнению с высокоскоростными ударами, имеет место проигрыш в финальной скорости и выигрыш в жесткости и силе удара. Баллистические удары применяются преимущественно в качестве прямых с дальней и средней дистанций, небаллистические удары выполняются, как правило, в виде боковых снизу на средней и ближней дистанциях.

Обобщая вышеизложенное, можно заключить, что баллистические удары отличаются высокими показателями силы и быстроты, но обладают относительно меньшей точностью, а небаллистические удары характеризуются тем, что в них достигается максимальный силовой эффект с высокой точностью, но при этом скорость ударного движения намного ниже, чем при баллистических ударах.

Кроме того, специалисты выделяют наиболее универсальный тип ударных движений – акцентированные удары, в которых проявляются максимальные показатели силы, быстроты и точности. Удары, в которых проявляются наивысшие показатели быстроты и точности, а силовой компонент очень низкий, называются тактическими. Основная задача этих ударов – изучение сильных и слабых сторон в технической подготовленности противника. Они позволяют также раскрывать оборону соперника.

Скоростно-силовые характеристики ударных движений. Большинство распространенных методик, применяемых для измерения скорости и силы ударов, по своим метрологическим характеристикам не отвечает требованиям, предъявляемым к регистрации ударных процессов, что не позволяет объективно регистрировать их характеристики.

В научных работах середины прошлого века специалисты, исследовавшие удар в боксе, считали, что, в соответствии с законами механики, сила удара зависит от массы тела и скорости его движения в момент удара. Однако при этом авторы исходили из предположения, что вся масса спортсмена участвует в ударе. Позднее исследования показали, что «ударная масса» в основном ограничивается массой бьющей руки.

Как показано в исследованиях А.И. Гаракяна, О.В. Меньшикова и З.М. Хусяйнова (2007), величина ударной массы не является простым эквивалентом массы руки. Обнаружена высокая положительная взаимосвязь показателя «максимальная сила удара» с характеристиками массы сегментов тела: руки, туловища и ноги. Это утверждение следует рассматривать во взаимосвязи с другим, не менее важным, положением о том, что сила удара боксера является результатом суммирования скоростей масс отдельных звеньев тела – ноги, туловища и руки (З.М. Хусяйнов, 1995). При этом должен быть обеспечен последовательный разгон сегментов тела снизу вверх, т. е. каждое последующее звено начинает движение, когда скорость предыдущего достигает своего максимального значения. Показано, что с ростом спортивного мастерства увеличиваются показатели согласованности и скорости движения отдельных звеньев тела, начиная с ноги и заканчивая перчаткой бьющей руки. Нарушения в согласованности движений конечностей и туловища приводят к существенному снижению силового компонента удара (И.Н. Книпст, 1958; С.П. Нарикашвили и др., 1962; Б.И. Бутенко, 1962; К. Бартониетц, 1974, 1975; В.К. Кисис, М.С. Шакирзянов, 1974, 1976; З.М. Хусяйнов, 1995).

Скорость движения удара рукой достигает к моменту соударения величины 8-10 м/с у мастеров спорта по боксу, в то время как средняя скорость удара спортсменов-разрядников составляет 4–6 м/с. С увеличением ударной массы звена скорость его перемещения уменьшается (ударная масса обратно пропорциональна скорости). Экспериментально установлено, что удары с максимальной силой наносятся со скоростью движения кулака от 83 до 95 % от максимальной, а самый быстрый и резкий удар – не самый сильный (К. Бартониетц, 1974). Так как увеличить одновременно ударную массу и скорость ее движения для максимальной силы удара нельзя, необходимо находить их оптимальное соотношение. Удар значительной силы можно выполнить и при относительно низкой скорости движения руки, однако в этом случае его соревновательная эффективность будет невысокой.

Эффективность ударных движений. В специальной литературе 1940-1960-х гг. эффективность ударов отождествлялась с кинетической энергией (Е = mv²/2). Однако удары, как правило, объединяют в себе поступательные и вращательные моменты движения, выполняемые с ускорением и объединенные в единую биодинамическую цепь последовательно включающихся в работу звеньев тела (нога, туловище, рука). В этой связи В.М. Клевенко (1968) предложил обобщенную формулу, которая представлена в следующем виде: E = mv²/2 + (mr²)ω²/2 = m(v² + r²ω²)/2. Таким образом, кинетическая энергия ударного движения обусловлена скоростью поступательного (v) и вращательного (ω – угловая скорость) движения, а также радиусом вращения (r), т. е. расстоянием ударной массы от оси вращения

При оценке эффективности ударных движений важно также учитывать момент инерции ударного звена, который численно равен произведению ударной массы на квадрат расстояния от оси вращения (I = mr²), что дает существенный выигрыш в использовании кинетической энергии и скорости ударного движения. Например, в работе В.И. Филимонова (2006) показано, что при акцентированном прямом ударе дальней (правой) рукой целесообразно, чтобы вертикальная ось вращения тела спортсмена проходила в возможно крайнем боковом положении, т. е. через ближнее (левое) плечо и ногу (это положение должно быть соблюдено и в конечной фазе ударного движения). Особенно большие резервы этого принципа (уменьшения или увеличения момента инерции ударного звена) могут быть реализованы при выполнении круговых ударов. Так, боковой удар ближней (левой) рукой можно проводить с опорой на левую ногу (малый радиус вращения) и с порой на обе ноги (несколько больший радиус вращения).

Большинство специалистов в боксе (О.П. Топышев, Г.О. Джероян, 1978) в качестве фундаментальной базы при исследовании скоростно-силовых параметров ударов используют второй закон динамики: F = mV₀ / Δ^t, где m – масса (ударная масса); V₀ – скорость этой массы в момент соударения; Δ^t – время воздействия соударяющихся тел. Однако биомеханические исследования свидетельствуют, что удары в спорте представляют собой более сложное явление, нежели соударение твердых тел или механических систем. Тело человека плюс снаряд (рука с перчаткой) правильнее рассматривать как незамкнутую систему с открытым входом энергии. В этой связи трактовка удара в спорте с позиций ньютоновской теории является недостаточно полной и требует введения энергетических характеристик ударного действия. Следует также учитывать, что масса ударяющего звена не может быть определена точно, так как звено (например, рука) связано с телом и не является свободным. С другой стороны, не может быть точно определена и величина присоединения масс других звеньев тела, так как данная биосистема имеет управляемые связи в суставах и открытый вход энергии. Таким образом, эффективность спортивных ударов зависит от нескольких факторов: жесткости ударного звена, величины присоединенной массы, а главное – от работы сил на пути совместного перемещения тел за время контакта. При этом также важно учитывать, что величина присоединенной массы изменяется в зависимости от вида удара: тактический удар, акцентированный удар и т. п. (В.И. Филимонов, 2006).

Общие основы биомеханики приемов борьбы. Основная задача в спортивной борьбе – переведение тела сопротивляющегося противника из какого-либо исходного в заданное правилами конечное положение (Ю.А. Шулика, 1988). Для получения преимущества в борьбе спортсмен должен использовать наиболее эффективные захваты и рычаги, позволяющие ему при условии приложения необходимых усилий и с учетом анатомического строения тела человека решить определенные двигательные задачи.

Анатомические особенности тела человека атакующий спортсмен использует для изменения позы и положения соперника, а также для механического воздействия на конечности (при выполнении болевых приемов), органы дыхания и кровообращения (при выполнении удушающих приемов). Анатомические особенности человеческого тела позволяют построить многие варианты приемов. Все они основаны на огромном разнообразии средств взаимодействия, используемых с различными целями и определяемых условиями соревновательной борьбы.

Прием в борьбе представляет собой единое (целостное) двигательное действие и состоит из отдельных простых движений руками, ногами и туловищем, сопряженных между собой во времени и пространстве. В борьбе различают:

• движения руками: хват, захват, обхват, прижимание, отталкивание, рывок (вверх, вниз, в сторону, комбинированный), толчок (вверх, вниз), тяга, упор, нажимание и т. д.;

• движения ногами: подставление, переставление, отставление, зашагивание, подталкивание, упор и т. д.;

• движения туловищем: наклон, выпрямление, прогиб, поворот, вращение, сгибание.

Часть приведенных движений выполняется одновременно, часть – в определенной последовательности. В технике любого броска необходимо выделять основу биомеханической структуры как наиболее важную часть, вокруг которой формируются остальные части приема. Такую основу можно считать профилирующей (Ю.А. Шулика, 2004). В сагиттальной плоскости это наклоны и прогибы, сгибания и выпрямления; в горизонтальной – вращения вокруг продольной оси. Эти специфические движения туловища в сочетании с перестановкой ног, атакующими движениями ног и рук составляют целостную структуру приемов. Структура приемов вариативна (один и тот же прием по форме движения и числу элементарных движений может иметь несколько вариантов, которые различаются пространственно-временной и динамической структурой).

Способы изменения положения атакуемого. Основа биомеханической сущности выполнения приемов борьбы состоит в приложении необходимой силы в необходимой точке тела атакуемого (создание моментов сил, создание пары сил, использование моментов сил тяжести и инерции). Силы в борьбе прилагаются посредством «рычагов», обеспечивающих рациональный способ выполнения приема.

Рычаг – это твердое тело, которое вращается или находится в равновесии под действием сил, направленных в одну или разные стороны. Рычаги могут вращаться вокруг оси закрепления или центра шарнира и в зависимости от места приложения сил бывают трех родов. В технике борьбы применяются рычаги всех родов, при этом бывают случаи, когда в ходе выполнения приема рычаг одного рода в связи с изменением захвата становится рычагом другого рода (А.П. Купцов, 1978).

Сохранение устойчивости. Одним из основных условий успешного ведения поединка является устойчивое положение тела. Основными механическими факторами статической устойчивости служат площадь опоры и различные по месту приложения и характеру силы. Площадь опоры спортсмена, находящегося в боевой стойке, образуется опорной поверхностью стоп и пространством, заключенным между ними.

Биомеханическим критерием степени устойчивости тела является место расположения его ОЦМ, причем любые, даже малозначительные, смещения ОЦМ относительно опоры изменяют его устойчивость. Наиболее устойчивым положение спортсмена бывает в тех случаях, когда ОЦМ тела находится ближе всего к опоре, – при низкой стойке. Однако не только расположением ОЦМ определяется степень устойчивости тела бойца. Не менее важным критерием устойчивости является величина площади опоры тела. Следовательно, спортсмен должен стремиться к увеличению площади опоры и снижению высоты расположения над ней ОЦМ тела.

Для более объективной оценки степени устойчивости тела необходимо учитывать величину угла устойчивости – угла, заключенного между линией действия силы тяжести и наклонной линией, проведенной из ОЦМ тела к любой точке границы площади опоры. Величина угла устойчивости зависит не только от величины площади опоры, но и от высоты расположения ОЦМ тела над ней.

Статическая устойчивость определенных частей тела бойца или его тела в целом возникает на короткое время. Например, в борьбе статическая устойчивость в значительной мере характеризуется готовностью к проявлению активной мышечной деятельности по сохранению данной позы. Быстрота смены угла устойчивости зависит от конкретных условий и позволяет опытному спортсмену своевременно принять наиболее устойчивое положение и тем самым обеспечить проведение приема (Ю.А. Шулика, 2004).

В борьбе за сохранение и восстановление устойчивого равновесия проявляются движения трех видов: компенсаторные, амортизирующие и восстанавливающие. В ответ на внешнее механическое воздействие спортсмен для удержания ОЦМ тела в пределах, обеспечивающих устойчивое равновесие, использует компенсаторные движения, которые нейтрализуют эффект возмущающих сил.

В условиях соревновательного поединка ОЦМ тела каждого из спортсменов в зависимости от их действий постоянно перемещается горизонтально и вертикально по отношению к опоре. Условия выполнения приема становятся более благоприятными, если направление его проведения совпадает с направлением движения ОЦМ тела противника. Направление броска в сторону наименьшего угла устойчивости атакуемого и соответствующее этому приложение сил атакующего также являются важным условием результативности выполнения приема.

Скорость выполнения приема. Этот показатель складывается из многих факторов. При овладении захватом, например, желательно использовать встречное движение атакуемого, облегчающее условия выполнения дальнейших действий. После осуществления захвата и выполнения начальной фазы приема важно понимать, что скорость суставных движений и их амплитуда тесно взаимосвязаны, поэтому нельзя пренебрегать ни одним из указанных факторов, чтобы не разрушать рациональную структуру приема.

Биомеханические особенности выполнения болевых приемов. Болевые приемы проводятся с целью вызвать разгибание конечности до предела ее анатомических возможностей (разгибание); вращение конечности вокруг ее продольной оси (скручивание); давление в области ахиллова сухожилия или икроножной мышцы.

Для того чтобы выполнить болевой прием, атакующий стремится разогнуть конечности противника, концентрируя силу на определенном плече рычага. Если силы действуют в одной плоскости, то происходит разгибание конечности. Если фиксировать тело противника в неподвижном состоянии, то сустав, соединяющий конечность с телом, будет служить точкой опоры. Используя массу своего тела на длинном плече рычага и прогибаясь, атакующий развивает усилие в противоположном направлении и добивается болевого воздействия. Амплитуда воздействия при этом должна быть выше амплитуды движения в суставе.

Для проведения приема можно также использовать принцип действия рычага первого рода. В этом случае массу концентрируют на суставе, разгибая конечность. В то же время оба конца конечности фиксируются так, чтобы сила реакции опоры действовала вверх. В обоих случаях наряду с указанными силами имеется эффект действия пары сил, который вызывает вращение конечности вокруг поперечной оси. Вращение возникает потому, что силы приложены к конечности на определенном плече рычага и действуют в разные стороны.

При противодействии попытке проведения болевого приема необходимо основываться на определенных биомеханических закономерностях, например прикладывать силу на большем плече рычага; использовать массу своего тела и массу тела атакуемого; задействовать сильные группы мышц против сопротивления слабых групп мышц противника; прилагать усилия в направлении, обеспечивающем лучшее воздействие на конечность.