Биомеханические основы создания предметной среды для формирования и совершенствования спортивных движений тема автореферата и диссертации по механике, 01.02.08 ВАК РФ

та

г.}

ГСХУДйХ'СЗВЁНННЙ ШХРАЛЬШЙ ОРДЕНА 1ЕШ1А ИНСТИТУТ ФИЗИЧЕСКОЙ

культа

На правах рукописи ПСПОВ Григорий Иванович

шшЕштаскив основы создания првдашой сред да формирования и совшденствованш спортивных двизшй

01.02.08 - Биомеханика -

13.00.04 - Теория а методика физического воспитания, спортивной треннроаки и оздоровительной физической культуры

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора педагогических наук

Москва - 1992

Работа ьшгаляена в Центральной научно-исслвдовательсксм инстк'?у •. спорта.

Официальные оппоненты -

доктор ледагогнчвсках наук, профессор Д.Д.Донекой, доктор педагогических наук, профессор А.И.Кузнецов, • доктор биологических наук, профессор В.К.Еальсевич

Ведущее учреждение - Государственный двавды орденоносный инстяз

физической культуры им. П.Ф'.Десгафта.

Защита диссертации состоится ХЭЪхО'т. 1

-часов на заседании специализированною Совета Д.046.01.01 ара Государственном центральной ордена Ленина институте физиче< кой культуры, Ыооква, Сиреневый бульвар, 4,

у.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотека Государственного центрального ордена Ленина института физической культуры.

Автореферат разослан " & " ^_

Ученый секретарь специализированного-С<шета Д.046.01.01 кандидат педагогических наук, доцент

А,А.Шалманов

RTfsüciJ - I -

wui

. , , .„„„.. ОБШВВ 00ПЗРЕАВДЕ РАБОТЫ

fî. IÎ. л ..:й»И V-ТДвЛ

иссертацдЦ,

уальность. Нормирование и совершенствование двинений - это

многогранный процесс, не отделимый от условий внешней среды, в. которой спортивное движение выполняется. Проводились исследования взаимодействия спортсмена с упругими опорами (Ю.А.Ипполитов, 1987, 1988; В.В.Кузнецов, Г.И.Попов, 1975, 1978; w.Xiutang et al, 1989, В.Г.Тютюков, С.С.Добровольский, IS8S), спортивные снарядами л инвентарем (Ф.К.Агаиин, 1977; Ф.Я.Верховский, С.В.Трофимов, 1974; С.Й.Волканян и др., 1987; Г.П.Иванова, 1989; А.Я.Ма-паев, IS89; J.L.Groppel , 1986; Ю.ТрахимоБнч, В.Б.Бзгрзев, 1989), покрытиями (Ю.А.Гагин, С.М.Байболов, 1974; В.Д.Ремнев, 1974; В.П.Медведев и др., IS87; A.Bohen , 1975; E.K.Nigg et al , 1988; A.Pedotti , H.Rodano , 1982; S.M.Unold et al , 1974), которые, являясь предметами внешней среда, образуют предметную ' среду человека (А.С.Аруин, I9S0).

Еще недостаточно исследована проблема влияния факторов внешней среды как средства повышения эффективности выполнения спортивных упракнений. Работа И.П.Ратова (I972-I99I) по теория искусственной управляющей среды охватывают большой спектр задач данного направления, но, в основном, касаются разработки методов и средств активного внешнего воздействия на спортсмена. Проблема не формирования и совершенствования целостных двигательных действий спортсмена за счет направленного изменения механических свойств предметов среди еще достаточно глубоко не ставилась. В такой постановке проблемы есть два подхода к ее решению. Первый - это такое создание предметной среды, с точки зрения задания ее свойств, чтобы спортсмен в этих условиях мог осуществлять процесс взаимодействия со средой как оптимальную (по различным критериям - кинематическим, силовым, энергетическим и т.д.) подстройку своего двикения

под "навязанное" ему внешнее предмотное окружение.

В этой связи появляется возможность биомеханически обосновыв, и создавать новые классы тренировочных приспособлений, спортивн> инвентаря и тренакеров, при использовании которых осуществляете, воздействие на различные стороны подготовки спортсменов и резуд тэт. Поэтому актуальность такого подхода определяется возможное создания принципиально новых видов инвентаря, увеличением арсен; тренировочных средств, которыми может пользоваться тренер, а эт< в свою очередь позволяет совершенствовать теорию и методику спо тинной тренировки в ряде видов спорта.

Второй подход - это сникение влияния негативных факторов пре, меткой среды на спортсмена в процессе выполнения двигательных действий. Имеется в виду, что формирование и дальнейшее соверше: ствование спортивных движений мокет обеспечиваться за счет сник! ния механических нагрузок на тело и звенья тела спортсмена, уменьшения сопротивления среды, гашения или перераспределения усилий, воздействующих на спортсмена. Актуальность такого подхода связана с улучшением условий выполнения спортивных упражнений, защитой от предельных для человека, а значит травмоопасных силовых воздействий на спортсмена. Все это позволяет проводить совершенствование движений по пути интенсификации режимов их выполнения.

Цель исследования состояла в совершенствовании методов и средств подготовки спортсменов на основе улучшения биомеханических и потребительских свойств спортивного инвентаря, оборудован! и тренировочных приспособлений.

Научная гипотеза. Предполагается, что в система "спортсмен -внешняя среда" в силу взаимообусловленности характера двигатель-

них действии спортсмена и механических свойств предметов внешней среды целенаправленное задание свойств последних позволят оказывать направленное воздействие на процесс формирования и совершенствования спортивных движений.

Проблематика доследования. Разработка темы велась по трем основным направлениям:

1. Выявление биомеханических закономерностей двигательных действий спортсменов в различных видах спорта.

2. Теоретическое а экспериментальное исследование механизмов энергообеспечения механического движения многозвенных биомеханических систем в различных условиях предметной среды.

3. Разработка, биомеханическое и педагогическое обоснование форм и функций предметной среды для решения задач формирования и совершенствования спортивных движений.

Для решения поставленных проблем использовались следующие 'методы исследования: анализ литературы, математическое моделирование, педагогическое наблюдение, педагогический эксперимент, методы математической статистики, методы обработки и анализа данных, эксперимент с использованием инструментальных методик: биомеханической кинематографии, видеоциклографии, динамографяи, электромиографии, акселерометрии, пульсомегрии, газометрии.

Научная новизна определяется:

- обоснованием применимости концепции функциональных и двигательных синергии при формирования и совершенствовании движений в условиях предметной среды. На ее основе показана правомерность существования синергетики биомеханических систем - теории самоорганизации открытых диссияатйвных нелинейных двигательных систем организма человека. Введены понятия "искусственной синергия" и "компенсаторной синергии", показана их взаимосвязь в реакции двигательных действий на изменяемые условия предметной среды;

- разработкой теории волновых процессов в спортивных движениях. На основе этого: а) показано, что процесс передачи энергии от звена к звену при выполнении спортивных упражнений имеет волновую природу; б) теоретически- обоснованы явления межмцшечной и внутримышечной координации, ранее обнаруженные экспериментально; в) выработаны критерии эффективности двигательных действий спортсмена в целостной структуре движений по параметрам волновой кинематики и потока переносимой энергии; это дает возможность снизить количество параметров, по которым оценивается спортивно-техническое мастерство и охарактеризовывагь спортивное упражнение не на уровне отдельных фрагментарных движений звеньев, а как целостное двигательное действие многозвенной биомеханической системы тела человека; г) обоснована трехуровневая система управления движениями спортсмена; д) разработана вычислительная методика расчета рациональных вариантов технических действий спортсмена в конкретном упражнении, позволяющая рассчитать оптимальный для него фазовый состав движения звеньев тела, что обеспечивает при имеющемся силовом и скоростно-сяловом потенциале достижение максимального спортивного результата; е) теоретически обоснован известный ранее "феномен воронки", т.е. уменьшение вариативности в двигательных действиях по мера роста спортивного результата; ж) предсказано, что внешние биологические обратные связи, информируюаде спортсмена о ходе выполнения упражнения при формировании целостного движения, долины основываться на определении разности скоростей движения звеньев тела спортсмена;

- биомеханическим и педагогическим обоснованием нового класса тренировочных средств - упругих рекуператоров энергии, усиливающих рост волновой передачи энергии от звена к звену тела спортсмена. Они способствуют: а) усилению рекуперационных процессов в движениях спортсмена, особенно важных в видах спорта с преиму-

щестаенным проявлением выносливости; б) увеличению скорости относительного движения звеньев в скоростно-силовых видах спорта; в) поддержанию двигательной активности и более раннему выходу на необходимые физические нагрузки лри посттравматической реабилитации спортсменов;

- разработкой биомеханических основ конструирования спортивного инвентаря и оборудования для улучшения условий выполнения спортивных упражнений. На этой основе даны предложения по конструкциям спортивного инвентаря, спортодезды, спортобуви и оборудования, усиливающим процессы рекуперации энергии в теле спортсмена, изменяющим распределение пиков ударна напрякений в теле спортсмена, снижающим ударные нагрузки на элементы тела, перераспределяющим нагрузки меяду различными звеньями тела спортсмена;

~ разработкой и обоснованием эффективной системы тренировочных средств и методических приемов сопряженного развития технического мастерства спортсменов, включающей в себя упругие рекуператоры энергии, пневматическое покрытие, гренакерно-моделирую-щие комплексы в видах спорта: легкоатлетический бег, прыжки в длину с разбега, тройной прыжок, легкоатлетическое многоборье, метание копья, велоспорт, тяжелая атлетика.

Теоретическое значение для теории биомеханики состоит в следующем. Во-первых, моделирование и анализ движений спортсмена проводится с позиций систем с распределенными параметрами. Во-вторых, развитие теории волновых процессов в спортивных движениях позволяет моделировать и анализировать движения в их развитии как ео времени, так и в пространственной организации полозенкя звеньев тела в ходе движения. В-третьих, обосновывается значимость рекуперации энергии на основе обмена ее между звеньями, как явления, обусловленного пространственно-временной организацией движения. В-четвертых, в развитии представления об "искусственной синергии"

(Вукобратович М.), т.е. когда предметная среда детерминирует час: параметров движения спортсмена и в этих условиях естественная синергия человека осуществляется как компенсаторная подстройка других параметров движения под детерминированные взаимодействием с предметной средой. В-пятых, в разработке вопросов самоорганизации биомеханических систем за счет выявления эффектов, присущих только системе в целом и объединяющих отдельные подсистемы движв' ния на уровне управляющих и исполнительных органов в целостное движение многозвенной биомеханической системы.

Значение результатов для теория спортивной тренировки состоит в следующем. Во-первых, в ряде видов спорта выявлены тенденции изменения биомеханических параметров движения с ростом спортивного результата. На основе этого можно для запланированного спортивного результата (в том числе и рекордного для данного спортсмена) оценить величины показателей будущих двигательных действий, а под них подобрать систему средств тренировки, позволяющих достичь планируемых показателей. Во-вторых, на основе выявленных биомеханических закономерностей организации движений разрабатываются технические средства тренировки, усиливающие системные процессы в структуре двигательных действий спортсмена, а именно их усиление способствует росту технического мастерства спортсменов. В-третьих, в разработке теории нового класса тренировочных приспособлений - упругих рекуператоров энергии (УРЭ). На основе этой теории мояшо распространять принципы действия УРЭ на любые виды спорта и расчетным путем оценивать величины упругости УРЭ индивидуально для каждого спортсмена. В-четвертых, в основу проектирования и разработки спортивного инвентаря и оборудования положена идея о том, что их потребительские свойства долены определяться положительными, способствующими росту резуль тата особенйостямивзаимодействия спортсмена с инвентарем; целева

функция движения должна обеспечиваться за счет оптимизации параметров всей системы "спортсмен - спортивный инвентарь".

Практическая значимость. Определяется эффектами двигательных действий как реакции на изменение свойств предметной среды и состоит в следующем. Во-первых, в условиях предаетной среда Нормируется движение, свойства и параметры которого с определенной вероятностью можно прогнозировать. Во-вторых, в спортивной тренировке с использованием принципа "задаваемой предметной среда" неоднократное воспроизведение упражнения происходит при таких параметрах движения, которые обеспечивают выполнение спортивного упражнения с более высоким, в том числе и рекордным результатом. В-третьих, использование УРЭ позволяет улучшить координационные возможности спортсмена в решить задачи энергетической эколомиза-ции движений, особенно в видах спорта с преимущественным проявлением выносливости, на основе усиления рекуперацнонных процессов в движениях спортсмена. При этом в зависимости от задач тренировки можно осуществлять воздействие на биомеханическое звено, биомеханическую цепь, многозвенную систему тела человека. Разнообразие разработанных модификаций УРЭ позволяет применять их практически во всех видах спорта. В-четвертых, значимым практическим результатом вариаций свойств предаетной среды следует считать возможность вследствие этого варьирования рекиков выполнения упражнений; это особенно важно вследствие того, что именно в тренировочных упражнениях обеспечивается наращивание более

высоких уровней двигательных возможностей спортсмена. В-пяткх,

» 1

индивидуализированное задание свойств предметной среды, их дозированное изменение в тренировочном процессе, организация условий выполнения упражнений и систем обратных связей, рост разнообразия тренировочных средств, проведенное теоретическое и экспериментальное выявление связей между задаваемыми свойствами среды

и реакцией системы движений спортсмена позволяет в процессе спортивной подготовки реализовать дидактические принципы сознательности и активности, доступности и индивидуальности, наглядности, систематичности и последовательности. В-шестых, результаты работы позволяют индивидуально для спортсмена определять необходимые потребительские свойства спортивных снарядов и инвентаря с тем, чтобы при их использовании или усиливались положительные эффекты двигательных действий, или не - поддерживалась высокая работоспособность 'спортсмена при выполнении упражнений.

Организация исследования. Теоретические и экспериментальные исследования проводились с 1978 по 1989 год во ВНИИФК, с 1989 по 19Э1 год в ЦНИИ "Спорт". С 1982 по 1991 год проводились педагогические эксперименты с командами и отдельными спортсменами сборной команда СССР по легкой атлетике, молодежной сборной команды СССР по велоспорту, сборной команды РС^СР по легкоатлетическим много-борьям, сборной команда ЦСКА по легкой атлетике, ШВСМ ВДФСО профсоюзов г.Москвы, ЦДАШ им.братьев Знаменских, Центрального Совета

СДСО "Буревестник", ШВСМ ВДОО профсоюзов Московской области, о-

опорного пункта по кнькобе&ному спорту при МТС СДСО "Буревестник" ДЮСШ Московского ДСО "Спартак" по велоспорту, СК МТС ВДФСО профсоюзов, ДЮСШ по легкой атлетике МТС "Динамо". По разработанным нами программам, согласованным с тренерами, использовались предложенные нами тренировочные средства в учебно-тренировочном процессе Смоленского областного совета "Урожай", Смоленского СК "Крылья Советов" ордена Трудового Красного Знамени авиационного завода, Смоленского Государственного института физической культуры, Куйбышевского областного совета по физической культуре и спорту, СДЖОР $ 5 по легкой атлетике Воронежского ГорОНО, Адыгейской областной ДЮСШ по легкой атлетике.

Апробация работы. Результаты исследования опубликованы в 102

научных работах, представлены и доложены на П Всесоюзной конференции АН СССР по проблемам биомеханики (Рига, 1979), Всемирном научном конгрессе "Спорт в современном обществе" (Тбилиси, 1980), 14 Международном конгрессе по высокоскоростной фотографии и фото-, нике (Москва, 1980), Всесоюзных научно-технических конференциях "Электроника и спорт" (Москва, 1981; Тула, 1983; Ленинград, 1986), Международных конгрессах по биомеханике (Нагоя, Япония, 1981; Лос-Анджелес, США, 1989), УП Всесоюзной научно-практической конференции "Современные аспекты планирования подготовки юных спортсменов" (Таллинн, 1981), Всесоюзных научных конференциях "Проблемы биомеханики спорта" (Каменец-Подольский, 1981; Москва, 1987; Чернигов, 1989; Пенза, 1991), 10 и II Всесоюзных научно-технических конференциях "Высокоскоростная фотография и метрология быстропротекающих процессов" (Москва, 1981, 1983), Всесоюзной научной конференции "Совершенствование управления отраслью физической культуры и спорта на базе ЭВМ и современных математических методов" (Одесса, 1982), Всесоюзной научной конференции "Механико-математическое моделирование спортивной техники" (Москва, 1982), УП Всесоюзной конференции "Измерения в медицине и их метрологическое обеспечение" (Москва, 1983), Всесоюзной конференции "Моделирование соревновательной деятельности с учетом резервных возможностей спортсменов" (Москва, 1983), Всесоюзной научно-практической конференции "Проблемы комплексного контроля в спорте высших достижений" (Москва, 1983), Всесоюзной научно-технической конференций "Метрологическое обеспечение измерений в медицине и биологии" (Таллинн, 1983), П Всесоюзной научной конференции "Прогнозирование спортивных достикений в системе подготовки высококвалифицированных спортсменов" (Москва, 1983), Всесоюзной научно-практической конференции "Научно-методические и медицинские вопросы разработки а применения в спортивной тренировке, физиче-

- 1U -

ском воспитании, массово-оздоровительной физической культуре технических средств и тренажеров" (Киев, 1984), У, У1 Международных школах по биомеханике (Вроцлав, ПНР, 1986, 1987), Всесоюзной научно-практической конференции "Научные основы управления подготовкой высококвалифицированных спортсменов" (Москва, 1986), Международной научной конференция "Достижения биомеханики в медицине" ■ (Рига, 1986), 5 и 8 Меадународных симпозиумах по биомеханике спор-га (Афины, Греция, 1987; Прага, ЧСФР, 1990), Олимпийском научном конгрессе (Сеул, Корея, 1988), 12 Международном семинаре по теме й 5мендународного научного сотрудничества социалистических стран (Прага, ЧСФР, 1989), Школах АН СССР по проблемам эргономической биомеханики (Севастополь, 1988, 1989, 1990), Международном симпозиуме "Спортивная медицина и биомеханика" (Рига, 1989), на научных семинарах и итоговых научных сессиях отдела биомеханики ЫШ/Ш (Москва, 1982, 1983, 1987, 1988), на итоговых научных сессиях ВНИМК (Москва, 1983, 1987, 1988), на научном семинаре кафедры биомеханики ГЦОЛИФК (Москва, 1987, 1988, 1989), на Ученом Совете ЦНИИ "Спорт" (Москва, 1989).

Практическую ценность результатов работы отражают 30 актов о внедрении научных разработок в практику физической культуры и спорта, II авторских свидетельств, 3 медали ВДНХ, I свидетельство на промышленный образец.

Положения, выносимые на защиту:

- методология "предметной среды" как фактора формирования и совершенствования движений;

- теория волновых процессов передачи энергии в многозвенных биомеханических системах;

- гипотеза о взаимосвязи волновых процессов управления и исполнения в двикениях многозвенны биомеханических систем;

- синергетика биомеханических систем;

- тенденции изменения биомеханических параметров движений спортсменов с ростом спортивного результата в ряде видов спорта;

- биомеханические закономерности взаимодействия спортсмена с различными видами опор;

- биомеханические основы оптимизации свойств спортивного инвентаря, снарядов я снаряжения в различных видах спорта;

- новцй класс тренировочных средств - упругие рекуператоры энергии;

- методические приемы формирования и совершенствования движений в условиях предметной среды;

- конструкции спортивных снарядов, спортивного швентаря, снаряжения и оборудования, реализующие биомеханические закономерности совершенствования системы двигательных действий и улучшающие условия вшолнения спортивных упражнений.

Структура и объем диссертации. Работа изложена на 327 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4 частей, 9 глав, выводов, списка, литературы и приложения. Диссертация вллхстраро-вана 156 рисунками и 48 таблицами. В списке литературы приведены-, 468 отечественных и 22? иностранных источников.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

Результаты всех видов подготовки спортсмена находят свое окончательное выражение в его двигательных действиях, поэтому изучение биомеханических закономерностей их изменения с ростом результата является объективной осноеой для организации процесса формирования и совераенствования двикеник. "Модельные" характеристики двигательных действий получают в.этом случае привязку к конкретному спортивному результату. Знание тенденций изменения биомеханических параметров двигательных действий слукит мерилом задания свойств предметной среда при направленном воздействии на спортсмена, а такие - одним из критериев оптимизации потребительских

свойств спортивного инвентаря.

Приведенные соображения определили содержание первого направления нашего исследования. В его логических рамках были адаптированы к проблемам спорта известные и модифицированные вычислительные процедуры: а) диагностики уровня подготовленности спортсмена; б) регрессионной модели на случайных полях для оценки возможного, в том числе и рекордного, результата по данным комплексного контроля спортивно-технической подготовленности и для определения скрытых закономерностей формирования поля параметров двигательных действий; в) выявления на основе теории взбросов общих и индивидуальных изменений в технических действиях, включая и появление новых элементов техники.

В работе получена функциональные зависимости мевду показателями техники и результатом, интерполированные различными аналитическими зависимостями, в видах спорта: велоспорт, бег на средние и длинные дистанции, легкоатлетическое многоборье, тяжелая атлетика, метание копья.

Доказано на примере классических тяжелоатлетических упражнений, что в иерархии изменения показателей движения нет жесткого детерминизма. Соотносимость показателей подвижна и изменчива. Этс проиллюстрировано обнаруженным явлением "компенсаторной приспосоС ляемости". Оно свидетельствует о том, что, хотя и существуют статистические зависимости различных биомеханических показателей от результата в разных фазах упражнения, но приоритет имеют системнее процессы построения целостного движения. Они то а становятся ведущими в случае нежелательного отклонения хода выполнения целое ного упражнения от необходимого при решении конкретной двигательной задачи.

Это определяло необходимость наделения системных свойств и еж темообразуодих факторов построения целостных двякеяий в различны)

видах спорта через изучение основных физических процессов, которые связаны с двигательной деятельностью организма как целостного биологического объекта. К ним пренде всего относятся процессы управления и процессы энергообеспечения двакекий. Значимость их для ; . формирования и совершенствования двикендй была показана в 40-£0-х годах рядом ученых (Н.А.Бернштейн, И.П.Ратов, В.М.Зациорскпй, В.КЛЗальсевич, Д.Д.Донской, И.М.Козлов, В.Т.Назаров, А.К.Лапутпн, А.В.Зинковский, Ю.К.Гавердовский, Н.Г.Сучилин, Ю.А.Ипполитов, Ф.К.АгашиН, p.Komi , J.Hay , R.Alexander , P.Cavanagh , H.Hatse, D.winter , G.van Jngen Sohenau ). Изучение указанных процессов составило содержание второго направления исследования.

Нами были проведены .два эксперимента по исследованию экстремальных по двигательной активности режимов двигательной деятельности человека (бег): влияние длительной (в пределах месяца) обездвиженности и влияние интенсификации мышечной деятельности за счет электромиостимуляции. Было показано, что исследованные рзкимы прекде всего затрагивают условия энергетического обмена между звеньями, т.е. процессы рекуперации энергии. В первом случае происходит угнетение этих процессов, во втором - их усиление, хотя существенного изменения внешней картины двикения ке происходит. Указанные факты и работы указанных выше авторов послужили основанием для более детального изучения рекуперационных энергетических процессов и прекде всего - передачи энергии от звена к звену тела спортсмена при двикения.

По мере роста спортивного результата происходит и количественный рост биомеханических показателей двикения спортсмена, причем его кинематический рисунок не является при этом преобразованием подобия для различных звеньев тела спортсмена. Кроме того существуют в любом движении акцентированные фазы, которые преимущественно определяют достикание того или иного результата. Неодпна-

новость вклада (как во времени, так и по величине) различных звеньев в результирующую кинематику движения было предложено охарак-теризовывать с помощью коэффициентов , названных "временными трансформантами". Исследование влияния операторного преобразования во временной области на форму уравнений движения показало, что это приводит к параметрической зависимости гамильтониана или лагранжиана биомеханической системы от функции 9= , которую можно назвать энергетической трансформантой. Расчетным путем с использованием формализма теории Уиэема, связывающей лагранке ву и волновую механики, было показано, что величина энергетической трансформанты пропорциональна величине потока волновой энергии и частоте колебательного движения звена. Задавая из экспериментальных или теоретических оценок величину потока энергии, южно оценить величины 9 для каждого звена тела человека. И обратно, вводя какие-то предположения (через значения 0) о перераспределении энергии внутри тела, молено смоделировать кинематику движения тела (переходом от 0 ко' ), отвечающую заданным энергетическим показателям и критериям оптимизации. Указанные трансформанты могут быть сформированы как результат взаимодействия различных звеньев тела спортсмена с заданной предметной средой. Как одно из следствий, метод временных трансформант может рассматриваться как метод математического моделирования движений. На примере прыжка в длину и заполнения оборота назад в стойку из упора на перекладине была показана возможность расчета модельной кинематики движения и оценки оптимальности двигательных действий на основе энергетических критериев.

для ответа на вопрос о физической природе процесса передачи энергии от звена к звену рассматривалось взаимодействие с опорой при отталкивании спортсмена от планки при прыжке в длину с разбега. Проводился спектральный анализ движения суставных точек прыгуна

при отталкивании, показавший, что основные энергонесущиз гармоники движения прыгуна сосредоточены на частотах в 3 гд, в то время как энергообеспечение опорного периода должно осуществляться на частотах 8-10 гц. Достижение характерных максимумов вертикальных скоростей движения отдельных суставных точек опорно-двигательного аппарата прыгуна происходит со сдвигом во времени, что могло объяснить последовательным вовлечением различных звеньев тела в колебательное движение. Достижение экстремума скорости на последующем звене сопровождается противофазным движением предыдущего звена. Скорость перемещения вдоль звеньев тела упомянутых экстремумов скоростей в 3-5 раз превышает величины скоростей колебательного движения суставных точек. Перечисленные факты, а такхе оценка опорного периода по "условию квазисгационарносги" (М.Б.Виноградова а др., 1979) укладываются в логическую схему, если предположить, что перенос энергии вдоль звеньев прыгуна является волновым процессом. Поскольку волна - это распространение колебаний в пространстве, величины перенесенной кинетической энергин можно оценить по фазовым диаграммам как прирост энергия по отношению к энергии чисто колебатального процесса в фиксированной точке тела спортсмена. Оценки показывает, что на волновой перенос приходится до ЗС$ общей энергии, затраченной на отталкивание.

Волновой процесс переноса энергии является следствием построения движения звеньев в многозвенной биомеханической системе в виде поперечной волны. Поскольку такое построение обусловлено действием мышц, то и энергопередача должна осуществляться через мышцы. Этот процесс был промоделирован. Рассматривалась многозвенная биомеханическая система, в которой выделялись два звена сопряженные в суставе я соединенные мышцей, модель которой содержала 4 элемента: последовательный упругий компонент, параллельный упругий компонент, демпфирующий элемент и сократительный элемент.

Сила, проявляемая сократительным элементом, задавалась в видо "колокольного" или гауссова импульса. Волновое движение звеньев считалось заданным. Показано, что для усиления процесса передачи энергии через мышцу (т.е. внесение энергии от предшествующих звеньев и передачу ее последующим) необходимо таким образом развивать импульсные мышечные усилия, приводящие в движение выделенные звенья, чтобы сдвиг фаз между ними был равен времени прохождения волны от звена к звену. Следовательно, распространение волнового дви-аения определяет программу включения и длительность функционирования отдельных мышечных групп в организации и выполнении двигательного акта.

Как развитие описанных исследований были рассмотрены вопросы энергопередачи в двикении целостной биомеханической системы. Лдя этого проводилось моделирование волнового двикения тела человека на модели вынужденных поперечных колебаний одномерной многозвенной стеркневой системы с распределенными параметрами, имеющей шарниры с упругими связями. Определялись на примере метания копья величины потоков энергии в случае "инерционного" типа движения (изменение масс метаемого снаряда) и "рекуперируемого" типа (изменение упругих характеристик мышечно-сухокильных структур или элементов, введенных им впараллель).

Установлено, что доля перенесенной вдоль звеньев энергии в общей энергии, сообщенной копью при вылете, составляет по теоретическим оценкам 70-72% для конкретных параметров модели; по данным, полученным при обследовании соревновательной деятельности сильнейших метателей Союза (8 попыток), эта доля составляет 62-75; По мере продвижения волнового фронта от стопы к-кисти с копьем происходит постепенная перекачка энергии в высокочастотную часть спектра. Такая картина энергобаланса усиливается в лучших попытках. Биомеханические черты рациональности движений копьеметателя:

монотонный рост скорости продвижения волнового фронта, рост вклада высокочастотных составляющих энергобаланса, отсутствие "стоков" энергии ("слабого" звена в структуре движений или технической ошибки).

С помощью модели с распределенными параметрами можно провести решение в рамках прямой задачи механика с целью расчета для конкретного спортсмена при данных его физических кондициях максимальной результативности за счет координационных перестроек з технике' движения. В качестве примера бралась реальная попытка рекордсмена СССР со своим распределением мышечных сил в суставах и своим потоком энергии едоль тела метателя. Проводилось совместное изменение моментов приложения максимумов мышечных сил на туловище ( АТ2) и плече (АТ|) относительно базовой попытки (А Т^ = А Т2 = 0). Упорядочивание структуры движений многозвенной системы тела метателя происходит через снижение вариативности моментов приложения мьнеч-ных сил, поскольку по мере приближения к глобальному максимуму периметр изотах уменьшается.- Соответствующие изменения величины потока энергии при варьировании 6, Т^ и А также имеют выраженный глобальный максимум, совпадающий с глобальным максимумом скорости вылета копья. Приведенные факты дают биомеханическое обоснование сделанному ранее другими авторами (А.А.Новиков, Н.Г.Сучилан) выводу о том, что до мере совершенствования движения изменение вариативности в двигательных действиях имеют форму "воронка", которая сужается по мере роста спортивного мастеретяа и результативности.

Исследование отношений между элементами биомеханической системы тела человека при двигательном исполнении упражнений было естественно связать с исследованием распределения управляющих функций между различными уровнями систем управления движениями. Обобщение полученных нами и другими авторами (Н.Д.Бернштейн, 1947,

1951; М.Б.Беркенблит, А.Г.Фельдман, И.М.Гельфанд, 1986; С.В.Адамович, А.Г.Фельдаая, 1984) фактов привело к выдвижению трехуровневой системы управления, связывающей волновые процессы управления и исполнения в многозвенных биомеханических системах. Первый уровень задает положение цели и запускает движение. Второй уровень межсуставного взаимодействия определяет задания для отдельных суставов. Третий уровень осуществляет движение, определяя усилия мышц конкретного сустава. В соответствии с гипотезой цитируемых выше авторов, координационное управление мышцами отдельного сустава осуществляется на основе волнового распространения возбуждения до линейно упорядоченному нейронному ансамблю. Финальное положение волнового фронта тоническою возбуждения нейронов ансамбля определяет конечное положение соответствующего звена конечности, в го время как Еолновая скорость обусловливает скорость механического движения. Выходной нейрон (или их группа) при активации осуществляет дискретное изменение команды. Эффекты активации последовательных нейронов суммируются. Момент инициации волны, ее скорость, конечное положение фронта волны задаются другими, более высокими уровнями (2 уровнем в нашей модели). В рамках предложенной волновой модели определены две команды - реципрокно-сти, волновая скорость U(t) которой определяет скорость механического движения, и - коактивации, волновая скорость которой V(t) увеличивает жесткость системы во время движения. Прекращение тонической активности выходных нейронов осуществляется лишь в процессе центрально инициируемого движения фронта волны. С другой стороны, выявленное нами волновое движение звеньев тела в ходе выполнения упражнений определяет дяя управляющих систем необходимость формирования соотносительного движения звеньев, а значит -основной акцент этой задачи падает на второй уровень управления. Тем самым преимущественно управление происходит в структуре ыно-

гозвенного движения не абсолютным движением звеньев, а ах перемещением относительно друг друга. В обеспечении этой работы ваяную роль играют функциональные синергии - совокупность однозначно функционирующих элементов контура управления двигательным актом (О.Г.Чораян, 1977). Отсюда 2 уровню управления должны быть переданы следующие функции: I. (£) и д.ЯГ- СЬ)» т.е. изменение волновых скоростей команд реципрокности а коактивации в 1-ом суставе; 2. к (•{:) и Л^ (1), т.е. процессы возбуждения и прекращения тонической активности выходных нейронов; 3. - и._( (-Ь) и V» Й) -V'., ("Ь), т.е. соотношение развития скорости и момента силы в соседних двигательных подсистемах; 4. ^»[ы^) - Ц^ Ш] и ^и \Viii)- , т.е. соотношение процессов Еозбужденая

с 4-Н хИ

и торможения в соседних двигательных подсистемах; 5. хц и IV -моменты начала распространения волновых фронтов в системе управления третьего уровня; 6. "Ьц я - моменты окончания этого распространения. В нейронном ансамбле системы второго уровня имеют представительство не нейроны, управляющие мышцами, а нейроны, контролирующие положение отдельных суставов. Изменение скоростей распространения дМ{(1:) я Д определяется предисторией по-

строения движения, окажем, от опорных звеньев к верхним. Если целевая функция движения не достигается или имеются затруднения в ее реализации, то это для исполнительных механизмов - мышц корректируется на втором уровне управления за счет функций I и 3. В этом управленческий смысл упомянутого ранее явления "компенсаторной приспособляемости". Существенно, что при волновом построении двигательных действий анализ информации по системам обратных связей нервной системы происходит на втором уровне управления только во временной области и по соотношению величин волновых скоростей команд реципрокности и коактивации, т.е. нейронные сети осуществляют только операцию алгебраического сложения, что увеличивает

быстродействие системы. Этим и объясняется описанное выше преобладание в 3-5 раз скоростей волнового переноса энергии над скоростями перемещения звеньев. Для более эффективного освоения координации движений человека система обратных связей, задаваемых извне, должна организовываться по разностям скоростей движения звеньев тела. Функциональная синергия системы управления должна, естественно, формировать и двигательную синергию в системах исполнения (мышцах). Под двигательной синергией понимается четкая согласованность движений частей тела при решении моторных задач. Синергии - своеобразные блоки, из которых складывается движение (В.М.Ахутин и др., 1981). Тем самым устанавливается общий для всех звеньев ритм движения и соответствующие фазовые соотношения в их относительном перемещении.

Осуществление двигательной реакции на измененные условия предметной среда является прежде всего задачей систем управления движениями. Первый отклик на эти изменения возникает на нижних уровнях управления (3-й), т.е. гам, где происходит управление длиной и силой сокращения мышц. Это потому, что предметная среда может наложить либо геометрические, либо силовые ограничения на движение. в силу обратной афферентации произошедшие изменения касаюа>-ся и второго уровня управления, и прежде всего - функций I, 2, 5, 6. Это вынужденное частичное изменение в управлении, связанное с изменением условий движения контактирующего с предметной средой звена или нескольких звеньев, мы назвали функциональной искусственной синергией. Искусственной - потому, что здесь нарушено многоуровневое построение управления от высших уровней к низшим (Н.А.Бернштейн, 1947). В этом случае происходит перестройка управления на всех уровнях в обратном порядке: от каких-то зафиксированных, навязанных средой функций управления низшего уровня -к изменениям на других уровнях. Поскольку контактирующее звено

находится в составе кинематической цепи тела человека, то последующее изменение управляющих функций касается преяде Есего управления относительным движением всех звеньев в кинематической цепи. В этом случае изменения долены коснуться на втором уровне функций 3 и 4. Эти изменения названы выработкой функциональной компенсаторной синергии. Если цель двикения не изменяется, то ыоено ожидать, что функции первого уровня управления останутся прежними.

Если изменения свойств предметной среда будет задано целенаправленно, то вполне определенной будет сформирована функциональная синергия, а на ее основе - двигательная, а значит - движение с необходимым набором свойств. Этот взгляд определил третье направление нашего исследования.

Упругие рекуператоры энергии. Усилению прежде всего системоор-гаяизующего процесса - передачи энергии вдоль тела спортсмена -способствуют новые тренировочные приспособления - упругие рекуператоры энергии (УРЭ). Биомеханическими исследованиями и педагогическими экспериментами обоснованы различные их модификации. I. УРЭ типа "искусственная мышца". Для применения в беге УРЭ устанавливается параллельно икронокной мышце, а значит УРЭ работает как двухсуставная'мышца. В предварительном эксперименте (и = 2 ,кмс, 20 лег) проведено сравнение теоретических расчетов с реальными показателями экономии метаболической энергии (газоанализ). Показано, что расчетная экономия энергии за счет передачи ее от звена к звену составляет 8,8%, реальная экономия - 7,0$. Значения достаточно близки друг другу, на основании чего делается вывод, что экономия энергии при беге с УРЭ определяется преимущественно передачей ее от звена к звену. В первом педагогическом эксперименте (и = 12, к.м.с. я м.с., 18-28 лет) с бегунами на средние и длинные дистанции ставилась задача определения эффекта от применения УРЭ в коротком периоде - 3 недели (острое воздействие). Мак-

симальная ЧСС в беге снизилась на 3-5%, средняя ЧСС на дистанции 3-6,Ъ%, пульс - суша восстановления за 3 мин. - на 7,5-11,6$. Тестирование времени пробегания одною из тренировочных отрезков (60С м) доказало, что в экспериментальной группе средний, результат снизился с 96,9+0,75 с до 95,5+0,71 с (Р с 0,05). В контрольной с 96,9+0,68 с до 96,4+0,53 с (Р У 0,05). Мекгрупповие различия недостоверны. Второй педагогический эксперимент (и = 8, к.м.с. и м.с., 18-21 лет) бил посвящен отработке методических приемов индивидуализированной подготовки высококвалифицированных бегунов на средние дистанции. Индивидуализация заключалась в подборе величины жесткости УРЭ, объеме пробегания тренировочных отрезков (300-600 м), скорости пробегания - 85-90% от максимальной соревновательной. Отмечены положительные изменения в биохимических показателях и улучшении результативности у участников экспериментальной группы (Р < 0,05). В контрольной группе этого не наблкн дается. 2. Воздействие УРЭ на биомеханическую цепь. 2.1. Велоспорт. При велосипедном педалировании мезду рамкой под седлом и педалью укреплялись резиновые шнуры. При движении недали вперед-вниз происходит растягивание УРЭ. Мышцы передней поверхности бедра преодолевают дополнительное сопротивление, электрическая активность четырехглавой мышцы возрастает в среднем на 8,3%. Основное действие УРЭ сказывается при движении педали в направлении назад-вверх, приводя к возрастанию скорости двшения педали. Интегрированная электроактивносгь двуглавой мышцы бедра возрастает в среднем на 13,2/6. Двуглавые мышцы бедер работают более активно и е более импульсном режиме (по сравнению с фоном время работы мышцы снижается). При этом электрическая активность второстепенных мы^ц падает. С УРЭ годограф скорости движения педали становится более плавным. Первый педагогический эксперимент (п = 20, 1-2 разряд, 13-14 лет) длительностью 3 месяца проводился с

целью проверки того, какая из трех энергетических систем - фосфа-генная, глпколитическая или кислородная - лучше реагирует на воздействие УРЭ. Показано, что посредством УРЭ осуществляется воздействие на аэробные возможности спортсмена. За исследованный период получен достоверный прирост результатов в экспериментапьной группе на соревновательных.дистанциях 3, 10, 15, 20 км. Второй педагогический эксперимент (и = 20, к.м.с. и м.с., 25-26 лет) проводился в течение 6 месяцев в период подготовки к основных стартам сезона. Измерение параметров внешнего дыхания убедительно показало, что УРЭ обеспечивают формирование такой система двигательных действий велосипедистов, которая отличается более экономичным выполнением нагрузки заданного объема и интенсивности (достоверное уменьшение потребления кислорода: до -4260+48, после -4190+51 мл/мин, ЧСС: до -I95+I.2, после -I90+I.5). Показано, что спортсмены экспериментальной группы достоверно улучшили свои личные достижения в индивидуальных видах программы (4 км гонка преследования и 25 км раздельного старта на шоссе). 2.2. Тяжелая атлетика. УРЭ использовались в тренировочных занятиях тяжелоатлетов, располагаясь на спине с тем, чтобы помогать разгибателям спины. В этом случав с помощью УРЭ удается уменьшить длительность начальных Заз классических тяжелоатлетических упражнений, добиться увеличения скорости подъема штанги. Во вспомогательных упражнениях воздействие УРЭ проверялось в двух режимах - убывающей помощи (РУЛ) (резиновые тяги УРЭ сокращались при подъеме штачги) и возрастающего сопротивления (РВС) (тяги УРЭ растягивались при подъеме штанг^У! Исследовались (и = 2, м.с., 34 года) упражнения жим лежа и тяга становая. Было показано, что в обоих упражнениях изменяется структура ДЕИгатольных действий и скорость движения штанги, что позволяет направленно формировать необходимую ритмо-скоросткую структуру движения. В педагогическом эксперименте (и = 18, I расряд,

к.м.с., м.с., 17-22 года) ставилась задача повышения скоростно-силового потенциала. За счет применения УРЭ в РУП и РБС. Показана большая эффективность РУП для решения указанной задачи. 2.3. Метание копья. Целью экспериментальных исследований (и = 2, м.с., 35 лет) была проверка возможности увеличения скоростей движения звеньев и копья (и шарика - во вспомогательных упражнениях) за счет применения УРЭ. Показано, что с УРЭ удается решить не только задачу увеличения абсолютных скоростей движения снаряда (6-7$) и ЗЕеньев (3-5$), но и - увеличить относительную скорость движения звеньев (3-6%), усиливая тем самым волновые энергетические процессы в метании копья. 3. Воздействие УРЭ на многозвенную систему тела спортсмена. В качестве исследуемого средства воздействия на спортсмена выбиралась упругая связь, приложенная к телу спортсмена по вертикали. В этом случае вариативность воздействия можно осуществлять двумя способами: изменением величины тягового усилия за счет растяжения упругого шнура связи и изменением коэффициента упругости связи (закрепление параллельно имеющемуся резиновому шнуру еще одного или нескольких). В ходе экспериментальных исследований (я = II, м.с., 18-21 год), цель которых состояла в изучении влияния упругой тяги на процессы рекуперации энергии при беге, было показано, что изменение величины тягового усилия влияет в большей степени на рекуперацию энергии за счет ее перехода из потенциальной в кинетическую и обратно (до 7%). Изменение же коэффициента упругости связи в большей степени влияет на рекуперацию за счет передачи энергии от звена к звену (4,5$). В другой серии экспериментов (п= 6, м.с. и м.с.м.к., 20-25 лег) проверялись кинематические и энергетические следствия воздействия вертикальной упругой связи на бегунов-средневиков при выполнении ими бега на рекордной скорости (6,35 м/с) до отказа. Отмечено, что коэффициент рекуперации энергии возрастал со временем бега (фон - 17,7$,

- '¿Ь -

2-я минута 10.4, 8-я - 18.5, 12-я - 24.65»). И это все при достоверно более низких (до 12%) параметрах внешнего дыхания по сравнению с обычным бегом на той не скорости, при этом ваяно, что такое время бега (12 минут) на рекордной скорости в обычных условиях ни один спортсмен не мог выдержать.

Положительные эффекты воздействия УРЭ на спортсменов различной специализации сохраняются и в попытках ближайшего последействия. В зависимости от числа тренировочных занятий новый навык может сохраняться от нескольких дней до нескольких недель. В работе представлены основные методические особенности использования УРЭ в подготовке бегунов на средние и длинные дистанции.

Покрытия, снаряды а инвентарь для реализации упраатязддх воздействий в опорных взаимодействиях. Помимо волновых процессов, описанных выше, эффектов, изложенных в выводе 14, в теле человека

' У

в ходе выполнения упражнений наблюдается распространение продольных и поперечных волн, особенно характерное для опор*шх взаимодействий. Проводилось экспериментальное их исследование (и = 13, к.м.с., м.с., 15-21 год). Величина потока энергии, перекосх;мого этими волнами, пропорциональна квадрату амплитуда еолнк и квадрату ее частоты. Амплитуды продольных волн в 1.5-2 раза больше амплитуд поперечных волн, а частоты имеют обратное соотношение. Поэтому в системе "покрытие - спортивная обувь" выгодно гасить продольные еолны за счет уменьшения их амплитуды (улучшение амортизационных свойств), а поперечные - за счет уменьшения их высокочастотных составляющих (улучшения амортизационных и гистерезисных свойств). В основу проектирования опорных систем "покрытие-обувь" должна быть заложена идея: ударные волны в теле человека при движении должны быть распределены так, чтобы в области тела, которую надо предохранить от воздействия ударных нагрузок, находился узел поперечной ударной волны. Соответствующее соотношение для расчета

частоты - в выводе 15. Поскольку частотные свойства опорных систем связаны с их кесткостныш характеристиками, можно оценить необходимые (по двигательной задаче) упруго-вязкие свойства этих систем. В зависимости от задач тренировки эти свойства должны изменяться. Предложено для этого пневматическое покрытие (ПП), упругость которого можно оперативно изменять от 0 до 20-10^ н/м. Педагогические эксперименты, проведенные с прыгунами в длину и тройным (и = 16, I, 2 разряд, 18-20 лет), (и= 8, к.м.с. и м.с., 20-28 лет),выявя-ли ряд положительных следствий использования ПП (вывод 17 плюс рост вертикальной (на 4-6$) проекции скорости, плюс уменьшение изменения горизонтальной (на 3-4%) скорости набегания за опорный период). Это определило рост спортивных результатов у спортсменов разной квалификации. Били также проведены биомеханические исследования и педагогические эксперименты (и = Ц, м.с., 24-30 лет) по использованию Ш в прыжковых видах и УРЭ "искусственная мышца" в беговых видах в процессе подготовки высококвалифицированных десятиборцев. Показано, что средний результат в сумме после 8-месячного тренировочного периода сказался достоверно (р <0,05) выше в экспериментальной группе (7465+281) по сравнению с контрльной (7272+349). В работе акцентированы основные методические особенности использования ПП в подготовке прыгунов в длину, тройным и многоборцев. В диссертационной работе сделаны теоретические оценки частотных свойств и упругих характеристик трамплина для прыжков в воду в зависимости ог биомеханических особенностей двигательных действий на трамплине прыгуна в воду. Также сделаны теоретические оценки необходимих параметров упругих элементов, вводимых в конструкцию спортивных саней, для снижения в процессе спуска с горы "элективных" коэффициентов трения скольжения, а значит - увеличения (до 5%) скорости спуска. Экспериментально (и = 12, I разряд, к.м.с., м.с.) было доказано, что при использовании коньков с упру-

гими чашечками достоверно улучшается результат в беге на 1500 м на 0,5-0,8 с.

Спортивный инвентарь и снаряжение, усиливающие эффекты передачи энергии в теле спортсмена. Предложены конструктивные решен^Ц;;

V ■ \

УРЭ для велосипедистов и бегунов, пригодные для промышленного производства.

Спортивный инвентарь защитного действия. С целью сникения ударных нагрузок на спортсмена в процессе тренировок в боксе предлагается к использованию пневможилет, пневмошлек и пнеЕМобанда*. В эти элементы экипировки введены измерительные системы, позволящие

оценивать силу ударов, их частоту и темп, число правильных и запрещенных удароЕ. Для легкоатлетического бега, прцЕков, игровых

видов спорта предлагается пневмообувь и обувь со встроенным рекуператором.

Спортивная одежда, перераспределяющая нагрузки на тело и звенья тела спортсмена. Предназначена для снятия излишне высоких локальных силовых нагрузок за счет упругих рекуператоров типа "искусственная мышца", которые за счет соединения их по принципу многосоставных мышц передают силовые воздействия от перегруженного зЕена на ряд других. Приведены примеры экипировки для тяжелоатлетов и горнолкаников.

Тренажерно-моделирующие комплексы (ИК). Воздействие предметной среда на спортсмена может быть реализовано через его взаимодействие с различными тренажерными устройствами. Управление этим процессом идет через задание характеристик, свойств и режимов функционирования тренажеров, т.е. через создание условий физического моделирования (что определило использование известного в бионике термина ТМК) двигательных действий. Особенностью разработанных нами тренажеров является воспроизведение в юс условиях целостно- • го выполнения упражнений и усиление тех системных процессов в дви-

нениях, которые ему присущи. Разработаны инструкции ТМК для:

- автоматизированного изменения упруго-вязких характеристик предметной средн. Основная идея ТМК этого рода: изменение скоростных и силовых режимов взаимодействия с предметной средой должно сохршшть или усиливать основные сисгемоорганязующие процессы в движениях спортсмена;

- совершенствования резонансного взаимодействия спортсмена с предметами внесшей средн. Делается это через формирование спектрального состава опорных взаимодействий, усиление рекуперационных свойств двигательных действий за счет волновой передачи энергии

в системе "спортсмен - предметная среда";

- совершенствования управляющих функций мышц-спортсмена. Известно, что управление движениями развивается как обмен информацией между управляющей системой (ЦНС) и управляемой (двигательный аппарат). Когда организуется предметная среда, движение строится как компенсаторная синергия. Отсюда мышечные ощущения и ограничения проявлений действий мышц также оказывается управляющим воздействием на функционирование внутренней системы управления движениями. Основная идея ТМК в этом случае состоит в том, что появляется внешняя система управления. Конструктивное решение ТМК предназначено для оптимального сочетания внутренней и внешней систем управления, что позволяет добиться требуемых изменений в двигательных действиях спортсмена;

- совершенствования техники движений спортсмена. ТМК данного рода направлены на формирование и совершенствование координационных возможностей спортсменов, усиление колебательных и волновых процессов, обеспечение выполнения упражнений в заданном диапазоне изменения биомеханических параметров и с учетом тенденций их изменения с ростом спортивных результатов.

Формирование движений в условиях предаетной среды. Прежде все-

го должны формироваться необходимая последовательность вовлечения звеньев в целостное движение. Для этого и предлагается организация обратной связи на разности скоростей движения звеньев или другим путем - в тренажерно-моделирующем комплексе, который позволяет задавать фазовый состав упражнения, а тем самым - нужную последовательность работы звеньев, создавая яря этом управляющие воздействия на отдельные мышечные группы в рамках логических фаз упражнения с тем, чтобы в этих фазах мышечные группы при работе не разрушали целевой функции целостного упражнения. Через фазовые соотношения формируется ритмическая основа волнового движения звеньев. Это наиболее простая для обучаемого задача, поэтому через указанные методические средства и связанные с ними методические приемы реализуется принцип доступности обучения. Правило "от простого к сложному" реализуется при последующем нарабатываняи скоростного режима выполнения упражнения в рамках установленных фазовых соотношений и при формировании силового потенциала мышц, который только и может обеспечить необходимый ритмо-скоростной режим выполнения упражнений.

За счет использования обратных информационных связей реализуется принцип наглядности обучения. И опять же нал подход связан с целостным характером выполнения упражнения. Например, для прыгунов в длину разработано устройство, которое дает спортсмену разрешение на прыжок, если скорость набегания его на планку и угол постановки опорной ноги соответствуют определенным значениям. Если это не выполнено - попытка не рекомендуется к выполнению. Это рдо-собствует тому, что для формирования полноценного представления обучаемый должен не только увидеть, но я почувствовать особенности изучаемого действия, сформировать двигательное представление о

п

нем в рамках планируемой для него кинематики выполнения упражнения.

Как уже говорилось выше, в условиях предметной среда движение

формируется как функциональная и двигательная компенсаторные синергии. Тем самым при формировании движения идет управление меньшим числом параметров, а это обеспечивает большую доступность обучения. В случае навязанных части звеньев тела условий движения (искусственная синергия) спортсмену легче приспособиться, чем, если бы не было заданных условии предметной среды, формировать полностью систему управляющих действий. Обладание компенсаторных движений меньшим числом степеней свободы позволяет реализовать принцип "доступности обучения" и правьла "от простого к сложному". Тренировка в заданных условиях предметной среды - это организация последовательно и повторно развивающихся откликов на детерминистически повторяющиеся события Енепшего мира. Поэтому здесь основной метод тренировки - метод повторного упражнения. В этом случае реализуется также принцип "систематичности и последовательности". При обучения в условиях предметной среды особенно важна сознательная и активная двигательная деятельность обучаемого, поскольку здесь необходимо выработать и закрепить нужную двигательную реакцию целостного движения на заданные условия предметной среды.

Формирование ритмо-скоростной основы двигательного навыка должно сопровождаться скоростно-силовой тренировкой всех мышечных групп, участвующих е движении. В скоростно-силовую подготовку следует включать специально-подготовительные упражнения, характер и ритмо-скоростной режим которых соответствует основному соревновательному упражнению с планируемым результатом.

При формировании движений в условиях предметной среда существует проблема перехода от тренировочных упражнений, которые применяются в условиях среды, к соревновательным, т.е. выполняемым в обычных стандартизированных условиях. Это в педагогическом процессе подготовки решается путем сочетания тренировочных средств, предложенных нами, и обычно используемых средств подготовки. По

мере закрепления навыка в предметной среде объем тренировок в ее условиях снижается, а объем тренировок в обычных условиях повышается. Использование средств предметной среды прекращается за 3-7 дней до старта, чтобы выступление спортсмена происходило на фоне следовых явлений воздействия указанных средств. 1

Синергетика биомеханических систем, т.е. теория самоорганизации открытых диссипативных нелинейных биомеханических систем как новое научное направление обосновывается в работе через обсуждение принципа подчинения и принципа конкуренции мод с позиций управления движением - искусственная и компенсаторная синергии и исполнения движения в многозвенной системе - волновые, системообразующие процессы.

ВЫВОДЫ

I. В методологическом плане формирование и совершенствование движений в условиях предметной среды - это активная приспособительная двигательная деятельность человека в системе "человек -предметная среда". Изменение свойств предметной среды приводит к тому, что для движения части его тела создаются ограничения, подстройка под которые есть организация искусственной функциональной и двигательной синергий. Двигательная реакция всей многозвенной системы тела человека на измененные условия выполнения движения формируется как компенсаторная синергия. Это обеспечивает: "

- уменьшение числа параметров управления в многозвенной системе тела человека, а значат облегчение задачи обучения, формирования движений;

- уменьшение избыточного числа степеней свобода в системах исполнения движений, а значит улучшение условий для их совершенствования;

- реализацию принципа опережающего развития систем управления движениями по отношению к системам двигательного исполнения;

- детерминирование свойств и параметров движения, которые зависят уке от взаимодействия в системе "спортсмен - предметная среда", а значит могут направленно формироваться.

2. Для выявления биомеханических закономерностей формирования и совершенствования спортивных движений разработаны и адаптированы известные вычислительные методики, позволяющие определять индивидуальные особенности технических действий, выявлять новые элементы техники и анализировать направленность изменения показателей спортивных управлений под действием различных условий их выполнения.

3. Определены тенденции изменения основных биомеханических параметров движения в зависимости от роста результативности в ряде видов спорта. Выявленные -закономерности служат средством контроля направленности воздействий предметной среда на спортсмена, поскольку последняя при взаимодействии с ней спортсмена не должна ухудшать роста результативности двигательных действий спортсмена в упражнении его специализации.

4. Исследование экстремальных условий двигательной деятельности показало, что одним из системообразующих факторов в движении многозвенной системы тела человека является процесс рекуперирования механической энергии, причем определяющим в нем является пе-

«

ренос механической энергии от звена к звену.

5. Разработана теория волновых процессов передачи энергии в многозвенных биомеханических системах (теле спортсмена).

Показано, что:

- распространение волнового движения определяет программу и прежде всего - последовательность включения отдельных мышечных групп в выполнение двигательного акта; тем самым выявлен физический механизм, определя>эщий явление межмышечной координации;

- когда скорость распространения возбуждения в мышце меньше

скорости распространения волни, должны наблюдаться разные режимы функционирования концов мышц; тем самым теоретически обосновано явление внутримышечной координации;

- колебательные процессы в движениях спортсмена обеспечивают основные энергетические поступления в результирующее движение в низкочастотной части спектра, в то время как волновые процессы обусловливают механизм передачи энергии вдоль тела в высокочастотной части спектра и синхронизацию отдельных динамических подсистем (звеньев тела с приводящими их в движение мышцами) в целостное движение для решения двигательной задачи.

6. На основе теории волновых процессов в движениях спортсменов выработаны критерии эффективности двигательных действий спортсмена в целостной структуре движения - величина и пространственное распределение вдоль тела потока передаваемой энергии механического движения и диапазоны волновых параметров (частота, скорос« перемещения волнового фронта, длина волны). Это позволяет резко снизить количество параметров, по которым оценивается спортивно-техническое мастерство,и охарактеризовывать структуру движений

не на уровне отдельных драгментарных движений звеньев, а как целостное двигательное действие многозвенной биомеханической системы тела человека.

7. Проведено экспериментальное определение еслноеых параметров движения е конкретных видах спорта и их изменение с ростом спортивного результата. Показано, что в опорной фазе прыжка в длину осуществляется от звена к звену передача энергии механического движения посредством поперечной волны, которая переносит со скоростями порядка 10-15 метров в секунду вдоль тела до 303$ общей механической энергии, затрачиваемой на вертикальное перемещение тела спортсмена. Увеличение величины передаваемой энергия сопровождается ростом спортивного результата. При метании копья

показало, что доля перенесенной со скоростью 10-20 м/с вдоль тела энергии механического движения составляет для попыток метателей Еисией квалификации (63-75/&). Рост потока энергии сопровождается ростом спортивного результата. Установлено, что биомеханические черты рациональности двигательных действий с позиций волновой теории: монотонный рост скорости волнового фронта вдоль тела спортсмена, рост вклада высокочастотных составляющих энергобаланса, отсутствие "стоков" энергии ("слабого" звена в координационной структуре двигательных действий).

8. Рассмотрение механизмов управления движениями с позиций развитой теории волновых процессов в движениях человека привело к объединению в рамках единой гипотетической модели механизмов управления, построенных на волновом возбуждении активности нейронов, управляющих сокращением ¡¿ышзчных волокон в нейронных сетях трехуровневой управляющей системы, и механизмов исполнения - сокращение ¡.шеечных структур - автоволнового и автоколебательного.

Введение подобной гипотетической модели имеет несколько практических следствий:

- формирование и совершенствование технического мастерства -процесс воздействия как на системы управления движением, так и на системы исполнительных органов (мышц), причем определяющей в этом случае является задача координации управляющих систем;

- существенное значение в формировании движения имеет изменение относительной скорости волнового распространения возбуждения по некронным ансамблям различных звеньеЕ, в этой связи для более эффективного освоения координации в теле человека система внешних обратных связей при обучении спортивной технике должна организовываться по разностям скоростей движения звеньев тела;

- введение упругих рекуператоров энергии в одно из звеньев многозвенной системы тела человека является управляющим воздействием

не только на изменение режима функционирования мышц, управляющих движением звена, но и стимулом координационной перестройки управления движением звеньев всей многозвенной системы.

9. На основе разработанной модели с распределенными параметрами в рамках прямой задачи механики рассчитываются рациональные варианты техники выполнения метания копья для конкретных спортсменов, обеспечивающих достижение глобального максимума скорости вылета копья. Показано, что глобальный максимум величин энергии, перенесенной посредством волнового процесса от опорных звеньев к копью, совпадает с глобальным максимумом скорости вылета копья.

На основе разработанной модели, в которую закладываются исходные данные о кинематике выполнения метания конкретным спортсменом, можно рассчитать для него фазовый состав двигательных действий, обеспечивающий ему при имеющемся силовом и скоростно-силовом потенциале достижение максимального спортивного результата.

10. На примере метания копья показано, что рост скорости вылета спортивного снаряда при изменении фазовых сдвигов во времени моментов приложения максимумов усилий разных мышечных групп в хот де выполнения упражнения возможен только при уменьшении вариативности таких фазоЕых изменений, т.е. большим координационным упорядочиванием движения. Максимальный результат у спортсмена с данным уровнем физической подготовки может быть обеспечен при определенных, однозначных фазовых соотношениях в технике выполнения упражнения. Тем самым биомеханически обоснован ранее наблюдаемый "феномен воронки".

11. Проведено ранжирование видов спорта по степени зависимости спортивного результата в них от свойств спортивного инвентаря. Это монет служить основой для технико-экономического обоснования направленного развития исследований в области спортивного инвентаря и развития индустрии производства отечественного инвентаря

и оборудования.

12. Исследование биомеханических закономерностей движений спортсменов в условиях предметной среды, в качестве которой можно рассматривать спортивный инвентарь и оборудование, тренировочные приспособления, тренажеры, показывают, что оптимизацию характеристик предметов среда следует проводить таким образом, чтобы они способствовали реализации нескольких эффектов:

а) Для инвентаря и оборудования в видах спорта, в которых существенно влияние опорного взаимодействия на результат движения (легкоатлетический бег, спортивная гимнастика, акробатика, прыжки в длину с разбега, прыжки в высоту, тройной прыжок, прыжковые вида легкоатлетического многоборья, спортивные игры, спортивная ходьба, прыжки на батуте).

Биомеханические требования:

- частотные характеристики опоры должны быть такими, чтобы распределение узлов и пучностей ударных волн в тела спортсмена создавали условия для уменьшения травмирования суставных сочленений и внутренних органов;

- упругость опоры должна быть такой, чтобы способствовать максимально возможному процессу волнового переноса энергии от опорных звеньев к общему центру масс;

- величины упругости опоры должны обеспечивать условия резонансного взаимодействия спортсмена с опорой;

- в процессе опорного взаимодействия должно сформироваться движение, биомеханические параметры которого для плакируемого спортивного результата соответствуют или превышают заявленные для данного вида спорта тенденции изменения параметров движения с ростом результативности выполнения соревновательных упражнений.

б) Для инвентаря и оборудования в видах спорта, в которых существенно влияние на спортивный результат условий взаимодействия

спортсмена со спортивным снарядом (прыжки с шестом, стрельба из лука, теннис, настольный теннис, метание копья, спортивная гимнастика, тяжелая атлетика, хоккей на льду, хоккей на траве).

Биомеханические требования:

- обеспечение соответствия или по крайней мере пересечения частотных диапазонов колебаний биомеханической системы или цепи спортсмена, контактирующей со спортивным снарядом, и самого снаряда;

- амплитудные параметры механических величин при взаимодействии не должны превышать физиологический и биомеханический диапазоны (адаптацию биологической системы), при которых возмогши необратимые изменения, (условие механической толерантности тела спортсмена);

- в процессе взаимодействия со спортивным снарядом должно сформироваться движение, биомеханические параметры которого для планируемого спортивного результата соответствуют или превышают выявленные для данного вида спорта тенденции изменения параметров движения с ростом результативности выполнения соревновательных упражнений;

- в игровых видах спорта упруго-вязкие характеристики спортивного инвентаря должны обеспечивать максимально возможную скорость

полета мяча, шарика или шайбы при данном уровне технической и физической подготовки спортсменов.

13. Разработан, биомеханически и педагогически обоснован новый класс тренировочных приспособлений - упругие рекуператоры энергии (УРЭ). Действие их основано на усилении процесса передачи энергии между звеньями тела спортсмена.

Использование УРЭ в целом ряде видов спорта с преимущественным проявлением выносливости (велоспорт, бег на длинные и средние дистанции, бегоЕые виды легкоатлетического многоборья) показало, что тренировки с УРЭ имеют ярко выраженные общие закономерности,

заключающиеся в снижении пульсовой стоимости работы на 5-10 ударов в минуту, уменьшении метаболических энергозатрат на 5-7% по сравнению с обычными условиями выполнения упражнений при работе одного и того же объема и интенсивности. Показано, что под действием УРЭ происходит более мощная и концентрированная работа ведущих мышечных групп в ходе движения, падение активности второстепенных мышц, не участвующих в выполнении упражнения. Систематиче-. ское применение УРЭ в мезациклах различной длительности (наименьший 3 недели) позволяет добиться результативности со статистически значимым (Р <0,05) групповым изменением.

Использование УРЭ в скоростно-силовых видах спорта (тяжелая атлетика, метание копья) позволяет решать задачу увеличения скорос-• ти движения звеньев тела человека и спортивного снаряда в ходе выполнения основного и специально-подготовительных упражнения, предохранение от травматизма, повышения спортивного результата.

14. В процессе опорного взаимодействия в двигательных действиях спортсмена существенны- два физических эффекта - резонансное взаимодействие с опорой и волновой процесс передачи энергии от звена

к звену в теле спортсмена.

Резонансное взаимодействие обеспечивает усиление энергетики движения тела спортсмена в результате взаимодействия с упругой опорой или опорной поверхностью в узком диапазоне коэффициентов упругости опоры. Процесс передачи энергии от звена к звену монотонно уменьшается с ростом упругости опоры. Б связи с этим рекомендуемые величины упругости опор и опорных поверхностей должны задаваться в различных видах спорта такими, чтобы обеспечить оптимальное сочетание названных физических эффектов (по критерию требуемого кинематического следствия опорного взаимодействия).

15. При взаимодействии с упругой опорой происходит тренировка пассивных компонентов мышц, сухожилий и активная проработка контр-

актилыюго компонента. При взаимодействии с твердой опорой происходит тренировка преимущественно контрактильного компонента и сухожилий. При опорных взаимодействиях изменение упругих характеристик предметной среды является фактором, определяющим более полное развитие мышечных структур опорно-двигательного аппарата.

16. Проведено биомеханическое обоснование частотных сеойств опорных поверхностей, являющихся системой "обувь-покрытие".На основе данных о распространении ударных продольных и поперечных волн в теле бегунов в опорный период экспериментально обнаружено, что для продольных волн в теле бегунов на средние дистанции высокой квалификации при скоростях бега от 3 до 6 м/с:

- характерные частоты находятся в диапазоне 35-60 гц;

- скорости распространения в диапазоне 25-50 м/с;

- длины волн в диапазоне 0,6-1,1 м;

для поперечных волн:

- характерные частоты (i ) находятся в диапазоне 50-65 гц;

- скорости распространения (V) в диапазоне 25-50 м/с;

- длины волн (Л) в диапазоне 0,6-1,1 м.

Предлагается определять требуемый диапазон частотных свойств системы "обувь-покрытие", исходя из задаваемого, оптимального для спортсмена распределения пучностей и узлов волн в теле спортсмена для задаваемого диапазона скоростей движения, на осноЕе соотношения J = V/Д .

17. Биомеханически и педагогически обосновано применение пнев-мопокрытия (ПП) в подготовке прыгунов в длину и тройным. Пок451Ао, что ПП изменяет динамику отталкивания от опоры, что отражается "в уменьшении в 1,5-2 раза пика ударной нагрузки на опорно-двигательный аппарат спортсмена, уменьшении у части испытуемых времени опоры. В кинематике движения прыгуна в период отталкивания от опоры" наблюдается увеличение вертикальной скорости вылета и более высо-

кое прохождение ОЦМТ над опорой. Доказано, что ПИ способствует росту эффективности мышечной работы; коэффициент эффективности возрастает до 36,6$ против 23,4$ на стандартном покрытии. Показано, что использование ПП в учебно-тренировочном процессе прыгунов в длину и тройным позволяет повысить их спортивные результаты в большей степени, чем у спортсменов, не использовавших ПП за счет увеличения в 2-3 раза объема прыжков с полного разбега при неизменном общем объеме тренировочной работы.

1В. Биомеханически обоснованы пути совершенствования механических свойств спортивного инвентаря следующего назначения:

- трамплин для прыжков в воду. Показано распределение собственных частот колебаний в системе "спортсмен-трамплин". Получены зависимости влияния соотношения масс спортсмена и трамплина, соотношения упругих характеристик доски и опорно-двигательного аппарата спортсмена на изменения величин собственных частот. С учетом этих зависимостей можно рассчитать упругие свойства различных на разных этапах подготовки трамплинов с целевой направленностью на максимализацию скорости отрыва спортсмена от доски;

- спортивные сани. Показано, что использование вибрационных эффектов при движении саней за счет введения различных модификаций упругих элементов в их конструкцию позволяет повысить скорость прохождения дистанции.

19. Даны предложения по устройствам спортивного инвентаря и снаряжения для бегунов, акробатов, велосипедистов, усиливающих эф|екты передачи энергии в теле спортсменов; инвентаря защитного действия для боксеров, бегунов, прыгунов в длину и тройным, спортсмене Е-игроЕкко в; спортивной одежды для тяжелоатлетов и горнолыжников, перераспределяющей нагрузки на тело и звенья тела спортсмена. Предложенные устройства предназначены для создания комфортных условий выполнения спортивных упражнений при повышении

их скоростных, силовых и энергетических показателей, снижения риска травматизма, для усорения посттравматической реабилитации в условиях активной двигательной деятельности.

20. Предложены конструкции тренажерно-моделирущих комплексов, предназначенных для совершенствования двигательных действий спортсменов, концептуально отличающиеся от существующих тренажерных систем тем, что тренировка на них основана на принципах физического моделирования выполнения целостного упражнения с использованием выявленных биомеханических закономерностей и оптимизационных критериев.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. A.c. 546355 СССР МКИ А63 C0I/24. Коньки /И.П.Ратов, В.В.Кузнецов, Г.И.Попов, В.А.Орлов (СССР). - J5 2073764/12; Заявл. 04.11.74; Опубл. в Б.И. 197?. - 3 с.

2. Кузнецов В.В., Кольчицкая Т.Н., Попов Г.И. Вынужденные колебания многослойного вязко-упругого полупространства под действием динамических нагрузок // Труда института /Московский автодорожный институт. - М., 1978. - Вып. 153. - С. 65-69.

3. A.C. 622475 СССР МКИ А63 CI9/I0, E0ICI3/00. Легкоатлетическая дорожка /И.П.Ратов, В.В.Кузнецов, Е.А.Петрушин, Г.И.Попов я др. - )Ь 2314133/28-12. Заявл. 09.01.76. Опубл. 1978. Бюдл. И 33. -2 с.

4. A.C. 624646 СССР МКИ А63 В69/00. Автоматизированный спортивный тренажер /В.В.Куэнецов, Ю.Д.Курочкян, Г.И.Попов и др. -^Jjj . 2430039/28-12; Заявл. 16.12.76; Опубл. 1978. Бюлл. № 35. - 3 с,-

5. A.c. 7II7I5 СССР МКИ A6I B5I/I0. Система управления двигательными действиями биологического объекта /В.В.Кузнецов, Г.И.По-яов, Ю.П.Курочкин. - Je 248238/28-13; Заявл. 02.03.74; Опубл. i960. Баял. & 12. - 5 с.

6. Спектральный анализ движений бегуна /И.П.Ь4аракушкин, И.П.Ра-

тов, В.В.Кузнецов, Г.И.Попов 11 Тезисы докладов П Всесоюзной конференции АН СССР по проблемам биомеханики. - Рига: Зинагне, 1979. - С. 25.

7. BioEechanlcal analysis of olynpic weightlifters/ Martiaaov • S.S.,Popov G.I.,Povetkin J.S. et al// Abstracts of 8 laternatio-nal Congross of Biomechanics.-Ifagoya, Japan,1981.-P.9.

8. Степаячев H.C., Попов Г.И. К вопросу о влиянии упругих элементов в коньках на временные и скоростные характеристики бега конькобежцев //Краткие тезисы 71 Всесоюзной научно-технической конференции "Электроника и спорт-УГ'. - М., 1981. - С. 41.

9. Попов Г.И. Исследование гамильтониана, параметрически зависящего от Бремени //Проблемы биомеханики спорта: Тезисы докладов научной конференции. - Каменец-Подольский, I98i. - С. 11-12.

10. Повегкин Ю.С., Попов Г.К., Мартьянов С.С. Прецезионная ме-г годика анализа биомеханической структуры классических упражнений в тяжелой атлетике //Тяжелая атлетика: Ежегодник 1981 /Сост. Ю.А.Сандалов.М.: Физкультура и спорт, 1981. - С. 48-50.

11. Техническая подготовленность олимпийских чемпионов 1980 г. /Черняк A.B., Мартьянов С.С., Подов Г.И., Поветкин Ю.С. //Тяжелая атлетика: Ежегодник I9S2 г. /Сост. Ю.А.Сандалов. - М.: Физкультура и спорт, 1982. - С. 27-30.

12. Ратов И.П., Попов Г.И., Мартьянов С.С. Временная вариативность при моделировании спортивной техники //Тезисы докладов Всесоюзной научной конференции "Механико-математическое моделирование спортивной техники". - гЛ., 1982. - С. 39-40.

13. Белоковский В.В., Кузнецов В.В., Попов Г.И. Биомеханические закономерности обучения спортивным движениям //Сборник итоговых научных материалов Всемирного научного конгресса "Спорт в современном обществе" (Тбилиси, IO-I5 июля 1980 г.). - М.: Физкультура и спорт, 1982. - С. 365.

14. Попов Г.И., Безрукова Л.И., Петров Ю.М. Вопросы точности при кинографировании движений в спорте //Труда 14 Международного конгресса по высокоскоростной фотографии и фотонике. - М.,

1983. - С. 556-558.

15. Попов Г.И. Метод временных трансформант при моделировании и прогнозировании параметров техники спортивных движений //Прогнозирование спортивных достижений в системе подготовки высококвалифицированных спортсменов: Тезисы докладов П Всесоюзной научной конференции (23-26 мая 1983 г.). - М., 1983. - С. 219-220.

16. A.C. 1007076 СССР ЖИ 03В43/0С. Тест-объект для испытаний кино-, фото- и видеоаппаратуры /В.3.Иванов, Г.И.Попов, Ю.М. Петров и др. - № 3347718/12; Заявл. 15.10.81; Опубл. 1983. Бш. №11.-5 с.

17. Ратов И.П., Попов Г.И., Иванов В.В. Некоторые итоги разработки системы комплексного контроля в спорте высших достижений.>; перспективы ее развития //Теория и практика физической культуры. -

1984. - Jü II. - С. 9-12.

18. A.C. 1055527 СССР МКИ А63 B7I/06. Устройство для тренировки спортсменов /С.С.Мартьянов, Г.И.Полое. - й 3329377/12; Заявл. 10.08.81; Опубл. 1983. Бюлл. Л 43. - 4 с.

19. Ратов И.П., Попов Г.П., Усатый В.Г. К вопросу о принципах построения унифицированных стендов для исследования, контроля и коррекции движения //Программированное обучение и технические средства в физическом воспитании и спорте. - Минск, 1984. - С. 65-66.

20. Попов Г.И. Колебательно-волновые процессы в многосуставных движениях тела человека //Актуальные вопросы биомеханики спорта: Межвузовский сборник научных трудов. - Смоленск, 1985. - С.25-30.

21. Кряжев В.Д., Карпов В.Ю., Попов Г.И. Изменение биомеханических и биоэнергетических показателей бега при воспроизведении

рекордных режимов в условиях вертикального тягового усилия, приложенного к телу бегуна //Актуальные вопросы биомеханики спорта: Межвузовский сборник трудов. - Смоленск, 1985. - С. 61-65.

22. Мартьянов С.С., Попов Г.И., Роман P.A. Особенности современной техники рывка //Теория и практика физической культуры. -1985. - Jé 12. - С. 9-10.

23. Popow G.I. О wycorzystaniu szczegoenych cech procesu zaó-patryv.-ania w energie wieloczlcmovego ukladu Momeclianicsnego ciala czlcv/ieka w nauczaniu techniki sportowei// Zeczyty Naukowe Akadenii vychov/aaia fizyczneßo we Wroclawiu.- Wroclaw, 1986.-

V. 42.- S. 153 - 157.

24. Козловская И,Б., Попов Г.И. Влияние месячной гипокинезии на параметры локомодий здоровых людей //Тезисы докладов международной научной конференции "Достижения биомеханики в медицине" (Рига, 12-15.09.86). - Рига: Зинатне, 1986. - С. I68-I7I.

25. Popov.' G.I. Prawidlowosci ksztaltowania nav/yku rucho we go biegaczy za pomoca elastycznych eiegien // Sport Wyczynowy.- 1986

N. 10/262.- S. 9-1326. Мартьянов С.С., Попов Г.И. Биомеханический анализ техника тяжелоатлетических упражнений /- М., ВНИИФК, 1986. - 64 с.

27. Ратов И.П., Попов Г.И. Управление изменениями параметров спортивных движений с использованием упругих рекуператоров энергии //Теор. и прзкт. физич. культ. - 1987. - № 5. - С. 33-35.

28. Попов Г.И. Волновой процесс переноса энергии в многозвенных биомеханических системах, взаимодействующих с опорой //Биофизика. - 1987. - Т. ШП. - Вып. 3. - С. 507-511.

29. A.c. I34794S СССР ЫКЯ А63 В23/04. Устройство для тренировки велисипедистов /й.П.Ратов, В.Д.Кряжев, Г.И.Попов и др. - Jé 4022229/28-12; Заявл. 29.11.85; Опубл. 1987; Бюл. J» 40. - 20 с.

30. Popov G.I. Wave processis in sport movements// Fifth International Symposium of Biomechanics in Sports: Abstracts.- Athens, Greece, 193?.- P.100.

31. Исследование эффективности применения искусственных рекуператоров энергии при велосипедном педалировании /Ерлин М.Ф., Кур-банова Н.В., Богомолов А.Н., Попов Г.И. //Тезисы докладов Всесоюзной научно-практической конференции "Проблемы биомеханики в спорте" (Москва, 14-16 дек. 1987). - М., 1987. - С. 47-48.

32. Попов Г.И., Мартьянов С.С., Севастьянов A.M. Исследование явления компенсаторносги при выполнении классических тяжелоатлетических упражнений спортсменами высокой квалификации //Тезисы докладов Всесоюзной научно-практической конф. "Проблемы биомеханики в спорте" (Москва, 14-16 дек. 1987). - Ы., 1987. - C.I3I-I32.

33. Popow G.I. Proccsy rekuperacij (odzynkowania) energii w ksztaltowaniu techniki ruchu sportowcow w warxmkach stoeowania trenazrow z wirami sprezystymi// Zeezyty Naukowe Akademii wychowa-nia fizicznego we Wroclawiu.-Wroclaw, 1987. -V. 45--S. 4-7 -53.

34. Мартьянов C.C., Попов Г.И., Роман Р.Л. Особенности современной техники подъема штанги на грудь //Теория и практика физич. культуры. - 1988. - Я 2. - С. 38-40.

35. Popov G.I. 3ioniechaaicaI basis of frequency characteristics of support surfaces// Abstracts of 1963 Seoul Olympic Scientific Congress (9 - Sept.1988).-Seoul,1982.-P.2% - 29736. Биомеханический анализ техники бега сильнейших спортсменов

мира /Кряжев В.Д., Попов Г.И., Скуднов В.М. и др. //Теория я практика физич. культ. - 1988. - й 10. - С. 30-32.

37. Мартьянов С.С., Попов Г.И. Совершенствование техники движений тяжелоатлетов с помощью технических средств //Формирование двигательных действий в физическом воспитании: Межвузовский сборник научных трудов. - М.: МОЕШ им.Н.К.Крупской, 1988. - с. 61-71.

38. Средства тренировки, основанные на эффектах рекуперирования энергии /Ерлин М.Ф., Иванов Б.В., Попов Г.И., Ратов И.П. // Тезисы докладов У1 Всесоюзной конференции "Биомеханика спорта". -Чернигов, 1989. - С. 66.

39. А.с. I46I463 СССР Ш А63 B2I/00. Устройство для тренировки штангистов /С.С.Мартьянов, И.П.Ратов, Г.И.Попов, В.В.Иванов (СССР). - » 4281575/12; Заявл. 13.07.87 г.; Опубл. 1989, Бюл.

Jé 8. - 5 с.

40. Jeraolayev B.V., Popov G.I. Mathematical modelling end experimental determination of wave procesáis i» Javelin throwing techniques//Congress Proceedings of the 12 International Congress of Bioaechanics(25-50 June l989>.-Los Angeles, 1989-- P. 4-29.

41. Popov G.I. On the energy transfer by a muscle during wave motion of human body's segments// Congress Proceedings of 12 Inte rnational Congress of Biomecanics (26 - JO June 1989)«- Los Angeles, 1989.- P. 427.

42. Бондарев А.В., Попов И.Г. Биомеханическое обоснование применения пкевмопокрытий в подготовке прыгунов в длину и тройным // Эргономическая биомеханика физич. культ, и спорта: Биомеханическое обоснование свойств спорт, инвентаря и оборудования /Под общ. редакц. Г.И.Попова. - М., 1989. - С. 17-37.

43. Попов Г.И. Упругие рекуператоры энергии и рационализации спортивных движении //Эргономическая биомеханика физич. культ, и спорта: Биомеханическое обоснование свойств спорт.инвентаря я оборудования /Под общ. редакц. Г.И.Попова. - М., 1989. - С. 122-157.

44. Popov G.I. On the energy transfer by a muscle during wave motion of hujaan body's segments// J. of Bionechanics.-1989--V.22.-N.'10,- P. 1070.

45. Свидетельство на промышленный образец # 30988 (СССР). Телевизионный игровой тренировочный комплекс /А.Е.Романов, В.Г.Уса-тыи, И.П.Ратов, Г.И.Попов (СССР). - JS заявки 51847; Заявл. 23.06.89 г.

46. Попов Г.И. 0 передаче мышцей энергии при заданном волновом движении звеньев тела человека //Биофизика. - 1990. - Т. 35. -Вып. 4. - С. 670-674.

47. Попов Г., Чапайкин В. Упругие рекуператоры энергии в беговой подготовке многоборцев //Легкая атлетика. - 1990. - № 7. -

С. 27.

48. Ермолаев Б.В., Попов Г.И. Моделирование волнового движения многозвенной биомеханической системы //Биофизика. - 1990. - Т.35. -Вып. 6. - С. I0I2-I0I8.

l?4i о

49. A.c. I6II353 СССР МКИ А63 В23/04, 21/055. Устройство длл тренировки мышц ног спортсменов /И.П.Ратов, 3.А.Скакун, В.Н.Ку-.рысь, Г.И.Попов (СССР). - Ü 4491203/31-12; Заявл. 18.07.88 г.; Опубл. 07.12.90. Бюл. № 45. - 3 с.

50. Попов Г.И. Биомеханическое обоснование частотных свойств опорных поверхностей //Перспективы развития эргономической биомеханики: Труды 4 Всесоюзной школы-семинара (Севастополь, 5-6 окт. 1989)/ Научный совет АН СССР по проблемам биомеханики. - М., 1990. - Пеп. в ВИНИТИ 24.12.I9S0, £ 6410. - В90. - С. 242-248.

51. A.c. I63S674 СССР МКИ А63 B2I/I2. Устройство для тренировки спортсменов /И.П.Ратов, Г.И.Попов, С.С.Мартьянов, В.В.Иванов (СССР). - № 4653910/12; Заявл. 02.03.89; Опубл. 07.04.91. Вып.

№ 13.

52. A.c. 1659074 СССР МКИ А63 B25/I0. Устройство для тренировки спортсменов в беге /И.П.Ратов, Г.И.Попов, В.В.Иванов, М.Ф.Ер-ля н (СССР). - Л 4668982/12; Заявл. 06.04.89; Опубл. 30.06.91.

Бюл. И 24.

53. Попов Г.И. Взаимосвязь волновых процессов управления и исполнения в двикениях многозвенных биомеханических систем //Биофизика. - 1391. - Т. 36. - Вып. 2. - С. 344-348.

54. Ермолаев Б.В., Попов Г.И. Координационные перестройки и оптимизация движения многозвенных биомеханических систем //Биофизика. - 1991. - Т. 36. - Вып. 4. - С. 681-683.

55. Попов Г., Чапайкин В. Рекуператоры энергии и спринт //Легкая атлетика. - 1991. - й 6. - С. 15.

56. Использование вибрационных эффектов в конструкциях спортивных саней /А.С.Аруин, О.С.Нарайкин, Г.И.Попов и др. // Проблемы биомеханики спорта: Тезисы докл. Всесоюзной конференции (Пенза, 3-6 окт. 1991 г.). - М., 1991. - С. 6-7.

57. Груздов В.Д., Минаев А.Я., Попов Г.и. Биомеханические основания расчета механических характеристик трамплина для прыкков в воду // Проблемы биомеханики спорта: Тезисы докл. Всесоюзной научной конф. (Пенза, 3-6 окт. 1991 г.). - М., 1991. - С. 41-43.