Текст книги "Специальный армейский рукопашный бой. Часть 1."
Автор книги: Михаил Ингерлейб
Соавторы: Алексей Кадочников
Жанр:
Спорт
сообщить о нарушении
Текущая страница: 6 (всего у книги 11 страниц)
Биомеханические свойства мышц в решающей мере влияют на это. Общеизвестно, что в прыжках вверх с места, выполняемых из приседа после паузы, результат будет ниже, чем в прыжке из приседа без паузы, так как во втором случае используются силы упругой деформации предварительно растянутых мышц. Эта энергия складывается с энергией сокращения мышц. Считается, что рекуперация энергии упругой деформации является основной причиной высокой экономичности бега человека, прыжков кенгуру.
В мышечных и сухожильных структурах может накапливаться значительное количество энергии упругой деформации. Однако накопленная энергия упругой деформации не всегда используется в полной мере. Степень ее использования зависит от условий выполнения движений, в частности, от времени между растяжением и укорочением мышцы. Необходимо научиться правильно использовать эту энергию при действиях в рукопашном бою.
В процессе тренировок надо учитывать, что механическая прочность сухожилий и связок увеличивается сравнительно медленно. При форсированном развитии скоростно-силовых качеств может возникнуть несоответствие между возросшими скоростно-силовыми возможностями мышечного аппарата и недостаточной прочностью связок и сухожилий. Это грозит потенциальными травмами. Поэтому во время тренировок необходимо обращать внимание на укрепление сухожильно-связочного аппарата. Это достигается объемной тренировочной работой невысокой интенсивности. Желательно, чтобы движения выполнялись с максимально возможной для данного сустава амплитудой и во всех направлениях.
Кроме всего сказанного существует еще одна функция связочно-суставного аппарата, которая реализуется в ходе деятельности мышц. Связки создают своеобразные «связочные браслеты» и «кольца» в области крупных и мелких суставов, особенно там, где функция сустава требует изменения направления мышечной тяги и приложения усилия к тянущему сухожилию: над лодыжками, на запястьях, межфаланговые суставы. Эти «перехваты» образуют подобие механических блоков, перенаправляющих и умножающих мышечное усилие. Снижение упругости связочного аппарата этой области приводит к тому, что сила мышцы используется нерационально, не до конца. Этот резерв можно использовать, искусственно усилив связочное кольцо. Например, если простейшим лейкопластырем усилить (просто обмотать) последовательно плюсневые суставы (в самом широком месте стопы), лодыжечные (сразу над лодыжкой), коленный – сразу выше надколенника, а еще и тугим бинтованием создать простейшее подобие «пояса штангиста», то человек сможет поднять вес, значительно превышающий его обычные способности.
Структура ударов и их биомеханика
Элементом двигательного действия является временная структурная единица – фаза.
Фаза – это последовательность двигательных действий, решающая конкретную двигательную задачу; меняется двигательная задача – меняется фаза. Введение данного понятия позволяет разложить сложный двигательный акт на составляющие, что важно как для его анализа, так и в процессе обучения. Особенно это важно при рассмотрении быстропро-текающих и кратковременных процессов, например таких, как удар.
В рукопашном бою ударные элементы являются одной из важных составляющих, поэтому рассмотрению этого понятия – «удар» – и связанным с ним процессам стоит уделить серьезное внимание.
Удар как физическое явление – это кратковременное взаимодействие двух (или более) тел, при котором возникают большие по величине силы.
В биомеханике различают следующие фазы удара:
1. Замах – движение, предшествующее ударному движению и приводящее к увеличению расстояния между ударным звеном тела и предметом, по которому наносится удар. Эта фаза наиболее вариативна.
2. Предударное движение – от конца замаха до начала удара.
3. Ударное взаимодействие (или собственно удар) – столкновение ударяющихся тел.
4. Послеударное движение – движение ударного звена тела после прекращения контакта с предметом – целью, по которой наносится удар.
Главной фазой является ударное взаимодействие, которое характеризуется импульсом силы. Импульс силы равен произведению силы на время действия силы (в поступательном движении); это мера воздействия силы на тело за данный промежуток времени (рис. 3).
Графически импульс силы определяется площадью под кривой зависимости силы от времени (t и t2 – моменты времени, соответствующие началу и концу ударного взаимодействия; t = t2 – tl). Данный график показывает, что эргономически не выгодны концентрированные, мощные и редкие удары, а более рационально использование действий, использующих не более 1/4 физического потенциала бойца, но при этом сохраняющих его работоспособность в течение всего промежутка схватки. В механике удары делятся на:
– центральные (если тела до удара движутся вдоль прямой, проходящей через их центры масс);
– прямые (если скорость V центра масс тела в начале удара направлена по нормали п в направлении к другому телу);
– косые (если вектор скорости центра масс отличен от нормали).
Теория удара разработана И. Ньютоном. В процессе ударного взаимодействия происходит механическая деформация тела; кинетическая энергия движения переходит в потенциальную энергию упругой деформации, затем эта энергия вновь частично превращается в кинетическую энергию движения, а частично рассеивается (переходит в тепло). В зависимости от того, каковы потери на рассеяние энергии упругой деформации, удары делятся на:
а) вполне упругие (отсутствуют потери на рассеяние, например, удар по бильярдному шару);
б) не вполне упругие (лишь часть энергии упругой деформации переходит в кинетическую энергию; например, удары в спортивных играх по мячу);
в) неупругие (энергия упругой деформации вся переходит в тепло, например, удары в боксе, каратэ, приземления в прыжках, соскоках).
В теории удара в механике предполагается, что удар происходит настолько быстро и ударные силы настолько велики, что всеми остальными силами можно пренебречь. Однако многие действия в рукопашном бою нельзя рассматривать как «чистый» удар и в них такие допущения не оправданы.
Время удара в рукопашном бою (да и в таких видах спорта, как бокс, каратэ и т. п.) хотя и мало, но пренебречь им нельзя; путь ударного взаимодействия, по которому во время удара движутся вместе соударяющиеся тела (например, в спортивном рукопашном бое, боксе и т. п.), может достигать 20-30 см.
В таких случаях ударное взаимодействие внешне проявляется как сложное движение, т. е. включает в себя элементы как поступательного, так и вращательного движения, т. е. фаза ударного взаимодействия, характеризуется суммой импульса силы и импульса момента силы:
F*t + Mf*t, где: Mf – момент силы, t – время действия момента силы.
При совершении во время удара кроме поступательного еще и вращательного движения ударной поверхности, телу, по которому наносится удар, передается механическое движение в виде вращательного. В этом случае увеличивается так называемая ударная масса. Величина ее не постоянна. Если, например, выполнять удар за счет сгибания кисти или с расслабленной кистью, то тело, по которому ударяют, будет взаимодействовать только с массой кисти. Если же в момент удара ударяющее звено закреплено активностью мышц-антагонистов (сочленение «кисть-предплечье») и представляет собой как бы единое твердое тело, то в ударном взаимодействии будет принимать участие масса всех жестко закрепленных звеньев. Можно не отличаться большой мышечной массой, но владеть при этом очень сильным ударом. По этому принципу наносятся удары в восточных единоборствах, где, к примеру, происходит «стопорение» запястного сустава мышцами непосредственно перед моментом соударения. Однако выключить избыточную степень свободы в суставе можно и за счет вращательного движения. Чем больше элемент вращательного движения, тем больше «ударная» масса и тем более сильный удар можно нанести. Таким образом, в рукопашном бою удар, в основном, имеет целью обеспечить большую силу ударного взаимодействия и за счет заданной траектории движения обеспечить попадание в конкретную конечную точку. Обеспечить большую силу удара можно, во-первых, за счет придания максимальной скорости ударяющему звену в момент ударного взаимодействия и, во-вторых, за счет увеличения «ударной» массы.
В теории управления перемещающими действиями выявлена закономерность в передаче движения между звеньями тела: последовательно разгоняются звенья тела, начиная с более массивных, т. е. на максимуме скорости предыдущего, более массивного звена начинается рост скорости последующего, менее массивного звена.
С позиций механики ясно, что чем меньше масса звена, тем большую скорость это звено может развить, а анатомически менее массивные звенья тела способны к более координированным движениям.
Увеличить силу удара можно и за счет увеличения «ударной» массы в момент ударного взаимодействия. Это достигается «закреплением» (например, в боксе, каратэ и т. п.) отдельных звеньев ударяющего сегмента путем одновременного включения мышц-антагонистов и увеличения радиуса вращения («разгона» конечности). В системе выживания человека такое «закрепление» отдельных звеньев достигается не напряжением мышц (удары наносятся ненапряженной конечностью), а простым выключением степеней свободы в суставах вращающейся конечности в момент взаимодействия с целью.
Удар является процессом настолько кратковременным, что исправить допущенные ошибки практически невозможно. Поэтому точность удара в решающей мере обеспечивается правильными действиями при замахе и предударном движении.
При рассмотрении понятия «удар» в рукопашном бою для нас важно следующее:
1. На встречном движении при ударе (столкновении) тел их скорости складываются.
2. Чем меньше площадь, на которую приходится удар, при прочих равных условиях, тем больше поражающий эффект при ударе.
3. Время удара имеет прямую зависимость от массы тела, величины совместного смещения и обратную зависимость от силы удара.
Необходимо отметить, что удар является мощным средством внезапного поражения противника и часто, но далеко не всегда решает исход боя.
Удары имеют три основных недостатка:
– удар нельзя дозировать;
– при нанесении удара можно пораниться, что снизит боеспособность;
– одежда (особенно зимняя) и экипировка («разгрузка», бронежилет и т. п.) являются хорошей защитой от многих типов ударов.
Биомеханические аспекты устойчивости
Всякое положение биологического тела является процессом колебательного характера. Точка общего центра тяжести (ОЦТ) тела при статическом положении испытывает колебания в диапазоне 2-3 см, вследствие кровообращения, лимфотока, дыхания, мышечного тремора и т. д. биологического тела; это управляемый процесс. Человек может изменять устойчивость своего тела за счет варьирования факторов устойчивости, которыми являются:
1. Величина площади опоры. Это площадь, заключенная между граничными точками опоры. Она включает в себя активную площадь опоры, возникшую при контакте биологического тела с опорой, и пассивную.
На практике мы в большей степени способны изменять пассивную площадь опоры (например, поставив ноги на ширине плеч). Чем больше общая площадь опоры, тем более устойчиво положение тела. Оптимальная площадь опоры в рукопашном бою – когда ноги ставятся на ширине плеч.
2. Высота расположения точки ОЦТ. Чем ниже точка ОЦТ тела, тем более устойчиво тело.
3. Прохождение линии тяжести. Линия тяжести – это перпендикуляр, опущенный из ОЦТ тела на площадь опоры. Прохождение линии тяжести позволяет оценить устойчивость тела в разных направлениях (для плоского изображения – в передне-заднем направлении). Если линия тяжести проходит через центр площади опоры, то степень устойчивости тела одинакова во всех направлениях; если она смещена в какую-то сторону – то в этом направлении степень устойчивости снижена.
4. Величина углов устойчивости. Угол устойчивости – это угол, образованный линией тяжести, и линией, соединяющей ОЦТ с краем площади опоры.
Угол устойчивости – это динамический фактор устойчивости, он соединяет в себе три предыдущих – статических. Попробуйте изменить один из предыдущих факторов устойчивости, это сразу же отразится на углах устойчивости. Смысл такого угла заключается в следующем: это угол, при повороте на который тело возвращается в исходное положение. Если тело будет повернуто на угол, превышающий величину угла устойчивости, то потеряет устойчивость и перейдет в другое положение. Углы устойчивости тела при рассмотрении плоского изображения характеризуют устойчивость в переднем и заднем направлении. Чем больше углы устойчивости, тем более устойчиво тело в данном направлении.
5. Коэффициент устойчивости тела – характеризует способность тела сохранять устойчивость при действии опрокидывающей силы. Уметь управлять коэффициентом устойчивости (изменяя позу, менять момент устойчивости) – это задача каждого обучающегося рукопашному бою. С точки зрения биомеханики, в рукопашной схватке мы преследуем следующие цели:
– сохранение и использование своего равновесия;
– выведение из равновесия противника и использование его потери устойчивости в своих целях.
В рамках данной книги для простоты объяснения остановимся на первых трех факторах – величине площади опоры, высоте расположения центра тяжести и прохождении линии тяжести – и обсудим понятие «устойчивость» с позиций использования его в рукопашном бою.
Понятно, что не существует особых законов движения для живых организмов. Все они подчиняются законам классической механики. Поэтому с точки зрения механики рукопашный бой представляет собой физическое явление, сущность которого проявляется во взаимном механическом силовом противодействии физических объектов (противников) друг с другом. Это для успешного и более наглядного понимания иллюстрируется упрощенными схемами и уравнениями механики. Теоретические этапы рукопашного боя могут выражаться формой расчетных схем раздела сопротивления материалов как сложное сопротивление сжатия-растяжения, сдвига, кручения и изгиба в виде: изгиб со сжатием, изгиб с кручением, косой изгиб, изгиб с растяжением.
На рис. 4 схематически изображена фигура человека, которую условно назовем «противник». Представим себе, что мы нападаем и наша задача – свалить противника.
Далее по фазам.
Фаза 1. Ситуация (рис. 4а, 4б).
В данном случае положение противника устойчивое, статичное. Вся система находится в равновесии. Противник в стойке опирается на обе ноги. Площадь опоры максимальная или близка к таковой. Вектор силы тяжести G направлен по центру опорной площадки.
где RA = RB – G/2
m = 0, где m – степень подвижности системы.
Вывод: система находится в равновесии – положение устойчивое.
Фаза 2а. Выведение из равновесия (рис. 4в, 4г).
Начинаем выводить систему из равновесия. Сместившись слегка назад, мы нарушаем устойчивость опоры в точке А. Противник вынужден приподняться на носок, площадь опоры сократилась и приобрела треугольную форму, однако вектор силы тяжести G по-прежнему находится в пределах площади опоры. Усилие, выводящее систему из равновесия минимально – система испытывает действие только собственного веса G, помноженного на плечо е.
Уравнение системы в данном случае приобретает следующий вид:
Система не уравновешена, появился опрокидывающий момент. Вывод: система динамична – положение ее неустойчиво.
Рис 4в, 4г
Фаза 2б. Потеря устойчивости (рис. 4д).
Наши дальнейшие действия направлены на усиление нестабильности системы.
При нарушенной опоре системы в точке А действие силой F на плечо h намного облегчает опрокидывание системы.
Уравнение системы приобретает следующий вид:
Вывод – система динамичная, положение её крайне не устойчиво
Фаза 2в. Решение
Рис. 4е
Меняем точку опоры системы с В на А. Уравнение системы приобретает следующий вид:
– сопротивление по III теории прочности (изгиб с кручением), откуда М >> Мp
Вывод: система динамична, положение системы крайне неустойчиво.
Фаза 3. Финиш (рис. 4ж).
Осознанное применение законов механики при изучении движений человека, в конечном счете, направлено на изыскание способов совершенствования двигательных действий.
Суммируя сказанное в этом разделе, надо акцентировать внимание на том, что знание анатомо-биомеханических основ необходимо для ясного понимания внутренней структуры и смысла двигательных актов, происходящих в процессе рукопашного боя, а это, в свою очередь, является единственным надежным фундаментом для правильной организации и проведения занятий по подготовке к рукопашному бою.
Еще одним промежуточным выводом из изложенного материала является необходимость использования при ведении рукопашного боя принципа минимума энергозатрат. Он заключается в следующем: психически нормальное живое существо произвольно организует свою двигательную деятельность так, чтобы свести к минимуму затраты энергии. Следует избегать излишних, непроизводительных мышечных сокращений и напряжений, а также уменьшать лишние непроизводительные движения. И хотя в следующем разделе мы будем излагать эргономические основы рукопашного боя, обоснование принципа минимума энергозатрат вытекает именно из изложенного выше материала. Дальнейшим развитием этого принципа является использование рекуперации энергии, т. е.:
– выбирать наименее энергоемкое сочетание проявляемой силы и быстроты;
– использовать энергию, переходящую от одного сегмента тела к другому (например, выхлест голени за счет энергии, накопленной при махе бедром);
– использовать энергию упругой деформации, накопленную в мышцах в предыдущих фазах двигательного действия.
Из того же принципа минимума энергозатрат вытекает и необходимость в рукопашном бою для управления противником и его поражения использовать рычаги, инерцию, набранную противником, крутящий момент. Использование этих элементов позволяет значительно уменьшить энергозатраты бойца, ведущего рукопашный бой. Следует осуществлять оптимальные двигательные переключения, а именно:
– изменение интенсивности мышечной работы (например, скорости передвижения);
– изменение, проявляемое в двигательном действии силы и скорости (например, длины и частоты шагов);
– переход с одного способа выполнения двигательного действия на другой (например, атакующие или защитные попеременные действия руками, ногами).
Привлечение внимания читателя к этим положениям позволяет еще раз подчеркнуть важность теоретических основ рукопашного боя и логичность извлечения из них практических выводов.
4.2. Эргономические основы рукопашного бояРассматривая рукопашный бой, мы постоянно акцентируем внимание на оптимальных энергозатратах при его ведении. Это связано с тем, что непосредственно рукопашный бой не должен являться самоцелью. Необходимо не только победить в рукопашной схватке, но еще и выполнить поставленную задачу. Следовательно, надо уметь вести рукопашный бой с минимальными энергозатратами.
Вопросы, связанные с минимальными энергозатратами во время выполнения каких-либо работ или действий, с оптимизацией деятельности человека, изучает наука эргономика.
Эргономика – научная дисциплина, комплексно изучающая человека (группу людей) в конкретных условиях его (их) деятельности, связанной с использованием технических средств (машин). Человек, машина (средство) и среда рассматриваются в эргономике как сложное, функционирующее целое, в котором ведущая роль принадлежит человеку. Эргономика решает задачи рациональной организации деятельности людей в системе «человек-машина-среда» (СЧМ), целесообразного распределения функций между человеком и машиной (техническим средством), определения критериев оптимизации СЧМ с учетом возможностей и особенностей работающего человека (группы людей).
Рациональным называется тот вариант техники или тактики, который является наилучшим для большинства людей в определенной группе.
Оптимальным называется наилучший вариант из всех возможных. У каждого человека свой, индивидуальный, оптимальный вариант.
Соединение компонентов: человека, технических средств, рабочей среды создает антропотехническую систему, которая приобретает новые возможности и свойства. Среди них, прежде всего, гибкость, адаптивность, обучаемость, способность решать творческие задачи, способность осуществлять действия в условиях неполной информации и без точно предписанных алгоритмов.
Ведение рукопашного боя будет происходить в определенном пространстве. В этом пространстве будет проходить весь комплекс действий, характерный для рукопашного боя, а именно: передвижения, действия с оружием, физический контакт с противником и другое. Естественно, что при физическом контакте вероятны различные удары, в том числе ногами и руками, и защитные действия ногами и руками.
В эргономике при рассмотрении рабочего пространства, в котором задействованы движения рук и ног, различают зоны досягаемости, оптимальной и легкой досягаемости.
Зона досягаемости, это часть рабочего пространства, ограниченная дугами, описываемыми максимально вытянутыми руками при движении их в плечевом суставе и максимально вытянутыми ногами при движении их в тазобедренном суставе.
Зона легкой досягаемости – часть рабочего пространства, ограниченная дугами, описываемыми расслабленными руками при движении их в плечевом суставе и расслабленными ногами при движении их в тазобедренном суставе.
Оптимальная зона досягаемости – часть рабочего пространства, ограниченная дугами, описываемыми предплечьями при движении в локтевых суставах, голенями при движении в коленных суставах.
Важным критерием является угол обзора. При рассматривании объектов сложной конфигурации, а также при восприятии объемного и перспективного изображения оптимальный угол обзора в горизонтальной плоскости составляет 30-40°. Для восприятия плоского изображения со сравнительно простой информацией рекомендуется угол обзора 50-60°, охватывающий зону неясного различения формы (в пределах этого угла наблюдатель замечает происходящие изменения периферическим зрением). Предельный угол обзора при одновременном движении глаз и головы составляет 180°. Однако при отображении информации с требованиями высокой скорости ее обработки допустимый угол обзора составляет 90°.
В вертикальной плоскости оптимальный угол обзора составляет 0-30° по отношению к горизонтали (15° вверх и 15° вниз от нормальной линии взора).
Нормальная линия взора соответствует наиболее удобному положению глаз и головы при рассматривании объектов и располагается под углом 15° вниз от горизонтальной линии взора. Максимальный угол обзора в вертикальной плоскости при повороте только глаз составляет 70°, при одновременном движении глаз и головы предельный угол видимости составляет 90° вверх и 55° вниз от горизонтали.
При ведении рукопашного боя необходимо предусматривать рациональное положение тела, которое должно быть удобным и свободным. По данным биомеханики, «положение тела» определяется его ориентацией и местоположением в пространстве, а также отношением к опоре. Каждое из положений характеризуется определенными условиями равновесия, которые определяются в основном величиной площади опоры, положением общего центра тяжести по отношению к площади опоры. Кроме того, каждое из этих положений характеризуется определенным взаиморасположением звеньев опорного аппарата, степенью напряжения мышц, положением внутренних органов, состоянием кровеносной и дыхательной систем и, следовательно, расходом энергии.
Необходимо знать, что устойчивое положение тела выгодно с энергетической точки зрения. В этом положении момент силы тяжести равен нулю, и нет необходимости компенсировать его мышечными усилиями.
В рукопашной схватке возникают различные положения тела. В каждом из положений можно различать бесчисленное количество поз.
Поза – это взаимоотносительное расположение звеньев тела, независимое от ориентации и месторасположения тела в пространстве и его отношения к опоре. Когда речь идет о физической деятельности, термин «поза» употребляется как наиболее частое и предпочтительное взаиморасположение частей тела при выполнении двигательных операций.
Наиболее естественное положение для человека – это положение «стоя». Его поддержание обеспечивается наличием ряда анатомо-физио-логических особенностей тела человека: изгибы позвоночного столба и определенный угол наклона таза (40-45°) способствуют равномерному распределению силы тяжести тела и мышечной тяги, хрящевые межпозвоночные диски амортизируют толчки при движениях и обеспечивают подвижность позвоночника; взаимное расположение внутренних органов и их крепление также приспособлены больше к вертикальному положению. В этом положении человек имеет благоприятные условия для зрительного обзора, передвижения и сенсомоторных координации. Нормальной позой в положении «стоя» можно считать такую, при которой человеку не требуется наклоняться вперед больше, чем на 15°, следует избегать длительно фиксированных поз при действиях стоя.
Если человек хочет передвигаться с минимальными энерготратами, он должен изменить («переключить») нагрузку или скорость с одних групп мышц на другие в соответствии с меняющимися условиями и собственным состоянием.
