Влияние роста спортивного мастерства на динамику биомеханических характеристик ударных действий каратиста (стиль киокусинкай каратэ-до)

УДК 796.012:796.853.26

влияние роста спортивного мастерства на динамику биомеханических характеристик

ударных действий КАРАТИСТА

Л. С. Дворкин, доктор педагогических наук, кандидат биологических наук, профессор кафедры физкультурно-оздоровительных технологий Кубанского государственного университета физической культуры, спорта и туризма.

Кубанский государственный университет физической культуры, спорта и туризма, г. Краснодар. Контактная информация для переписки: 350015, Россия, г. Краснодар, ул. Буденного, 161.

Актуальность изложенной в данной статье проблемы заключается в том, что в каратэ уровень спортивного мастерства во многом зависит от биодинамических характеристик ударных действий каратиста. В связи с этим цель исследования заключалась в выявлении особенностей динамики проявления биомеханических (динамических) характеристик ударных действий каратиста (стиль киокусинкай каратэ-до) в процессе роста спортивного мастерства. Для реализации экспериментальной части исследования были изготовлены два тренажера, позволяющие исследовать эффективность защитных и нападающих ударных действий каратиста. При помощи данных тренажеров исследовались следующие биомеханические (динамические) характеристики ударных действий каратистов: статическая сила, взрывная сила мышц, мощность работы, максимум взрывной силы и другие показатели. В исследовании принимали участие каратисты-мальчики (10-12 лет - 14 человек, 13-14 лет - 16 и 17-18-летнего возраста -12 человек). В итоге было установлено, что с ростом спортивного мастерства значение абсолютной силы и способности спортсмена к взрывным усилиям возрастает. Прирост абсолютной силы мышц обеспечивает во время ударных действий увеличение значения импульса силы рабочего движения каратиста за счет повышения его динамической составляющей.

Ключевые слова: биомеханические характеристики; ударные действия; спортивное мастерство; каратисты.

Актуальность. Стиль киокусинкай каратэ-до относится к ударным видам контактного единоборства и отличается от других стилей более жестким ведением поединка, проходящего в чрезвычайно высоком темпе. Это предъявляет исключительно высокие требования как к кинематическим, так и динамическим характеристикам ударных действий каратиста [2, 5, 9]. Причем эффективность ударных действий во многом зависит от различных динамических характеристик каратиста, в частности от силы [6, 8]. Так, в каратэ успех в значительной мере определяется способностью спортсмена к проявлению усилий скоростно-силового характера, т. е. концентрированных во времени и значительных по величине нервно-мышечных напряжений [12, 15].

В зависимости от условий решения основной двигательной задачи те или иные биодинамические характеристики ударных действий каратиста приобретают ведущую роль и, следовательно, получают преимущественную возможность для интенсивного развития в структуре скоростно-силовых способностей [4, 13]. Отсюда можно предположить, что уровень проявления этих способностей в тот или иной период спортивной подготовки может служить объективным критерием (оценкой) эффективности качества ударных действий каратиста [1].

Эффективность использования разнообразных средств скоростно-силовой подготовки с целью улучшения биодинамических характеристик ударных действий каратиста убедительно доказывается и теорией адаптации [3, 7]. Ведь известно, что организм спортсмена постоянно включает определенный адаптационный

резерв, что позволяет под влиянием систематических тренирующих воздействий перейти на более высокий, относительно устойчивый функциональный уровень [7]. Таким образом, емкость такого адаптационного резерва (т. е. реально возможная величина повышения функциональных показателей), в силу различных факторов биологического порядка организма, различна. Для его полноценной реализации требуется разработка конкретного комплекса тренирующих воздействий, в котором учитывается нагрузка по силе, количеству и продолжительности [11]. Если тренирующий потенциал средств (его разнообразие) и общий объем нагрузки являются недостаточными, текущий адаптационный резерв не будет реализован, и, следовательно, эффект такой тренировки окажется низким. И наоборот, превышение сил и количества тренирующих воздействий одних и тех же средств делает их или бесполезными, или могут привести к патологическим изменениям в организме спортсмена [7, 12, 16].

Цель исследования: выявить особенности динамики проявления биомеханических (динамических) характеристик ударных действий каратиста (стиль ки-окусинкай каратэ-до) в процессе роста спортивного мастерства.

Методика и организация исследования. Для реализации экспериментальной части исследования были изготовлены два тренажера, позволяющие исследовать эффективность защитных и нападающих ударных действий каратиста ногой и рукой (рис. 1).

Основой для разработки данного устройства послужили изобретения для тренировки спортсменов-единоборцев В. С. Ишкова [10] и S. Tomko [17]. Устройство содержит горизонтальную дисковую платформу 1, установленную на основании 2, с возможностью качания и поворота относительно вертикальной оси 3 с помощью приводов 4 и 5. На коротком расстоянии от платформы расположен имитатор противника 6, перемещаемый приводом 7 в вертикальной плоскости. Сверху платформы установлен тредбан 8 таким образом, что его центр тяжести расположен на оси вращения платформы.

Спортсмен размещается на тредбане лицом к имитатору противника так, чтобы его центр тяжести совпадал с осью вращения платформы и центром тяжести тредбана. Скорость движения беговой дорожки тредбана и углового смещения платформы устанавливается с учетом уровня подготовленности спортсмена. Чем дальше беговая дорожка относит спортсмена от имитатора противника, тем больший момент инерции на него начинает действовать, сталкивая спортсмена с тредбана. Спортсмен стремится вернуться в исходное положение к оси вращения платформы и отрабатывает атакующие и защитные действия с перемещениями по дистанциям.

Следующее устройство для тренировки ударных действий (рис. 2) предназначено для тренировки техники нанесения наступательных ударов ногой.

Рис. 1. Устройство для отработки атакующих и защитных действий ногами и руками

Рис. 2. Устройство для тренировки ударных действий ногами

Устройство состоит из закрепленной на основании 1 вертикальной стойки 2, соединенной с двумя упругими изогнутыми держателями 3 и 4. На верхних концах держателей расположены разновидные подушки 5 и 6. Прокладки 7 обеспечивают различные напряжения, с которыми осуществляется удар. При выполнении наступательных ударов спортсмен попеременно наносит их в подушки 5 и 6, как это показано на рисунке 2.

Исследование заключалось в тензометрической регистрации кривых (РА) взрывного усилия, реализуемого в динамических режимах работы мышц. В качестве контрольных двигательных задач использовались главным образом разгибание ноги одновременно в тазобедренном и коленном суставах, подошвенное сгибание стопы и разгибание руки. Двигательные задания выполнялись в положении стоя. В исходной позе угол в коленном суставе составлял 90-110 градусов, в голеностопном суставе - 90 градусов. Вес подвижного груза при динамическом режиме работы мышц составил 70 % от максимального значения изометрического напряжения мышц без ограничения времени или соответствовал весу испытуемого.

С помощью инерционного динамографического стенда оценивались скоростно-силовые характеристики односуставных (разгибание и сгибание бедра в голени, разгибание спины, подошвенное сгибание стопы) и многосуставных движений (имитация упражнения тамеши-вари - проверка силы ударов, состоящая в разбивании различных предметов - досок, черепицы, кирпичей).

При помощи данных установок исследовались следующие биомеханические (динамические) характеристики ударных действий каратистов: взрывная сила мышц Ш, ускоряющая сила мышц (О, время достижения максимального усилия (1 ) или скорость движе-

ния (^тах), скорость движения (V), мощность работы (Ы), стартовая сила мышц (О) и силовой потенциал мышц (Ро и Ртах). Компьютеризированный исследовательский комплекс для спортсменов-единоборцев был разработан в Уральском федеральном университете совместно с НИИПФКС Кубанского государственного университета физической культуры, спорта и туризма (рис. 3).

Устройство позволяет исследовать и регулировать биомеханические параметры ударных действий единоборца. К нему подключено оборудование для регистрации и предоставления информации, в которое входит блок съема параметров (тензометрический датчик и датчик перемещения, блок преобразования сигналов, блок обработки и отображения информации - в графической или табличной форме).

Автоматизированная обработка информации включает в себя следующие программы: ввод регистрируемых параметров, предварительной обработки сигналов, тарирования входных параметров, вывода графического отображения входных параметров, математической обработки параметров ударных действий спортсмена.

Организация исследования предусматривала изучение состава и структуры скоростно-силовых способностей, обеспечивающих рабочий эффект ударных действий каратиста в зависимости:

- от вида удара каратиста;

- возраста и стажа спортивных занятий, спортивной квалификации;

- режима работы мышц (изометрический, динамический), характера внешнего сопротивления (подвижный груз) и его величины (большого, среднего, малого);

- функциональной специализации отдельных сегментов мышечного массива каратистов (разгибание бедра, голени, спины, сгибание бедра и др.);

Рис. 3. Компьютеризированный исследовательский комплекс для спортсменов-единоборцев

- состава и количества звеньев тела, вовлекаемых в работу (кинематическая пара, двухзвенная и многозвенная).

В исследовании принимали участие каратисты-мальчики (10-12 лет - 14 человек, 13-14 лет - 16 и 1718-летнего возраста - 12 человек). Экспериментальные исследования проводились на базе научно-исследовательского института проблем физической культуры и спорта КГУФКСТ и детско-юношеских спортивных школ города Краснодара (общественная организация «Федерация киокусинкай каратэ-до) в период с 2012 по 2014 год.

Результаты исследования. Из соображений наглядности динамика биодинамических характеристик ударных действий каратиста рассматривалась относительно спортивного результата (роста спортивного мастерства). Такой методический прием позволяет более наглядно установить реальный уровень изменений биодинамических показателей ударных действий, необходимых для повышения спортивного результата на том или ином квалификационном этапе подготовки спортсменов. Проведенные исследования показали, что рост спортивного мастерства сопровождается по-

Рис. 4. Показатели прироста

биодинамических характеристик ударных % 70 действий каратистов рукой

60

вышением показателей прироста биодинамических характеристик ударных действий каратистов рукой (рис. 4) и ногой (рис. 5).

В частности, значение стартовой силы мышц с повышением спортивного мастерства возрастает, особенно при выполнении ударов рукой. На втором месте - мощность работы (при ударе ногой). Значение взрывной силы выраженно повышается у каратистов, обладающих 4-1-м кю, как при выполнении удара ногой, так и рукой. Как оказалось в результате исследования, меньше всего на прирост спортивного мастерства оказывает влияние показатель максимального взрывного усилия. Однако итоговый уровень его прироста по отношению к исходному результату достаточно высок и составляет при выполнении удара рукой 28,6 и рукой - 31,2 %.

Рост спортивного мастерства сопровождается линейным приростом различных биодинамических показателей каратистов и, в частности, стартовой силы мышц, мощности работы, взрывной силы и максимальных взрывных усилий. Биомеханический аспект результатов исследования выражается и в том, что он даёт объективное представление о закономерностях

50 40 30 20 10 0

ст. сила Шмощ. раб.  взрыв. сила  мак. взр. ус.

Рис. 5. Показатели прироста % 60

биодинамических характеристик ударных действий каратистов ногой (мальчики) 50

40 30 20 10 0

.ГЪп.Гйп

Их

я—

10 кю 9 кю 8 кю 7 кю 6 кю 5 кю 4 кю 3 кю 2 кю 1 кю

ст. сила  мощ. раб. О взрыв. сила  мак. взр. ус.

функциональной специализации организма в ударных видах единоборств. В свою очередь создается возможность для дальнейшего теоретического анализа выявленных закономерностей адаптации организма единоборца к систематическим тренирующим воздействиям и для неуклонного повышения на этой основе уровня его спортивного мастерства. Представленные результаты исследования открывают широкие возможности программированию тренировочного процесса и разработке биомеханической модели динамики состояния каратистов в процессе многолетней подготовки, а также в целом модельных характеристик единоборцев различной квалификации, вплоть до вероятных победителей российских и международных соревнований.

выводы.

1. Выявлены специфические особенности проявления биодинамических характеристик ударных действий каратистов с ростом спортивного мастерства. Определена взаимосвязь между различными динамическими показателями силы мышц и эффективностью ударных действий каратиста рукой и ногой.

2. Исследование подтвердило объективный характер функциональной специализации нервно-мышечного аппарата в процессе становления спортивного мастерства каратистов. В частности, было выявлено, что с ростом спортивного мастерства значение абсолютной силы и способности спортсмена к взрывным усилиям возрастает. Это необходимое условие совершенствования спортивного мастерства каратистов об-условленно биомеханическими особенностями ударных действий в данном виде восточных единоборств.

3. Прирост абсолютной силы мышц обеспечивает увеличение импульса силы ударных действий каратиста за счет повышения его динамической характеристики, а увеличение взрывных способностей каратиста дает возможность уменьшить значение его временных составляющих, поскольку рабочая амплитуда движения в кинематической цепи ограничена, поэтому с ростом спортивного мастерства время реализации ударных действий сокращается.

ЛИТЕРАТУРА

1. Алфимов М. Н. Биологические критерии эффективности коррекции нервно-мышечного дисбаланса мышц нижних конечностей у высококвалифицированных спортсменов / М. Н. Алфимов: дис. ... канд. биол. наук.

- М., 2011. - 137 с.

2. Алхасов Д. С. Структура технической подготовки в карате / Д. С. Алхасов // Теория и практика физической культуры. - 2012. - № 7. - С. 75-78.

3. Бернштейн Н. А. Физиология движений и активности / Н. А. Бернштейн. - М.: Наука, 1990. - 350 с.

4. Бредихина Ю. П. Физиологические и биомеханические механизмы координации ударных действий у спортсменов-единоборцев / Ю. П. Бредихина, Ф. А. Гужов, Л. В. Капилевич, А. А. Ильин // Вестник Томского государственного университета. - 2015. - № 394.

- С. 194-200.

5. Вагин А. Ю. Биомеханические критерии рациональности и эффективности техники ударных действий в

карате / А. Ю. Вагин: автореф. дис. ... канд. пед. наук.

- М., 2009. - 24 с.

6. Вагин А. Ю. Сравнительный биомеханический анализ различных видов ударов ногами в единоборствах / А. Ю. Вагин, В. С. Пьянников// Теория и практика физической культуры. - 2012. - № 3. - С. 69-70.

7. Верхошанский Ю. В. и др. Специфика скоростно-си-ловой подготовки боксеров в связи с особенностями технико-тактического мастерства / Ю. В. Верхошанский и др. // Теория и практика физической культуры.

- 1980. - № 5. - С. 5-9.

8. Дворкин Л. С. Возрастно-половые особенности факторной структуры проявления скоростно-силовых качеств в ударных видах восточных единоборств / Л. С. Дворкин, С. В. Степанов, Н. И. Дворкина / Культура физическая и здоровье. - № 4 (49). - Воронеж. - 2014.

- С. 54-56.

9. Дворкин Л. С. Онтокинезиология развития взрывной силы человека в видах спортивных единоборств в свете концепции В. К. Бальсевича / Л. С. Дворкин // Берегения - 777 - Сова, научный журнал. - Воронеж: ОАО «Воронежская областная типография». - 2013. -№ 1 (16). - С. 177-181.

10. Ишков В. С. Обучение основным атакующим действиям спортивного каратэ с использованием тренажерных устройств / В. С. Ишков: автореф. ... канд. пед. наук. - М., 1988. - 19 с.

11. Садовски Е. Основы тренировки координационных способностей в восточных единоборствах. - Белая Подляска, 2000. - 415 с.

12. Степанов С. В. Киокушинкай каратэ-до: Философия. Теория. Практика / С. В. Степанов: учеб. - Екатеринбург: Изд-во Урал.ун-та, 2003. - 384 с.

13. Blazevic S. The effect of motor abilities on karate performance / S. Blazevic, R. Katic, D. Popovic // Collegium Antropologicum. 2006. 30 (2). Р. 327-333.

14. Chaabene H. Physical and physiological profile of elite karate athletes / H. Chaabene, Y. Hachana, E. Franchini, B. Mkaouer, K. Chamari// Sports Medicine. 2012

15. lide K. Physiological responses of simulated karate sparring matches in young men and boys / K lide. , H. Imamura, Y. Yoshimura, N. Miyamoto, C. Moriwaki// Journal of Strength and Conditioning Research. 2008. 22 (3). P. 839-845.

16. Manto M. Modulation of excitability as an early change leading to structural adaptation in the motor cortex / M. Manto, N. Oulad ben Taib, A.R. Luft// J. Neuro. Sci. Res. 2006. № 83(2). Р. 177-180.

17. Tomko S.M. Pat. 4309029, USA Martia arts striking machine. — Pub.

SPORTS EXCELLENCE GROWTH EFFECT ON THE DYNAMICS OF BIOMECHANICAL CHARACTERISTICS OF KARATEKA'S IMPACT ACTION

L. Dvorkin, Doctor of Pedagogical Sciencies, Candidate of Biologocal Sciences, Professor of Health and Fitness Technology Department, Kuban State University of Physical Education, Sport and Tourism, Krasnodar.

Contact information for correspondence: 350015, Krasnodar, Budennogo str, 161

The problem actuality outlined in this article is in the fact that in karate the sportsmanship level largely depends on biodynamic characteristics of karateka's impact actions.

In this connection the study purpose to identify dynamics features of biomechanical (dynamic) characteristics of karateka's impact actions (Kyokushin Karate-do style) during the sportsmanship growth. To implement the experimental part of the study two training apparatus were made, allowing to explore the effectiveness of karateka's defensive and attacking actions. With these apparatus the following biomechanical (dynamic) characteristics were investigated: static power, explosive power of muscles, work capacity, maximum of explosive power and other indicators. Karate-boys took part in the research (10-12 years old - 14 boys, 13-14 years old - 16 u 17-18 years old - 12 boys). As a result, it was found, that with the growth of sportsmanship the absolute power and the athlete's ability for explosive efforts increases. Increase of absolute muscle strength provides during the shock action raise of the force pulse value of karateka's action movement by increasing its dynamic component.

Keywords: biomechanical characteristics, impact actions, sportsmanship, karatekas.

References

1. Alfimov M. N. Biologicheskie kriterii jeffektivnosti korrekcii nervno-myshechnogo disbalansa myshc nizhnih konech-nostej u vysokokva-lificirovannyh sportsmenov [Biological criteria of efficiency of correction of a neuromuscular imbalance of muscles of the lower extremities at highly skilled athletes]. Candidate's thesis. Moscow, 2011, 137 p

2. Alhasov D. S. Structure of technical training in karate. Teorija ipraktika fizicheskoj kul'tury [Theory and Practice of Physical Culture], 2012, no 7, pp. 75-78 (in Russian).

3. Bernshtejn N. A. Fiziologija dvizhenij i aktivnosti Physiology of movements and activity [Physiology of movements and activity]. Moscow, Nauka, 1990, 350 p. (in Russian).

4. Bredihina Ju. P., Guzhov F. A., Kapilevich L. V., Il'in A. A. Fiziologicheskie i biomehanicheskie mehanizmy koordina-cii udarnyh dejstvij u sportsmenov-edinoborcev [Physiological and biomechanical mechanisms of coordination of shock actions at athletes martial artists]. Vestnik Tom-skogo gosudarstvennogo universiteta. [Bulletin of Tomsk state university] 2015, no 394, pp 194-200. (in Russian).

5. Vagin A. Ju. Biomehanicheskie kriterii racional'nosti i jeffektivnosti tehniki udarnyh dejstvij v karate [Biomechanical criteria of rationality and efficiency of technology of shock actions in karate]. Extended abstract of candidate s thesis. Moscow, 2009, 24 p. (in Russian).

6. Vagin A. Ju., P'jannikov V. S. Sravnitel'nyj biomehanicheskij analiz razlichnyh vidov udarov nogami v edinoborstvah [The comparative biomechanical analysis of different types of blows legs in single combats]. Teorija i praktika fizicheskoj kul'tury. [Theory and Practice of Physical Culture], 2012, no 3, pp. 69-70. (in Russian).

7. Verhoshanskij Ju.V i dr. Specifics of high-speed and power training of boxers in connection with features of technical and tactical skill. Teorija i praktika fizicheskoj kul'tury. [Theory and Practice of Physical Culture], 1980, no5, pp. 5-9. (in Russian).

8. Dvorkin L. S., Stepanov S. V., Dvorkina N. I. Vozrastno-polovye osobennosti faktornoj struktury projavlenija skorostno-silovyh kachestv v udarnyh vidah vostochnyh edinoborstv [Age and sex features of factorial structure of manifestation of high-speed and power qualities in shock types of oriental martial arts]. Kul'tura fizicheskaja izdorov'e. [Physical culture and health].Voronezh, 2014, no 4 (49), pp. 54-56. (in Russian).

9. Dvorkin L. S., Bal'sevicha V. K. Ontokineziologija razvitija vzryvnoj sily cheloveka v vidah sportivnyh edinoborstv, v svete koncepcii [Ontokineziologiya of development of explosive strength of the person in types of combat sports, in the light of the concept]. Beregenija 777 - Sova, [Beregeniya 777 the Owl], Voronezh, OAO «Voronezhs-kaja oblastnaja tipografija», 2013, no 1 (16), pp. 177-181. (in Russian).

10. Ishkov V. S. Obuchenie osnovnym atakujushhim dejstvi-jam sportivnogo karatje s ispol'zovaniem trenazhernyh us-trojstv. [Training in the main attacking actions of sports karate with use of training devices]. Extended abstract of candidate's thesis, Moscow, 1988, 19 p. (in Russian).

11. Sadovski E. Osnovy trenirovki koordinacionnyh sposob-nostej v vostochnyh edinoborstvah.[Bases of training of coordination abilities in oriental martial arts]. Belaja Podl-jaska [White Podlyask], 2000, 415 p. (in Russian).

12. Stepanov S. V. Kiokushinkaj karatje-do [Kyokushin-kan] Filosofija. Teorija. Praktika [Philosophy. Theory. Practice], Ekaterinburg: IITs «Ural university», 2003, 384 p. (in Russian).

13. Blazevic S., Katie R., Popovic D. The Effect of Motor Abilities on Karate Performance. Collegium Antropologicum, 2006. 30 (2), pp. 327-333.

14. Chaabene H., Hachana Y., Franchini E., Mkaouer B., Chamari K. Physical and Physiological Profile of Elite Karate Athletes. Sports Medicine, 2012.

15. Iide K., Imamura H., Yoshimura Y., Miyamoto N. Moriwa-ki. C. Physiological Responses of Simulated Karate Sparring Matches in Young Men and Boys. Journal of Strength and Conditioning Research, 2008. 22 (3), pp. 839-845.

16. Manto M., Oulad N., ben Taib., Luft A. R. Modulation of Excitability as an Early Change Leading to Structural Adaptation in the Motor Cortex. Sci. Res, 2006, no 83(2), pp. 177-180.

17. Tomko S. M. Pat. 4309029, USA Martia Arts Striking Machine. Pub.