Тренажеры, предназначенные для обучения и совершенствования техники прыжка с шестом

Для освоения сложной техники прыжка с шестом (особенно ее опорной части) в тренировочном процессе используются прыжки с разбега разной длины. Число повторений таких прыжков невелико из-за больших энерготрат организма спортсмена. Поэтому для решения задач овладения техникой прыжка некоторые авторы рекомендуют выполнение специальных упражнений на гимнастических снарядах и батуте [13, 14, 41, 79]. Целесообразность использования средств гимнастики в целях технической подготовки прыгунов с шестом подтверждена на материалах ряда исследований. Так, В.А. Горбунов предложил использовать в процессе обучения опорной части прыжка с шестом и корректировки уже приобретенного навыка гимнастические упражнения на снарядах на основе сходства биомеханической структуры избранных упражнений с движениями отдельных фаз прыжка или их связки, а также эффекта положительного переноса навыков [13]. Однако внешнее сходство предлагаемых гимнастических средств подготовки не всегда отражает реально существующее взаимодействие спортсмена со снарядом (шестом). Например, предлагаемое автором средство – выполнение больших оборотов на перекладине (с целью освоения и коррекции техники взмаха) – не соответствует соревновательному движению по причине различий условий исполнения и реакции опоры (опора должна быть подвижной и иметь, по крайней мере, одну или две степени свободы). В результате – динамическая структура (при сходстве кинематической) в движениях взмаха будет различной при исполнении в реальных условиях и в условиях исполнения на перекладине. Различия тем более существенны для обучения, если учесть, что в прыжках с шестом оценивается не исполнительское мастерство спортсмена, а достижение наилучшего результата на основе проявления максимально возможных физических качеств. Проявление же этих качеств в значительной мере отражается на динамической структуре упражнения. Поэтому сходство динамических структур осваиваемых упражнений с подобными структурами соревновательного упражнения – важное условие для отбора и классификации предлагаемых средств обучения в легкой атлетике. На наш взгляд, наибольшее сходство как динамических, так и кинематических структур в осваиваемых движениях, наибольшее сходство условий выполнения упражнений может быть достигнуто при использовании специально сконструированных обучающих тренажерных устройств. Кроме того, большое значение должно придаваться сходству условий воспроизведения осваиваемого упражнения на тренажерном устройстве с условиями выполнения при прыжке с шестом. Так, Н.Г. Озолин большое значение в процессе обучения двигательным действиям придавал сходству осваиваемых упражнений с соревновательными [45]. Наибольшие трудности в воспроизведении подобного сходства в процессе обучения прыжку с шестом возникают при имитации передвижения подвижной опоры в горизонтальном направлении. Отсутствие подобного сходства, как нам представляется, существенно отражается на координации движений обучаемого при освоении движений в связи с возникающими различиями в векторах сил и ускорений, действующих на тело спортсмена.

Данные научной литературы и опыт исследований в области прыжков с шестом [6, 15, 19, 54, 56, 57] свидетельствуют о сравнительной эффективности использования тренажерных и иных технических устройств в процессе специальной физической и технической подготовок прыгунов с шестом путем создания искусственных условий воспроизведения отрабатываемого упражнения. Так, Р.В. Ганзелен [11] предлагает использовать тренажерное устройство для отработки следующих фаз прыжка: «взмах – группировка», «разгибание», «подтягивание». Тренажер представляет собой шланг из прочной резины, равный диаметру шеста, который может быть подвешен как спортивный шест в спортивном зале. Подобное устройство в практике технической подготовки прыгунов с шестом будет достаточно эффективным. При этом в качестве рекуператора механической энергии, на наш взгляд, целесообразно использовать пружины. Они более долговечны в использовании и позволяют регулировать жесткость рекуператора.

Ряд тренажерных устройств, основанных на применении срочной информации, описывает Б.А. Савиных [54]. Сконструированное им фотофинишное устройство позволяет получать объективную информацию о скорости на последних шагах разбега и таким образом эффективно управлять ею. В тренировочном процессе это устройство позволяет выявить наилучший способ выполнения заключительной части разбега, определить влияние показателя скорости бега на последних шагах перед отталкиванием на результат в прыжке с шестом и (в соответствии с полученными результатами) вносить таким образом необходимые изменения в процесс тренировки. Специально сконструированный автором динамографический ящик для упора шеста позволяет получать срочную информацию об усилиях и векторах усилий выполняемых спортсменом действий на шесте. Здесь использован принцип тензоплатформы. Возникающие в результате взаимодействия шеста с динамографическим ящиком сигналы обрабатываются и представляются в виде динамограмм усилий спортсмена. Это позволяет выявить ошибки в технике исполнения опорной части прыжка, не видимые «на глаз». Вместе с тем предлагаемое устройство не позволяет облегчить условия выполнения прыжка с шестом, что значительно сокращает количество возможных повторений, а значит возможностей внесения необходимых коррекций в совершенствуемый навык. Для имитации отталкивания и выполнения фазы «взмах – группировка» автор предлагает оригинальное тренажерное устройство (см. рисунок 7). Устройство представляет собой раму, устанавливаемую при помощи зажимов на параллельные брусья. На раму крепятся болтами ось с втулкой, куда вставляется часть шеста. Здесь же прикреплены обоймы с пружинами. Для имитации «отталкивания» к оси тренажера посредством тросов присоединяется обойма с пружинами, а при выполнении «группировки» эта обойма отсоединяется и включается другая. Контроль за качеством выполнения упражнений на тренажерном устройстве проводился визуально под руководством тренера, а за процессом усвоения – при посредстве тензометрической платформы. Устройство имеет определенные недостатки: не в полной мере создаются требуемые условия при выполнении взмаха (отсутствие необходимого продвижения системы «прыгун – тренажер» в горизонтальном направлении). Рисунок 7 – Тренажер для обучения отталкиванию и взмаху А.В. Гришин [68] с целью повышения эффективности тренировки заключительных фаз прыжка создал устройство для тренировки прыгунов с шестом (см. рисунок 8). Тренажер содержит: основание со стойками, на которых закреплены кронштейны, выполненные в виде телескопических штанг; трособлочную систему из эластичных тяг, которые пропущены через блоки, смонтированные на штангах. Другие концы тяг прикрепляются к поясу спортсмена; шест связан с основанием и снабжен выключателем, управляемым спортсменом. Спортсмен, закрепив на себе пояс, занимает на опоре положение, соответствующее фазе разгибания. Затем он берет в руки шест и нажимает на нем выключатель, чтобы открыть электромагнитный замок. Под действием трособлочной системы спортсмен получает ускорение в вертикальной плоскости, соответствующее ускорению, приобретаемому телом прыгуна при разгибании шеста. Данное устройство будет полезно для отработки заключительных фаз прыжка. Вместе с тем данное устройство можно заменить более конструктивно простым, но не менее эффективным подвесным тренажером, в конструкции которого используются рекуператоры (пружины).

Рисунок 8 – Тренажер для обучения движениям заключительных фаз прыжка с шестом Другое устройство этого же автора [67] позволяет имитировать все фазы прыжка с шестом без предварительного разбега (см. рисунок 9). Оно содержит установленные на стойках параллельные горизонтальные направляющие с изогнутыми вверх концевыми участками. На направляющих установлена приводная тележка с вертикальным валом, который кинематически связан с одной из осей тележек и несет на нижнем конце имитатор шеста. При перемещении тележки от начала направляющих до концевых выключателей его привода, имитатор шеста поворачивается вокруг оси вала на 180°. В исходном положении толчковая нога спортсмена зафиксирована ремнем и электромагнитным замком, а упругий элемент, концами закрепленный на стойках, охватывает спортсмена. Пульт управления сначала отключает замок удерживающий ногу спортсмена, а через 0,1–0,2 с (в это время осуществляется взмах ногами вперед) открывает замок захвата и включает двигатель. Трос перемещает тележку по направляющим до концевых выключателей. В этот момент имитатор шеста занимает положение, близкое к вертикальному. Спортсмен отталкивается от шеста и переходит планку. К существенным недостаткам устройства можно отнести сложность его изготовления и использования в реальных условиях спортсооружений, отсутствие точной количественной информации извне о параметрах выполняемых движений, а к достоинствам – достаточно адекватное имитирование условий выполнения опорной части прыжка. Рисунок 9 – Тренажер для обучения движениям опорной части прыжка с шестом Третье устройство этого же автора предназначено для «контроля процесса тренировки прыгуна с шестом» [63]. Изобретение предназначено для расширения функциональных возможностей за счет анализа длительности фаз прыжка. Устройство представляет собой тензометрический ящик для упора шеста и позволяет по максимумам силы давления шеста на ящик для упора выделять отдельные фазы прыжка, сравнивать их с заданным эталонным значением, предоставлять срочно количественную информацию о длительности всего прыжка и величине отклонений отдельных фаз от заданных значений. На наш взгляд, представляется крайне сложным определить подобным образом точное значение длительности фаз. Недостатком данного устройства (в сравнении с аналогами) можно считать регистрацию только вертикальных составляющих усилий давления шеста на тензометрический ящик.

И.П. Ратов [65] предлагает для тренировки прыгунов с шестом тренажерное устройство, позволяющее без предварительного разбега совершать действия в опорной фазе прыжка и переход через планку (см. рисунок 10). Тренажер состоит из неподвижной опоры, на которой размещается спортсмен, и трособлочной системы с приводом для поднятия шеста. Трособлочная система выполняется таким образом, что один из концов троса имеет разветвления. Одно из них соединено с шестом в средней его части, а другое связано с нижним концом шеста и с подвижной платформой. Неразветвленный конец трособлочной системы соединен с приводом, который содержит барабан с электротормозом и электродвигатель. Барабан осуществляет намотку конца троса, в результате чего сила тяги действует на шест и подвижную платформу. При помощи программного блока тренер устанавливает режим лидирования по скорости движения шеста на отрезках траектории разгона и перехода к прыжку. Существенным недостатком данного изобретения является сложность его использования. К тому же тренажер представляет собой достаточно объемный и сложный механизм с электродвигателем и подвижной тележкой. Проблематично, на наш взгляд, сохранение определенной безопасности спортсмена во время выполнения прыжка с использованием тренажера. Во всяком случае, в целях совершенствования опорной части прыжка с шестом целесообразно использовать несколько устройств, более конструктивно простых.

Рисунок 10 – Тренажер для обучения движениям опорной части прыжка с шестом И.В. Попов и В.И. Бражник [70] создали тренажер, в основе которого лежит использование резонансных свойств упругих элементов – пружин (см. рисунок 11). Устройство содержит расположенные в одной плоскости стойки, одна из которых несет подпружиненный относительно основания рычаг с рукояткой. Рычаг и рукоятка выполнены двуплечими. Рукоятка средней частью связана шарниром с торцом рычага, а конец одного из плеч рукоятки соединен шарниром со стержнем, который, в свою очередь, шарниром связан с основанием. Накопитель механической энергии, выполненный в виде маятника со сменными грузами, закреплен на оси рычага, а горизонтальная планка установлена на второй стойке. Спортсмен раскачивает рычаг, ритмично воздействуя на свободное плечо рукоятки. В фазе максимального накопления энергии, прыгун делает вокруг рукоятки оборот назад с выходом в стойку на руках и, используя ритм смены фаз, производит отталкивание от рукоятки (с последующим преодолением горизонтальной планки). Таким образом тренажер моделирует разгибание шеста, а спортсмен – имеет возможность выполнять элементы техники, исполняемые при разгибании шеста. Важным недостатком данного устройства является несоответствие движений маха в фазе накопления кинетической энергии тренажером: в реальных условиях исполнения прыжка прыгун «загружает» спортивный снаряд маховым движением ног и туловища, а не переворотом назад в упор в стойку на руках. Действия заключительных фаз опорной части прыжка успешно формируются и при использовании более конструктивно простых тренажерных устройств (подвесные рекуператоры).

Рисунок 11 – Тренажер для обучения движениям заключительных фаз прыжка с шестом О.В. Жбанков, В.В. Мансветов, В.Н. Хайченко [19, 20] предлагают использовать в тренировочном процессе тренажерные устройства «перекладина-коромысло» [21, 69] и специально оборудованную подвижную доску «катапульта» [21, 66] (см. рисунок 12). Тренажер «перекладина-коромысло» также как и вышеописанное устройство, основан на использовании резонансных свойств упругих элементов и позволяет спортсмену, по мнению авторов, совершать взаимодействия с упругой опорой в фазах «разгибания», «подтягивания» и «отжимания». Конструктивно данное устройство незначительно отличается от предыдущего. Другое тренажерное устройство «катапульта» позволяет формировать и совершенствовать навык взаимодействия прыгуна с упругой опорой в заключительных фазах прыжка: «разгибание», «отжимание» и «переход через планку». Спортсмен располагается на платформе спиной к стойкам. Затем он делает кувырок назад с перемещением вдоль доски, что вызывает ее упругий изгиб, с последующим разгибанием тела вверх и выходом в стойку на руках и преодолением планки. При первом движении спортсмена срабатывают концевые выключатели и включается привод. Каретке сообщается импульс движения вверх-вперед по основанию. Данное устройство позволяет формировать и совершенствовать навыки заключительных фаз опорной части прыжка в облегченных условиях, но грамотно подобранный комплекс гимнастических упражнений с использованием непосредственной физической помощи тренера вполне может заменить тренажер. Данные устройства, по мнению О.В. Жбанкова, позволяют увеличить количество повторений отрабатываемого движения в 2,5–3 раза. При этом рекомендуется использовать амортизаторы определенной степени упругости и длины (для уровня второго спортивного разряда – перемещение упругой опоры на 0,45 метра под нагрузкой 224 кгс, для первого – на 0,4 метра под нагрузкой 320 кгс) [20]. Рисунок 12 – Тренажер «катапульта» для обучения движениям заключительных фаз прыжка с шестом Известны также тренажерные устройства, предназначенные для выполнения упражнений, которые включают движения, характерные для опорной части прыжка с шестом [71]. Эти тренажеры, по мнению автора этих устройств Г.З. Бризинского [6, 7], могут быть использованы в подготовке юных спортсменов с недостаточным уровнем развития специальных силовых качеств, а также развивать скоростно-силовые качества в структуре соревновательного упражнения у прыгунов с шестом различной квалификации. Так, облегчающее тренажерное устройство позволяет юным прыгунам с шестом выполнить из виса на кольцах махом вперед выход в стойку на руках. Другое подобное устройство позволяет из положения виса на перекладине выполнить махом вперед выход в стойку на руках с последующим отталкиванием и преодолением планки, установленной вне уровня перекладины. Третье тренажерное устройство – инерционное [71]. Оно состоит из станины с направляющими, на которой располагается подвижная тележка на подшипниках (см. рисунок 13). Тележка снабжена площадкой с ремнями для крепления и способна вращаться на 180°. Отягощения подвешиваются через систему блоков. Шест закреплен на шаровидном пальце. Спортсмен ложится спиной на площадку, пристегивается ремнями и берет в руки шест. Затем выполняет фазы опорной части прыжка «подтягивание», «поворот» и «отжимание» на шесте, преодолевая инерцию заданных отягощений и сохраняя заданное направление усилий и перемещения частей тела по отношению к шесту. Данные устройства позволяют адекватно формировать необходимые координации в изучаемых и совершенствуемых фазах опорной части прыжка в облегченных условиях исполнения. К недостаткам предлагаемых устройств можно отнести отсутствие средств срочной и сверхсрочной информации для более эффективного управления процессом освоения движений. Рисунок 13 – Инерционное обучающее тренажерное устройство

В.Н. Кислов [24] разработал устройство «качающаяся планка», которое позволяет увеличить плотность тренировочных занятий прыгунов с шестом в 2–3 раза. На одной из вертикальных стоек (с помощью хомутиков с фиксатором и куска резинового шнура) закрепляют планку в горизонтальном положении. При неудачной попытке планка отклоняется, а затем (под воздействием амортизатора) возвращается в исходное положение. Устройство позволяет более уверенно совершать прыжки с использованием планки.

С целью повышения технического мастерства прыгунов с шестом В.М. Кузовкин, А.В. Майер, В.А. Поднебеснов [27] предлагают использовать в процессе технической подготовки простейшее тренажерное устройство, которое позволяет обеспечить выполнение фаз прыжка «отталкивание» и «вис» посредством резинового амортизатора без выполнения разбега. Шест ставится в ящик для упора. В центре шеста крепятся амортизаторы, которые в натянутом положении закреплены в обе стороны прыжковой ямы. Спортсмен, приняв исходное положение, выполняет отталкивание и переходит в вис на шесте. Шест под воздействием упругих сил амортизаторов позволяет выполнять фазы прыжка «отталкивание» и «вис» без больших затрат энергии, а его поступательное движение вперед такое же, как и при выполнении фаз «отталкивание» и «вис» с разбега. Автор предлагает также использование этого тренажера для выполнения опорной части прыжка в целом. Метод срочной информации послужил основой для создания тренажера-электромишени. Автор этого устройства В.И. Степашин [56] предлагает осваивать при посредстве данного устройства технику выведения и постановки шеста в упор, а также развивать необходимую точность движений у юных прыгунов с шестом. Подобное устройство будет полезно для начинающих прыгунов с шестом и позволит более безопасно осуществлять постановку шеста в упор.

Ряд тренажерных устройств предлагает использовать в целях скоростно-силовой и технической подготовки прыгунов с шестом различной квалификации Ю.В. Степин [57, 58, 59]. Автор предлагает специальный комплекс простейших тренажеров, основанных на применении упругих свойств пружин: «шест-амортизатор», «кольца-амортизатор», «1/3 шеста-амортизатора», «канат-амортизатор» (см. рисунки 14, 15). Данные устройства, как отмечает автор, позволяют «совершенствовать отдельные фазы прыжка в условиях, сходных по биомеханическим характеристикам с целым прыжком» [59, с. 9]. Рисунок 14 – «1/3 шеста-амортизатора» Рисунок 15 – «Кольца-амортизатор» И.И. Петрушевский, Г.А. Зонов, А.И. Ступин создали механический тренажер [64]. Устройство состоит из перекладины с полым цилиндром, которая устанавливается на стойках, страховочного шнура для спортсмена, держателя шеста (см. рисунок 16). Один из концов страховочного шнура прикреплен к спортсмену, другой конец намотан на ось барабана (находится над полым цилиндром). Под воздействием отягощения (через трособлочный механизм) осуществляется наматывание страховочного шнура на ось барабана. Таким образом, – облегчается выполнение спортсменом элементов опорной части прыжка с шестом. Подобные сложные механические устройства (универсальные), как правило, недостаточно точно имитируют условия выполнения специальных упражнений и сложны в использовании. Рисунок 16 – Тренажер для обучения движениям опорной части прыжка с шестом

4.3. Тренажеры, предназначенные для обучения и совершенствования техники прыжка с шестом на основе использования средств срочной информации Значение информации, поступающей при посредстве органов чувств, впервые определил И.М. Сеченов: «чувствование повсюду имеет значение регулятора движения» [55, с. 118]; «определенному ряду движений всегда соответствует в сознании определенный ряд чувственных знаков...» [55, с. 512]. В то же время И.М. Сеченов подчеркивал важность осознания двигательных ощущений. В зависимости от этого различные отклонения изучаемых действий от эталонных образцов будут корректироваться лучше или хуже. При этом (в процессе коррекции движений) происходит сопоставление результата действия с конечной целью [78, с. 14].

Условием, обеспечивающим возможность получать и пользоваться подаваемой ученику количественной информацией, является точная оценка извне [12]. Применительно к овладению двигательными навыками значение подобной оценки было отмечено многими авторами [2, 8, 12, 16, 17, 25, 44, с. 169, 47, 62, 76] и сформулировано в форме правила, гласящего, что знание результатов действия способствует более быстрому овладению навыком. В связи с этим срочная информация о параметрах выполняемого движения, которую получает занимающийся при наличии обратной связи, становится компонентом управления движениями [1, 3, 72]. На важное значение применения средств срочной информации в процессе управления движениями указывает В.С. Фарфель [73]: «срочная информация, полученная спортсменом, приобретает значение обратной связи. Она становится компонентом механизма управления движением. На ее основе спортсмен приобретает способность сознательно регулировать движение, вносить в него необходимую коррекцию».

Идея срочной информации, выдвинутая В.С. Фарфелем [72, 73, 74, 75] предусматривает экстренное получение обучающимися объективных сведений о параметрах движений с целью их коррекции или сохранения заданных показателей. Вкупе с методами использования слова метод «срочной информации» представляет собой управляющее звено процесса обучения движениям (управляющая информация). Становится очевидным, что «доведение до обучаемого дополнительной уточненной информации... способствует формированию изначально более качественных способов реализации двигательной задачи» [80, с. 58–59]. Эффективность методов срочной информации подтверждена на большом материале обучения движениям [7, 15, 22, 23]. При этом, как показали исследования [12, 74], обучаемый, выполнив попытку, должен проанализировать свое действие, количественно и качественно оценить его по выделяемой характеристике. После оценки необходимых параметров действия или движения ученик знакомится с показаниями приборов, зафиксировавших фактические значения характеристик, а затем уточняет свои двигательные представления о действии. С течением времени величина ошибки в субъективной оценке уменьшается и может быть практически сведена на нет. Если информация об объективных значениях опознаваемых характеристик поступает незамедлительно после попытки (срочно) или во время исполнения (сверхсрочно), то формирование способности различать и оценивать параметры действия, управлять отдельными его характеристиками ускоряется [12]. Важно отметить в связи с этим, что при высокой скорости выполнения действия или движения информация о качестве движений не успевает пройти по кольцам обратной связи. Не успевает также сформироваться решение о коррекции движения [77]. Формирование двигательного умения в упражнениях, выполняемых в полную силу, неэффективно, так как экспериментально доказано что в этих случаях двигательные навыки формируются с погрешностями, большинство которых не удается впоследствии исправить [4]. Наиболее точную информацию о параметрах движений можно получать при использовании в процессе обучения движениям различных технических устройств, оснащенных средствами срочной (сверхсрочной) информации, которые позволяют эффективно формировать требуемый двигательный навык [28]. Имеющаяся у педагога возможность управлять информационными процессами в тренировочной деятельности непосредственно влияет на эффективность обучения. Существенное значение данный вид управления приобретает при обучении прыжку с шестом. При этом процесс обучения должен быть обеспечен наиболее точной информацией о результатах двигательной деятельности прыгунов, которая должна представляться ученику в доступном для его восприятия виде (графики, цифровые данные) непосредственно после выполнения упражнения либо в процессе его выполнения. Обучающее тренажерное устройство № 1. Для освоения фаз опорной части прыжка на прямом шесте, а также с целью совершенствования взаимодействия прыгуна с шестом в период его сгибания (загрузки) предлагается к использованию обучающее тренажерное устройство № 1 (две модификации) (см. рисунок 17). Устройство имеет возможность работать совместно с комплексом приспособлений к нему (датчики, электропроводка, электросамописец), которые позволяют получать срочную информацию о кинематических параметрах движения шеста тренажера и о динамике усилий, производимых на нем прыгуном. А Б

1 – основание; 2 – блок шарниров; 14 – рычаг пружины; 15 – нижняя чашка пружины с фиксирующим болтом; 16 – опорный шест; 17 – верхняя чашка пружины, 18 – фиксирующий болт; 19 – шарнир; 20 – клемма; 21 – несущий шест; 22 – блок пружин; 23 – тяга блока пружин; 24 – клемма; 25 – скоба; 26 – блок пружин; 27 – места захвата за шест; 30 – рычаг блока пружин, 31 – датчик с возвратным механизмом; 32 – пружина Рисунок 17 – Обучающее тренажерное устройство № 1 (две модификации: А – для обучения прыжку на прямом шесте; Б – для обучения прыжку на эластичном шесте)

Тренажер содержит (рисунок 17) основание (1) с закрепленным на нем блоком шарниров (2) (рисунок 18), состоящим из корпуса (3), планок (4–9), стопоров (10–12), вала (13), на который насаживается рычаг (14), трубка (15), опорный шест (16). Опорный шест (16) нижним своим концом чашками пружины (15, 17) фиксируется к валу (13) (см. рисунок 18), а верхним – посредством болта (18), шарнира (19) и клеммы (20) связан с несущим шестом (21); блок пружин (22) одним своим концом свободно прикреплен к рычагу (30), а другим – посредством тяги (23), клеммы (24) и скобы (25) – к нижнему концу несущего шеста (21); блок пружин (26) свободно соединен одним концом с рычагом (14), а другим – с основанием (1).

3 – корпус шарнира вертикальной плоскости движений шеста; 4, 5, 6, 7, 8, 9 – планки корпуса блока шарниров; 10 – стопор сагиттальной плоскости движений шеста, 11 – ограничитель сагиттальной плоскости движений шеста, 12 – стопор вертикальной плоскости движений шеста; 13 – вал; 17 – фиксирующий болт; 28 – ось сагиттальной плоскости движений шеста, 29 – ось фронтальной плоскости движений шеста Рисунок 18 – Блок шарниров тренажерного устройства № 1

Устройство работает следующим образом (см. рисунок 17 Б). Прыгун, стоя за два шага до места отталкивания, берется правой рукой за место захвата (27) (верхний конец шеста перед грудью), делает шаг правой ногой – поднимает шест вверх-вперед, шаг левой – захватывает левой рукой шест, отталкивается и переходит в положение «вис-замах» на несущем шесте (21). При этом несущий шест (21) двигается по отношению к опорному шесту (16) через рычаг, образуемый шарниром (19) и клеммой (20). Блок пружин (22) растягивается и создает условия, схожие с условиями при сгибании эластичного шеста. Продвижение системы «прыгун-шест» к вертикали облегчается сокращением блока пружин (26). Завершив упражнение, прыгун приземляется на мат. Возможно также выполнение подводящих упражнений и на прямом шесте. Для этого на вал (13) насаживается шест и выполняется упражнение без участия блока пружин (22) (см. рисунок 17 А).

Условия выполнения упражнений на тренажере облегчены за счет: конструкции опоры шеста – блока шарниров (см. рисунок 18), который позволяет регламентировать условия выполнения упражнения – движение шеста в трех плоскостях. Ротацию шеста ограничивает один стопор (12), движение шеста в сагиттальной плоскости полностью ограничивает второй стопор (10) и частично (в диапазоне 40–140°) третий (11). Скорость прямолинейного движения шеста вперед регулируется посредством изменения упругих свойств блока пружин (26), а степени эластичности системы шестов – изменением упругих свойств блока пружин (22). Рекомендуется использовать рекуператоры определенной жесткости [19, 20]. Для начинающих прыгунов свойства рекуператоров должны позволять перемещение упругой опоры на 0,45 м под нагрузкой 225–240 кгс, а для высококвалифицированных – 0,45 м под нагрузкой 320–340 кгс. Регистрация движений шеста в пространстве возможна при использовании методики кинематикографии. Для этого на корпусе тренажерного устройства (торцевые поверхности соединений шарнирного устройства) размещены три датчика перемещения шеста (см. рисунки 17, 18). Перемещение шестав сагиттальной плоскости регистрируется датчиком, установленным на оси (28) передней поверхности шарнирного устройства (см. рисунок 18). Движение шеста во фронтальной плоскости регистрируется датчиком, установленным на оси (29) боковой поверхности шарнирного устройства. Получение данных о ротации шеста возможно при использовании датчика, установленного на нижней торцевой поверхности корпуса (3) шарнирного устройства (см. рисунок 18). Метод динамографии используется в целях измерения интегральных составляющих усилий, производимых на обучающем тренажерном устройстве. Осуществление динамографии на прямом шесте производится с использованием датчиков с возвратными механизмами (см. рисунок 17). При этом возвратный механизм с закрепленным на нем датчиком (31) фиксируется к концу пружины (32), которая является опорой несущего шеста (16) и работает на сжатие. Измерение интегральной составляющей динамики усилий, производимых на эластичном шесте (см. рисунок 17 Б) осуществляется аналогичным образом: на вал блока шарниров насаживается шест (16) с блоком пружин (22). Обучающее тренажерное устройство № 2. Аналогичный метод динамографии можно использовать совместно с обучающим тренажерным устройством № 2 (см. рисунок 19). Тренажер устанавливается на гимнастическую перекладину (1). Он состоит из корпуса (2), образованного двумя панелями, которые соединены между собой болтами (3); шеста (4), нижним концом соединенного болтом с корпусом; блоков «внутренних» (5) и «внешних» (6) пружин, которые при посредстве тяги (7) и детали (8) подвижно соединены с шестом (4); горизонтальных пружин (9), соединенных одним концом с корпусом (2), а другим – с фиксирующей клеммой (10); опорных (11) и прижимных роликов (12, 13).

А Б 1 – гимнастическая перекладина; 2 – корпус тренажера; 3 – соединительный болт; 4 – шест; 5, 6 – блоки «внутренних» и «внешних» вертикальных пружин; 7 – соединительная тяга; 8 – соединительная деталь; 9 – горизонтальные пружины; 10 – фиксирующая клемма; 11 – опорный ролик; 12, 13 – прижимные ролики; 14, 15 – места захвата Рисунок 19 – Обучающее тренажерное устройство № 2 (две модификации: А – для обучения прыжку на прямом шесте; Б – для обучения прыжку на эластичном шесте)

Устройство работает следующим образом. Испытуемый берется правой и левой руками за места захвата (14, 15), принимает положение фазы «виса-замаха» на шесте (4) и осуществляет взмах до конечного положения фазы «группировка». При этом шест (4) под действием центробежных и инерционных сил взмаха растягивает блок пружин (5, 6), а тренажер в целом продвигается вдоль перекладины (1), растягивая пружины (9) относительно фиксирующей клеммы (9). Измерение усилий, производимых учениками при выполнении упражнений на тренажерном устройстве, возможно с использованием метода динамографии, описанным выше. В этом устройстве параметры динамики усилий, производимых на нем прыгуном, регистрируются при помощи датчиков (переменных резисторов), установленных на корпусе тренажера (12) (рисунок 20).

1 – датчик горизонтальных усилий; 2, 7 – шкив; 3, 8 – нить; 4, 9 – фиксатор; 5 – фиксирующая клемма; 6 – датчик вертикальных усилий; 10 – блок пружин; 11 – пружина; 12 – корпус тренажера Рисунок 20 – Комплекс измерительных приспособлений, установленных на обучающем тренажерном устройстве № 2

Датчик (1), соединенный со шкивом (2) при посредстве нити (3) и фиксатора (4) и фиксирующей клеммы (5), позволяет получать данные о параметрах динамики горизонтальных усилий, производимых прыгуном на тренажере (изменение длины пружины 11). Датчик (6) при посредстве шкива (7), нити (8), фиксатора (9), соединенного с блоком пружин (10), – данные о параметрах динамики вертикальных усилий. Датчики (1, 6) снабжены возвратным механизмом. При помощи данного комплекса измерительных приспособлений (рисунок 20) возможна регистрация не только параметров изменения вертикальной составляющей усилий (изменение длины блока пружин 10), но и горизонтальной составляющей (изменение длины пружин 11). Оба параметра регистрируются одновременно и представляются в виде графиков изменения величины прилагаемых усилий за определенный отрезок времени выполнения упражнения. Обучающее тренажерное устройство № 3. Для обучения и совершенствования требуемых движений в заключительных фазах опорной части прыжка с шестом (фазы «разгибание», «подтягивание», «отжимание») предлагается использовать тренажерное устройство № 3 (см. рисунок 21). Тренажер, как и предыдущее обучающее устройство (см. рисунок 19), состоит из корпуса (1) и опорных роликов (2) и устанавливается на гимнастическую перекладину (3). Посредством шкива (11), жестко фиксируемого к шестерням (4), усилия тяги спортсмена передаются на опорный ролик (2) и, таким образом, осуществляется горизонтальное продвижение всего механизма вперед по гимнастической перекладине на расстояние, пропорциональное длине перемещаемого в вертикальном направлении троса (5) со скоростью, пропорциональной скорости перемещения направляющего вала шеста (7). Устройство работает следующим образом: спортсмен берет в руки шест (6) (ноги спортсмена зафиксированы ремнем (10) у голеностопов), принимает начальное положение фазы «разгибание» и выполняет заключительные фазы опорной части прыжка (за исключением фаз «переход через планку» и «приземление»).