СПОСОБ ГАШЕНИЯ ВЫТАЛКИВАЮЩЕЙ СИЛЫ СЕРДЕЧНОГО ПУЛЬСА БИАТЛОНИСТА ПРИ СТРЕЛЬБЕ ЛЕЖА
METHOD OF BIATHLETE HEART RATE EJECTING FORCE DAMPING DURING SHOOTING IN PRONE POSITION

Изобретение относится к спорту высших достижений, а именно к биатлону.
Увеличивающаяся сложность рельефа биатлонных трасс, а также скорость передвижения лыжников требуют от них больших энергетических затрат, влекущих за собой повышенный сердечный пульс, доходящий до 180-190 ударов в минуту.
Однако с повышением частоты сердечных сокращений существенно увеличивается и выталкивающая сила пульса. Колебания рук биатлониста в данной ситуации от учащенного дыхания уже почти не зависят, так как они порождаются в большей степени от систолической амплитуды сердечных сокращений [1].
0
При исследованиях на лыжном тренажере выяснилось, что при повышенном сердечном пульсе основной вклад в его выталкивающую силу, а следовательно, и в увеличение колебаний тела спортсмена, вносит образующаяся при этом низкочастотная гармоническая составляющая большой мощности - W.
0
Задача изобретения - определить при повышенном сердечном пульсе (160-190 уд./мин) частоту гармонической составляющей W лыжника, подлежащей гашению.
n
0
Поставленная задача решается путем проведения спектрального анализа выталкивающей силы сердечного пульса с использованием добавочной массы [2], в результате которого по максимальному значению выталкивающей силы F сердечного пульса определяют частоту гармонической составляющей W.
подлок
0
Гашение этой гармонической составляющей обеспечивается установкой под сгибы локтевых суставов упругих подлокотников, каждый с собственной частотой колебаний W. Выбор данных подлокотников определяется необходимым условием зарезонансного гашения гармонической составляющей W:
подлок
где W - собственная частота колебаний упругого подлокотника;
0
W - гармоническая составляющая выталкивающей силы сердечного пульса.
Соответственно материал подлокотника, рассчитанный по формуле 1, должен иметь рабочий ход λ:
2
где g=9,8 м/с.
k
0
В качестве достаточного условия гашения колебаний выступает измеренная методом отскока величина удельной массы m, воздействующая на подлокотник, при которой его выталкивающая сила на гармонической составляющей W, вычисляемая по формуле:
k
где F - удельная выталкивающая сила упругого подлокотника при k-й удельной массе стержня;
k
m – k-я удельная масса стержня;
a
k
- ускорение стержня k-й удельной массы при его отскоке,
2
минимальна, которая определяет площадь поверхности подлокотников S применительно к массе винтовки и тела спортсмена:
2
где S - площадь поверхности подлокотника;
1
S - площадь основания стержня;
k
M – k-я масса спортсмена и винтовки.
На фигуре 1 приведена схема измерения выталкивающей силы сердечного пульса. На запястье на лучевую артерию 1 установлен датчик ускорения 2, сигнал с которого через экранированный кабель поступает на вход спектранализатора 3 со сменными RC-цепочками 4, позволяющими менять частоту полосовых фильтров. К выходу спектранализатора подключен вольтметр 5 в качестве индикатора ускорения на гармонических составляющих сердечного пульса. К датчику ускорения приложены дополнительные грузы 6. Измерения проводят в два этапа. Результаты замеров сводятся в табл. 1.
Примеры конкретного выполнения. Первый этап. На запястье одной из рук надевают закольцованный резиновый ободок, полностью облегающий руку. Нащупывают пульс и в этом месте под резиновый ободок подсовывают датчик.
Вольтметр при включенном спектранализаторе будет показывать систолическое и диастолическое давления в ритме пульса. До включения спектранализатора в нем с помощью RC-цепочек устанавливают один из предусмотренных полосовых фильтров.
a
а
a
a
1n
1
11
1
1
1n
В квадрат таблицы, стоящий на пересечении строки  и столбца W, записывают показание вольтметра, обозначаемое как . Это означает, что при установленном полосовом фильтре W ускорение систолической волны равно . Последовательно меняя полосовые фильтры, заполняют остальные квадраты таблицы в строке .
доб
2n
a
Второй этап. Между датчиком и резиновым ободком размещают резиновую пластинку массой m (10 г). Затем повторяют аналогичные замеры с записью данных в строку . Две оставшиеся строки таблицы заполняют данными, рассчитанными по формулам [2]:
n
где M - инерционная масса кровотока на n-й гармонической составляющей;
a
1n
- ускорение сердечного пульса без добавленной массы на n-й гармонической составляющей;
a
2n
- ускорение сердечного пульса с добавленной массой на n-й гармонической составляющей.
n
где F - выталкивающая сила сердечного пульса на n-й гармонической составляющей.
n
0
По максимальному значению F определяют искомую частоту гармонической составляющей w.
На фиг. 2 приведена схема установки, реализующая одну из схем метода отскока. Подлокотник 2 через тонкий слой мастики кладется на асфальт или деревянный пол. Металлический стержень 6, на верхнем торце которого с помощью пластилина установлен датчик ускорения 7, имеющий по отношению к трубке 3 скользящую посадку. К основанию трубки для ее вертикальной устойчивости приварен фланец 4.
Для контроля постоянства высоты падения стержня на поверхность подлокотника на его поверхность в двадцати сантиметрах от основания нанесена риска 5. Датчик через экранированный кабель 8 соединяют со входом спектранализатора 9, который, помимо усиления сигнала, еще и фильтрует его, пропуская сигнал через полосовые фильтры. Изменение полосы пропускаемых частот осуществляют при помощи сменных RC-цепочек 10. К выходу спектранализатора подключен вольтметр 11 в качестве индикатора ускорения стержня при его отскоке от упругого подлокотника.
0
Порядок измерения включает в себя: установку фильтра с полосой пропускания w и последовательным подниманием и опусканием стержня с наращиваемой массой.
0
k
k
2
Полосовой фильтр в спектранализаторе устанавливают на частоту W. Заполняя табл. 2 с проходом через максимальное значение F, добиваются минимального значения выталкивающей силы, отметив при этом значение m, подставляя которое в формулу (3), рассчитывают площадь подлокотника S.
Заявляемый способ позволяет существенно снизить влияние частоты сердечных сокращений на стрельбу лежа в условиях соревнований. За счет установки упругих подлокотников под сгибы локтевых суставов, рассчитанных индивидуально, под каждого спортсмена, выталкивающая сила сердечного пульса биатлониста гасится таким образом, что она становится минимальной и не влияет на итоговый результат стрельбы.