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国际雪车训-科-医综合监控研究动向

2021-10-11梁志强岑炫震林程辉高自翔李建设顾耀东

中国体育科技 2021年9期
关键词:雪车钢架赛道

梁志强,岑炫震,林程辉,高自翔,孙 冬,李建设,顾耀东*

雪车是冬季奥林匹克运动会(简称“冬奥会”)的竞速类比赛项目,也是我国备战2022年北京冬奥会的重点项目之一(袁晓毅等,2017)。按照奥林匹克运动项目分类,现代雪车运动可分为有舵雪车和无舵雪车。有舵雪车起源于瑞士,由雪橇发展而来,由于车体由金属制成,形如小舟,车首覆有流线型罩,因此又名“雪地之舟”。1924年法国夏蒙尼第一届冬奥会上有舵雪车被列为正式比赛项目。截至2018年平昌冬奥会,有舵雪车项目分为男子四人座、男子双人座和女子双人座3个比赛项目。无舵雪车,又名钢架雪车,发源于19世纪瑞士山区的小城圣莫里茨,1884年举行第一次钢架雪车俯式冰橇比赛,1887年开始采用俯卧姿势。经过近百年的发展,钢架雪车于2002年美国盐湖城冬奥会被列为正式比赛项目。与有舵雪车相比,钢架雪车比赛项目较为简单,分为男子单人项目和女子单人项目。

没有数据就没有训练,没有监控就没有训练(陈小平,2018)。现阶段的运动训练已不再是传统的单一训练,而是在训、科、医密切配合的前提下,依靠科技助力,为运动员科学训练提供精准化和精细化的有力支撑。考察冬奥会的发展历史以及冬奥会奖牌榜,德国、挪威、美国、加拿大、瑞士等国家为雪车竞技强国,其中德国被公认为绝对的雪车强国(伊诺等,2018)。探究世界雪车强国成功的因素,除了系统、专业和科学的训练之外,全方位的科技监控和医疗保障是其关键因素。

雪车是人与车高度耦合的运动项目,赛道、车体以及相关运动装备的科技含量对于运动员竞技水平的发挥起着决定性作用(伊诺等,2018)。在我国50多年的冬季运动项目发展进程中,由于人员、技术和资金的限制,我国冬季运动会一直未设置雪车项目(邱招义等,2016)。直到2016年,我国才成立了首支国家雪车队,但面临的问题和困境仍然较多(伊诺等,2018)。雪车是一项对速度、力量等素质要求极高的运动项目,虽然雪车运动员可以从短跑、跨栏等速度及爆发类项目中跨界、跨项选拔(伊诺等,2018;袁晓毅等,2017),但这种跨界、跨项选材的方式只能短时间内解决人才匮乏的困境。我国雪车项目无论是运动队成立时间、运动员选材,还是运动装备的研发与应用,与欧美雪车项目悠久的历史积淀、深厚的群众基础以及系统的竞技体系相比,都存在很大差距(袁晓毅等,2017)。为了尽快缩短我国雪车项目与世界高水平雪车竞技强国之间的差距,本研究对雪车项目在训、科、医领域的最新研究成果进行了系统综述,以呈现该项目训-科-医一体化监控研究动向。

1 国际雪车项目的竞技现状

对近3届冬奥会(2010—2018年)雪车项目(包括有舵雪车和钢架雪车)奖牌榜统计发现(表1),雪车项目的奖牌主要分布在德国、美国、加拿大、英国和韩国等国家,其中德国、美国和加拿大分别为获奖牌数最多的3个国家(表2)。美国虽然在奖牌数上多于加拿大,但是在金牌数上略落后。德国无论是奖牌数还是金牌数,都占据着绝对的领先地位。值得注意的是,韩国作为亚洲唯一进入奖牌榜的国家,在2018年平昌冬奥会上分别获得男子钢架雪车项目冠军、男子四人有舵雪车项目亚军,与前两届相比,韩国雪车项目成绩在短时间内取得了快速突破。因其人种特征、环境因素、文化习俗等多方面与我国具有相似性,对其成绩突破的原因进行分析可为我国雪车项目竞技水平的快速提高提供借鉴。

表1 近3届冬奥会(2010—2018年)雪车项目奖牌情况Table 1 Medals of Bobsleigh and Skeleton in the Last Three Winter Olympics(2010—2018)

表2 近3届冬奥会(2010—2018年)雪车项目夺牌国家及其奖牌数Table 2 The Review of Countries and Their Medals Count in the Last Three Winter Olympics(2010—2018)

2 雪车项目科学化训练的研究现状

2.1 人、车耦合的相关研究

优异的比赛成绩是竞技体育的主要目标,除了依靠科技助力外,科学化的训练手段是获取优异成绩的基础。所谓科学化训练是在人员、课题、经费和仪器设施具备的前提下,运用科学的理论、方法和手段,同时借助训练监控、医学监控对运动训练的过程进行干预、指导的训练方法(陈小平等,2003)。就雪车项目而言,无论有舵雪车还是钢架雪车,优异的比赛成绩都离不开车与人的耦合,由于雪车训练中两种训练对象的存在,因此对雪车训练的科学化提出了更高的要求。

雪车属于竞速类项目,顶尖选手的成绩差距常常只有零点几秒,历史上甚至出现过两队共享奖牌的先例(时间差距小于0.01 s)。这种细微的成绩差距很大程度上是由车体与介质之间(空气和冰)的摩擦系数决定的,因此,改变雪车运行过程中与介质之间的摩擦系数,会对运动成绩产生积极影响。Ubbens等(2016)通过流体力学计算和风洞试验发现,雪车前缘面积和穿过缝隙的气流是影响空气阻力的重要因素。Shim等(2017)通过三维模拟技术对雪车前后保险杠的形状进行优化后发现,与设计前的雪车车体相比,优化后的雪车气动阻力下降了约3.08%。Dabnichki等(2014)依据女性运动员的身体形态,从车体内部设计和车体推杆两个方面着手研发适合女性运动员的雪车,结果发现,雪车车体设计优化后不仅降低了阻力、提高了竞技成绩(约0.05~0.08 s),还有效地降低了运动员的损伤风险。Motallebi等(2004)、Chowdhurg等(2013)和Bruggemann等(1997)研究同样表明,雪车车头形状、侧壁曲度和车身材料等都会不同程度地对雪车运行过程中的空气阻力产生影响,进而影响运动成绩。除车体的优化外,运动装备同样可以在不同程度上改善摩擦阻力。Chowdhury等(2010)证实,改变运动员服装表面的光滑度、服装的纤维方向以及缝接位置可以降低高速(超过60 km/h)运动过程中的空气阻力并提高升力。Park等(2017a,2017b)研究证实,研制适合运动员的鞋具增加推车阶段的足部摩擦系数,可使运动员更有效地利用自身的优势。从车体和运动装备的相关研究可知,雪车车体和相关运动装备的优化会对雪车的运行产生积极影响。从摩擦减阻、流体力学、人体工学等多角度研发或优化适合运动员的车体及运动装备是提高雪车项目竞赛成绩的有效手段,但也应留意,雪车的设计及改良应符合国际雪车联合会(International Bobsleigh and Skeleton Federa-tion,IBSF)对车体的规定。

2.2 雪车项目不同阶段训练的相关研究

标准的雪车比赛包括推车跳车、驱动下降和制动结束3个连续的阶段,运动员需要固定、连贯地完成推车、跳车、制动的动作技术(Dabnichki et al.,2004)。因此,训练中需要不断地追求动作的稳定与优化,同时借助训练监控手段对运动员的推车、跳车动作技术进行及时地反馈与纠正(李海鹏 等,2018)。Lopes等(2016)研究证实,由于雪车舵手和刹车手在推车过程中具备不同的运动模式,运动训练计划的安排应根据其位置的不同进行区别训练。另外,由于雪车推车阶段要求运动员保持俯身的姿势,为尽可能保证人与车的直线前进,避免运动员跳车过程中身体晃动对雪车造成运行影响,推车训练中应着重筛选、培养适合运动员的跳车模式和运动员间的默契度。在驱动下降阶段,有舵雪车的运行依靠舵手对把手的转动和刹车手的制动,无舵雪车则通过运动员躯干和肩部的摆动来控制方向,利用脚趾进行制动(Colyer et al.,2017)。下降过程中,运动员的身体姿势以及对身体姿势的控制能力直接影响全程表现(Dabnichki et al.,2006;Winkler et al.,2010)。Chowdhurya等(2015)发现,男子双人雪车项目中,刹车手保持55°倾斜角时,车体运行阻力最小。这些研究表明,在运动员日常训练中,除了培养运动员对赛道的熟悉度、敏锐度外,运动员动作技能的自动化和身体姿态的控制能力也是训练应关注的一个关键点。

2.3 雪车项目体能训练的相关研究

作为竞速类项目,雪车项目能量供能主要以ATP-CP和糖酵解系统供能为主,运动员在比赛及训练中主要表现出爆发式肌肉用力特征(袁晓毅等,2017)。雪车比赛由运动员推车开始,运动员快速推进是获取优异成绩的先决条件(Zanoletti et al.,2006)。Park等(2018)利用表面肌电技术对7名韩国男子双人雪车运动员推车过程中下肢肌群的肌肉用力特征分析发现,推车过程中股二头肌表现出高水平的肌肉活性。该研究提示,运动员的股二头肌是推车阶段的主要用力肌群,对其进行针对性的力量、爆发力训练有助于提高运动员的推车表现。另外,尽管雪车运动过程中的运动特征和肌肉用力特征与速度、爆发类运动项目类似,但是“车与人结合”是两者最大的区别。优秀雪车运动员的体能训练每年会花费一半以上的时间借助车体进行,这种特殊性需要对运动员的体能训练计划和训练负荷进行精准把控(袁晓毅等,2017)。IBSF曾为避免体重较大的运动员驾驶超轻型雪车情况的出现,对雪车及选手的重量进行了规定:双人、四人雪车车体最低质量分别为170 kg、210 kg;男子、女子双人雪车包括运动员的最大质量分别为390 kg、350 kg,男子四人雪车为630 kg。IBSF对车体总重的规定提示,体能训练中应注重通过训练负荷和饮食的方式对运动员的体重进行精准把控,避免超重或车体与运动员自重不匹配的情况出现。对于体能训练后的恢复,由于运动员个体间的差异,恢复手段的选择可根据运动员的具体情况和设施进行合理选择,其中主动恢复、全身振动、冷疗均是促进身体机能快速恢复的有效手段(Seok-ki et al.,2018)。

2.4 雪车项目训练中科技应用的相关研究

雪车是一项科技程度较高的比赛项目,世界雪车强国均与本国研究机构或知名企业展开密切合作,共同为运动员的科学化训练提供科技支撑(Dabnichki,2015)。在有舵雪车领域,Braghin等(2011)研发了一款三维数据模型,并将该模型与模拟驾驶相结合,通过再现比赛时真实情景,帮助运动员确定用时最少的运行路径以及分析如何通过改变转向角度优化路径。Rempfler等(2016)则借助一款可模拟加拿大惠斯勒人工冰道的雪车训练模拟器,将其运用到瑞士国家队冬奥会备战中,训练中借助该模拟器帮助运动员筛选最佳驾驶路线,找出驾驶中的失误,同时也检测车轨的设计和车体的安全问题。在钢架雪车领域,Sawade等(2014)通过对钢架雪车运行过程中动作的控制力、转向角度等参数进行分析,研发出一款基于经验导向型的模型用于监控运动员滑行表现,从而提供动作技术优化方案。Gong等(2016)同样通过建立一个三维仿真模型并将其用于运动员训练,发现不同控制策略与钢架雪车的下降时间、横向移动距离以及能量耗散存在正相关关系,通过减少下降过程中的能量损失,可获得更快的下降时间。从上述研究可知,以数据模型为基础的模拟训练平台可对运动员的驾驶技术、驾驶路线和驾驶策略进行不断优化,依靠科技对雪车运动员的训练状态进行双向调控,可作为优化训练的有效手段(闫琪等,2018)。

3 雪车项目训练监控的研究动向

训练监控是检验运动员科学化训练效果的必备环节,为训练的合理性和有效性提供理论支持和技术保障。随着竞技水平的提高和竞争的激烈,优秀运动员承受的训练负荷不断增加,运动损伤风险随之提高。如何对优秀运动员的训练过程实施合理、长期、系统的科学监测,精准诊断运动员的身体机能、技术特点和心理状态,已成为运动科学领域亟待解决的问题(田野等,2008)。已有研究提示,雪车训练监控主要依据运动生理学、运动生物化学和运动生物力学等学科的手段和方法对运动员的训练效果进行监控与评估,以帮助教练员不断调整训练计划,实现对运动训练的最优化控制(冯连世,2006)。

3.1 运动生理学/运动生物化学监控

雪车生理学监控主要围绕运动员的身体形态和骨密度进行。研究表明,优异成绩的取得很大程度上依赖运动员的身体素质和生理机能,由于人体形态特征在一定程度上是身体机能和素质的外在表现,依据人体形态学特征对运动员选材,对运动员训练效果以及成绩预测具有指导作用(姚建藩,2004)。William等(2005)对14名(7名男性、7名女性)美国国家队钢架雪车运动员的人体形态学指标进行评估,结果发现,钢架雪车运动员的身体结构与优秀短跑运动员不同,钢架雪车运动员体型大多是中胚层型(体型健壮、肌肉发达,对疼痛反应迟缓),更强壮、更有力量的运动员往往在起跑加速阶段有较好表现。Meyer等(2004)和Colyer等(2017)对冬奥会各项目女子运动员的骨密度与同年龄段的健康女性对比发现,由于雪车和雪橇具有高度、速度多变的项目特征,运动员在不同难度的赛道上滑行中承受着较高的振动载荷和压力,致使女子雪车和雪橇运动员全身骨密度在所有女子冬奥会项目中最高。

由于尼古丁是一种具有模拟交感神经兴奋、提高身体机能且不会对呼吸系统产生消极影响的非处方药,世界反兴奋剂机构仅将其纳入监测范围,并未出现在禁止名单中,使得其在以无氧供能为主的冬季运动项目中被广泛使用(Mündel et al.,2017)。Marclay等(2011)对10项以尼古丁(药物)或无烟烟草作为干预手段的研究回顾发现,仅有3项研究证明尼古丁对运动员运动表现产生影响,其中2项为促进作用,1项为抑制作用,另外7项研究无变化。Toby等(2017)对不同尼古丁含量的口香糖对男子雪车运动员力量和无氧能力的影响进行研究显示,运动前20 min咀嚼低剂量(2 mg)尼古丁口香糖可以显著改善腿部伸肌力矩,而纵跳和Wingate无氧运动表现并没有显著改变;咀嚼4 mg尼古丁口香糖对测试的指标改变较小。然而,上述两项研究结果并未呈现一致性,这可能是由于研究样本有限以及受试者个体差异所致,如机体对尼古丁的耐受性、不同个体之间的反应以及尼古丁的运载系统受限等(Mündel et al.,2017)。尽管有研究证明,尼古丁可能会对运动员的运动表现产生积极影响,但由于研究结果存在争议,尼古丁是否能够作为一种干预手段在运动中应用还有待进一步商榷。

3.2 运动生物力学监控

3.2.1 雪车动作技能的生物力学分析

雪车的启动需要运动员推动雪车在冰面上冲刺大约30 m,虽然该阶段持续时间短,但对最后的成绩起着重要的作用。研究表明,启动时间缩短0.01 s可以缩短总圈时间0.03 s(Park et al.,2016a)。Zanoletti等(2006)对2003—2004年世界杯排名前30名的雪车运动员(男、女)推车时间与最终比赛时间的关系进行研究发现,无论男性还是女性运动员,推车时间与比赛最终时间呈正相关关系,快速推车启动是比赛成功的重要因素,因此建议运动队选材时应选择速度爆发力较强的运动员。此外,为使运动员在推车启动阶段表现出较好状态,日常训练中应重视系统的力量和爆发力训练。Nicola等(2008)对钢架雪车世界杯三场比赛中排名前20的优秀女子运动员的加速度能力、运动中所承受的载荷等进行量化分析发现,1)运动员在15 m处获得高的加速度可有效缩短整体启动时间,而在45 m处承受载荷的时间和速度因不同轨道表现出不同特征。2)尽管起跑的每个阶段的重要性可能会因为轨道不同而有所不同,但所有赛道上15 m处的加速度对快速起跑和缩短整体时间发挥同样重要的作用。3)建议运动员日常训练中,纳入更多的加速能力训练,提高运动员在特定阶段的加速能力;借助加速度和速度的测量来筛选优秀的运动员。Dabnichki等(2016)对雪车运动员速度和加速度分析发现,雪车启动时车体速度超过运动员最大速度的时机尤为关键,跳车末速度可以用来衡量训练的质量。通过调整最大速度加载时间使出口速度提高约1 km/h,可有效提高运动成绩。从上述研究可知,雪车运动员的加速能力是影响成绩的一个关键因素,培养运动员的快速启动能力是获取优异成绩的必要条件;训练中通过筛选具备速度和爆发力的运动员,并进行系统的力量和爆发力训练,对于雪车推车阶段运动表现的优化起到积极作用。

在雪车的推车启动阶段,为了获得较高的启动速度,运动员需要保持特定的身体姿态向前推进,因此了解这种身体姿势背后的力学机制,同样也会对启动阶段的训练产生重要意义。Sanno等(2013)利用16台红外高速摄像机和3台三维测力系统,对19名优秀男子雪车运动员推车阶段的初始、10 m和30 m处运动员的髋、膝、踝和跖趾关节的做功量进行逆动力学测试发现,1)推车期间,髋关节伸肌对运动员上半身姿势的影响较大;2)运动员身体向前的推动主要由足底屈肌完成。从该研究可知,雪车的推动阶段,运动员髋关节伸肌与膝关节伸肌存在完全不同的工作方式;雪车的推进更多地由运动员髋关节伸肌和踝关节足底屈肌完成,并非膝关节伸肌。

3.2.2 推车阶段运动装备的生物力学分析

Sanno等(2013)证实,雪车启动推车阶段,增加运动员足部与冰面间的推力,对于运动员启动时间的减少、运动成绩的提高起着重要的作用。因此,选择合适运动员足部的鞋具,增加推车阶段足部与冰面的摩擦力,也有可能改善运动员推车表现。Park等(2017)研究发现,鞋具结构设计的不同会对运动员5~10 m的推车时间产生明显不同的影响,当运动员穿着前足弯曲角(foot bending angle,FBA)为40°的鞋,5~10 m用时显著少于其他角度鞋具。这可能由于FBA角度发生在跖趾关节,一方面,改变足部和小腿肌肉调节机制,为运动员推车提供更大的驱动力,另一方面,改变前足跖趾关节处弹簧角度,使运动员获得较大地面反作用力和末端姿势推进的加速度,上述两方面因素的共同作用,最终缩短了启动阶段的用时。Seungbum等(2016)对优秀与非优秀运动员启动推车阶段的冲刺时间、足底压力以及FBA差异进行比较发现,优秀运动员的后足接触面积、最大压力和FBA角度的变化均高于非优秀运动员;通过推车阶段合理地利用后足,增大鞋与地面间的摩擦,可提高推车的驱动力。Park等(2015)对韩国钢架雪车运动员穿着雪车鞋的足底压力与启动时间分析发现,穿着硬材质鞋底的运动员运动表现均好于穿着较软材质鞋底的运动员。该研究与Park等(2016b)研究结果一致,即具有重量轻且能提供最大蹬冰力量、坚硬而有弹性的雪车鞋可提高运动员的推车表现和缩短启动时间。从运动装备和足部的研究可知,雪车鞋FBA、材料以及鞋具结构均有可能改善运动员的推车表现,通过对雪车鞋抗弯刚度合理改造,调整鞋的舒适度和重量,优化鞋底厚度、硬度和鞋底结构可缩短运动员的推车用时。

4 雪车项目医学监控的研究进展

国际奥委会曾公布,长期、系统地进行伤病监测对于运动员健康的维持起着重要作用。根据冬奥会统计数据,奥运会期间至少有7%~11%的运动员经历受伤或患病(Engebretsen et al.,2015)。由于雪车运行速度高,运动员在比赛及训练中伴随着较高的损伤风险(Stuart et al.,2016),因此更需要在训练中对其进行密切的医学监控。

4.1 雪车项目的损伤现状及类型

Reeser等(2003)对2002年盐湖城冬奥会运动员的损伤现状调查发现,雪车运动员的医疗服务使用率很高,有舵雪车为10.1%,钢架雪车为0.7%。Engebretsen等(2010)、Gerhard等(2012)、Torbj等(2015)和 Steffen等(2017)对2010年温哥华冬奥会、2012年因斯布鲁克冬青奥会、2014年索契冬奥会和2016年利勒哈默尔冬青奥会雪车项目的损伤调查也发现,有舵雪车是所有团队运动项目中损伤率最高的运动,约占团队运动损伤的12.6%、8.3%、18.2%和13.8%;而钢架雪车仅为1.2%、3.5%、10.6%和17.5%(表3)。相关损伤主要以骨折、脑震荡、擦伤、挫伤和扭伤为主(图 1)(Mccradden et al.,2018;Reid,2003;Severson et al.,2012),且损伤发生率与大多数高速运动项目一致(Piat et al.,2010)。另外,Engebretsen等(2010)和Stuart等(2016)还发现,至少7%的运动员存在患病经历,其中62.8%为呼吸系统疾病。上述研究客观地反映出雪车是一项高损伤风险的运动,训练中需要借助相应的监控手段避免或降低上述伤病的发生。

表3 有舵雪车和钢架雪车运动员损伤情况Table 3 Injuries of Bobsleigh and Skeleton Athletes

图1 有舵雪车和钢架雪车运动员损伤类型Figure 1.Injury Types of Bobsleigh and Skeleton Athletes

4.2 雪车项目不同阶段的运动损伤

雪车比赛是从运动员的推车开始,到滑行结束制动为止,每个部分都有针对性的训练方法(Dabnichki et al.,2004)。从中枢疲劳和外周疲劳两方面考虑,滑行训练、推车训练、身体训练3部分训练负荷会对运动员机体产生叠加效应(袁晓毅等,2017)。长期的反复训练很容易造成疲劳的积累和运动员前庭稳定性变弱,使运动员在高速的训练或比赛中出现对方向控制能力减弱、驾驶失误和损伤的情况。如忽视对损伤和疲劳的恢复,则会进一步导致运动员肢体感觉反应异常(巨雷等,2018)。为保障运动员训练的安全性,医学监控的科学介入是一个根本前提。

雪车推车训练是指在专门的冰道或轨道上进行推车启动、奔跑和跳车练习(袁晓毅等,2017)。雪车推车要求运动员手肘部分弯曲大约20°~30°,前臂最低内旋5°~10°,特殊的出发姿态很容易导致发力时手指和前臂屈肌损伤(Reid,2003)。同时,长期的单方向推车训练也会引起脊柱两侧肌力的不平衡,进一步引发脊柱伤病。除了上肢和躯干损伤外,下肢损伤也时常发生。流行病学调查显示,雪车推车训练容易导致运动员大腿后部肌肉损伤、髂腰肌止点拉伤,运动员容易出现腰痛和大腿后侧疼痛(于滢等,2018)。为了避免或降低运动员推车阶段的损伤风险,推车阶段训练中应主动采用医学监控对运动员机体和训练方法进行长期的伤病监控。

由于雪车的滑行速度很快,滑行过程中常会发生翻车、碰撞或弹出的事故(Severson et al.,2012)。研究表明,当车辆与赛道发生碰撞时,刹车手机械性撞击损伤的概率高,舵手受伤的机率较小,但翻车时两者呈现相反的状况(袁晓毅等,2017)。与上述事故相伴随的是各种软组织损伤和骨折,其中软组织的损伤类型多为冲击伤、擦伤、挫伤,损伤部位多集中在颈肩部、腰背部和大腿后上部;骨折多以肋骨骨折、颈椎骨骨折、锁骨粉碎性骨折等为主(于滢等,2018)。除上述外界因素外,运动员不同的身体机能同样伴随不同的损伤风险。Severson等(2012)发现,雪车运动中所产生的压力、运动员骨骼的机械和生物状态是导致骨折的重要因素。运动员随着年龄的增长骨密度降低,脊柱骨的受力能力低于雪车运动所带来的力,因此,年龄较大的运动员在雪车运动中容易发生脊柱骨折。Silva(2007)根据施加荷载和荷载对骨骼破坏的关系证实,运动员拥有高骨密度可降低骨折的发生。

雪车的制动阶段需要在短时间内将速度降至最低,整个过程中刹车手需要全力拉动刹车手柄,使雪车停止运行。长期的制动练习会导致尺骨应力性骨折以及前臂屈曲肌群损伤风险增大(Reid,2003)。研究提示,与推车和滑行阶段相比,制动阶段存在不同的损伤状况,因此采用医学监控手段在对其进行监控时应有不同的侧重点。

4.3 雪车项目赛道、运动装备与运动损伤

比赛中,雪车与雪橇共用一条赛道,赛道长度为1 200~1 300 m,平均倾斜度为8%~15%,曲线半径20 m以上。目前世界上共有16条赛道,大多位于欧洲和北美地区,亚洲只有2条(位于日本和韩国),北京冬奥会延庆赛道是目前正在建设的第17条(亚洲第3条)赛道(曾梦姝,2018)。作为一项对场地和运动装备要求较高的运动项目,雪车运动损伤的发生往往与赛道和运动装备存在很大的相关性(Dabnichki et al.,2002,2004;Stuart et al.,2016)。2010年温哥华冬奥会惠斯勒赛道中心损伤数据表明,雪车的损伤通常发生在弯道,超过75%的运动员在第13~17弯道中发生事故,尤其是第16弯道是赛道上造成损伤程度最为严重的区域,也是唯一出现过死亡事故的弯道(巨雷 等,2018;Engebretsen et al.,2010)。然而,2012年因斯布鲁克冬青奥会的损伤数据却表明,雪车运动员仅有6%的损伤率(Stuart et al.,2016)。这两次奥运会并非选用相同的赛道进行比赛,排除各种软、硬影响因素外,赛道间的差异再次证明“赛道的特异性”对运动员损伤率的影响(Stuart et al.,2016)。

由于赛道的设计轨迹不同,运动员在不同赛道上的推车启动、驾驶感受以及驾驶技术的重、难点均不同,因此造成运动员损伤各异(袁晓毅等,2017)。Farrington等(2012)指出,雪车赛道上的撞击性损伤一半是与赛道碰撞所至,且多发生于倾斜角度较大的赛道。Mccradden等(2018)也指出,由于冰面的颠簸,不平整的赛道训练及比赛常会使运动员出现头痛和脑震荡的情况,这不仅会影响运动员的正常发挥,严重时还会导致碰撞、翻车等事故发生。如2013年索契世界杯雪车比赛中,由于冰面太颠簸,比赛后运动员出现了视力模糊和头痛等症状,大大降低了比赛安全系数(于滢等,2018)。上述赛道损伤的研究反映,当探讨运动员伤病因素时,医务人员不仅要考虑训练、装备对损伤的影响,同时也应该将赛道因素纳入;另外,为了使运动员拥有一个安全的比赛环境,降低损伤的发生,需要对赛道进行长期、经常的检查与维护。

雪车运动装备优劣直接影响雪车运动员的表现(Dabnichki et al.,2004)。合适的运动装备不仅是优异成绩获取的先决条件,同样也是预防运动损伤的有效手段,尤其在高水平运动员中具有不可替代的作用(Dabnichki,1999)。Dabnichki等(2004)对英国女子有舵雪车队的车体设计进行分析发现,其车体的设计仍存在很多局限性,这些局限性增加了运动员的损伤风险。例如:1)由于雪车车体中缺乏适当的腰椎、腿部支撑,以及具有不适的后刃车内固定架设计,因此在高负荷的比赛及训练中,常会导致运动员下背部、大腿的不适与损伤;2)较短的推车手柄虽有利于空气动力学的优化,但要求运动员以一个角度进行推车,长期维持该姿势会导致脊柱腰椎区域产生过度扭转,不仅限制了运动员的发挥,还增加了运动员过劳性损伤的发生率;3)女子运动员使用男子运动员的雪车进行比赛,由于车体的不合身,运动中容易导致女子运动员身体侧面与雪车侧面碰撞,造成下肢大转子区域的损伤。另外,Mccradden等(2018)研究表明,带有充气衬垫的接触式运动头盔技术能有效减少施加在颅骨上的力量,降低因高速滑行和赛道颠簸导致运动员中枢神经和前庭系统功能紊乱的发生率。由上述研究可知,训练中采用适合运动员自身的运动装备或对运动装备性能进行优化,可以降低运动员运动损伤的发生。

5 结论

1)雪车竞技强国主要分布在以德国、加拿大为代表的欧美国家,其中德国长期处于统治地位。对韩国在近3届冬奥会快速崛起的原因进行分析,可为我国雪车竞技水平的提高提供可借鉴信息。

2)作为一项竞速类项目,雪车训练是一种高度依靠科技的项目,依靠数字化模拟技术,对运动员的训练状态进行双向调控是辅助雪车运动员训练的有效手段。雪车的推车和驱动下降是训练的两个关注点,选择适合运动员的跳车模式和培养运动员间的默契是推车阶段的训练重点;而培养对赛道敏锐度、下降过程中姿势的控制能力则是驱动下降阶段的重点。雪车的体能训练应围绕基础力量、快速用力能力和核心稳定控制能力进行,但也应对以股二头肌为代表的股后肌群投入一定的关注。

3)国际上对雪车项目的研究主要集中在运动生理学、运动生物化学和运动生物力学等领域。运动生理学、运动生物化学方面的监控主要围绕人体形态学、骨密度和尼古丁等物质对运动表现的干预效果进行;运动生物力学方面的研究较多围绕表面肌电的测量、足部生物力学和推车各阶段速度与加速度进行。这些研究主要集中于韩国和欧美国家。

4)相较钢架雪车,有舵雪车存在更高的伤病风险。脑震荡、骨折、软组织损伤和呼吸系统疾病是雪车运动员常见的伤病;头部、颈部、脊柱上部和小腿是最常见的受伤部位。雪车伤病主要由主观因素(训练、心理)和客观因素(赛道、运动装备)共同导致。通过医学监控的全程介入、车体设计和运动装备的优化以及赛道的维护可以很大程度上降低运动员的伤病风险。

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“一带一路”背景下的钢架雪车项目文化交流研究
冰上赛车三种
基于销轴连接的承力钢架强度校核