Следует различать целевые объекты по массе и подвижности. Наиболее подвижным и легким объектом является клинок, допускающий воздействие на управление его положением в пространстве, и жесткость взаимосвязи с рукой и телом партнера. Менее подвижными и более тяжелыми целевыми объектами являются конечности – руки, а затем ноги. На их положение в пространстве можно влиять с меньшей эффективностью, но изменить жесткость общей с телом конструкции еще более затруднительно в силу увеличения мощности противодействующего рычага (в сравнении с общей совокупной длиной руки с оружием длина руки или ноги, конечно, позволяет создать рычаг большего сопротивления). Малоподвижными, и максимально тяжелыми целевыми объектами следует считать голову и тело (корпус) бойца, воздействовать на положение которых в пространстве весьма сложно, а изменить степень внутреннего напряжения жесткости конструкции этих целевых объектов доступно только после достижения предела работоспособности мышц партнера при их достаточном утомлении. В данном случае мы не рассматриваем ситуации отсутствия опыта у новичков, когда при сопротивлении атакам на тело и голову изометрическое напряжение мышц корпуса и шеи вообще не используется.

Для определения двигательной задачи удара важно понимать, какой результат действия планируется изначально, так как качества скорости движений с качествами силы воздействия напрямую сравнивать очень тяжело. В ситуации состязаний должен определяться приоритет того или иного качества в зависимости от планируемых результатов удара. Так, если состязание проводится условно без нейтрализующего ценность ударов, защитного доспеха, то приоритетным качеством является скорость атаки. Если доспех по обусловленности состязаний нейтрализует поверхностные удары, то скорость займет подчиненное значение в отношении силы воздействия на целевые объекты партнера. При сравнении силы воздействия друг на друга двух бойцов путем быстрого поиска жестко связанных с телом положений оружия, скорость разгона клинка теряет значимость, поскольку ни поверхностная, ни глубокая деформация целевых объектов не может быть истинной целью спортивных соревнований. Повреждение снаряжения в первом варианте, и угроза здоровью во втором препятствуют нормальному проведению состязаний, хотя в практическом боевом смысле являются весьма желательными достижениями. Поэтому силовой компонент состязаний важно привести к такой форме, когда физическое наполнение приемов фехтования позволяет судить о полезной нагрузке ударов без риска здоровью и снаряжению. Наиболее удобно делать выводы о ценности действий по реакции сопротивления противника на смещающее воздействие ударов сохранением имеющихся у защищающегося позиций тела и оружия, либо встречным более эффективным нарушением положений атакующего бойца путем применения контрприемов. В этом случае резкая нейтрализация разгона инерции удара перед контактом с целью будет являться страховкой партнера от нежелательных травм, и одновременно выявлять мастерство контроля владения скоростным компонентом удара. Превышение определенной скорости соударения не может не иметь последствий в виде травмы, и владение оружием как раз заключается в навыке определения опасной для здоровья партнера концентрации силы удара. При систематических занятиях спортсмена крайне неубедительно было бы предполагать, что боец не способен предсказать травмирующие последствия своего удара. Соответственно, для фехтовальщика случайной травма его партнера быть не может, она всегда либо следствие небрежности в исполнении атаки, либо ее преднамеренный результат. Различные виды спортивных единоборств выработали свои, зависящие от содержания состязаний формы страховочных действий. В борьбе не выполняются броски, при которых партнер после отрыва от ковра может оказаться в наиболее травмоопасном положении, например, с прямым ударом головой в пол. При значительной усталости бойца, которая мешает ему безопасно для здоровья принимать атаки противника, он также может сигнализировать о сдаче, чтобы остановить действия атакующего. Подобные механизмы взаимного контроля хода боя спортсменами- фехтовальщиками должны быть и в содержании боя на клинковом оружии в доспехах.

Еще одним вариантом страховки партнера может являться расслабление мышц руки, удерживающей оружие на скоростных ударах, преследующих цель состязания в активности действий. Примерным эквивалентом этого действия может быть расслабление запястья, при котором оно под воздействием инерции оружия формирует угол между клинком и предплечьем значительно больше 90 %, что препятствует созданию конструкционной жесткости тела и оружия и дополнительному приложению силы. В таком случае максимальный наклон запястья по направлению удара будет препятствовать построению рычага жесткого соединения тела, руки и оружия, что позволит наносить скоростные удары без риска проявления конструкционного силового компонента.

В итоге у нас получается, что в силовом воздействии необходимо нейтрализовать перед соударением инерционный разгон снаряда (первый компонент), а в скоростных связках требуется обеспечивать страховку нейтрализацией жесткости рычажного соединения руки и оружия (второй компонент). Такой вывод соответствует теории контроля основными базовыми компонентами удара и предопределяет возможность избирательного сравнения наиболее значимых качеств атакующих действий без опасности проявления их негативного совокупного влияния на здоровье соревнующихся спортсменов.

Скорость разгона снаряда до сильного положения трудно рассматривать как формальное требование к технике удара. Поскольку скорость изменения сильного положения оружия определяет возможность опережать реакцию партнера на данное положение, то и быстрота переключения между позициями воздействия на партнера является значимым фактором состязаний. Требовать безусловного участия этого фактора в структуре каждого удара не имеет строгой необходимости, так как эффективность ударного воздействия может проявиться и в относительно медленном переводе противника в невыгодное положение. Медленное действие оружием способно создать существенные помехи противнику в ведении поединка, так же как и быстрое, если оно обусловлено конкретной ситуацией схватки. Точно так же далеко не всегда требуется наличие строгой связи скоростного атакующего действия с силовым «структурным» наполнением, так как оно может повлиять на ход боя, вызвав желаемые реакции условного противника, которыми вы воспользуетесь для получения преимущества. Уравновесить и сбалансировать эти проявления различных качеств атакующих действий в содержании схватки можно правильно выстроив задачи поединка, в процессе достижения которых удары могут проявлять их те или иные практически ценные свойства в безопасной для здоровья спортсменов форме.
Булавкин А.В. 2004 Камелот.

Объяснить это явление удалось лишь тогда, когда автор столкнулся с тренировкой боксеров: он обратил внимание на то, что тренер требовал от спортсменов «сковывать» руку перед соприкосновением с ударяемым предметом. Простой логический расчет легко объяснял это требование: ударяющему с целью усиления удара необходимо было каким-либо образом увеличить массу кисти (и перчатки). Достигнуть этого, не нарушая правил, можно было только одним путем: сковать руку в локтевом и лучезапястном (даже в плечевом) суставах. Тогда к массе кисти добавлялась масса предплечья, плеча и даже корпуса, т.е. происходило то, что боксеры называют «вложить в удар вес тела», и, что не менее важно, конечности придавалась необходимая жесткость. Но это требовало включения антагонистов. Это подтвердили исследования С. Нарикашвили и др., выполненные под руководством автора, в которых показано, что перед соприкосновением кисти боксера с ударяемым предметом включается двуглавая мышца плеча (прямой антагонист остальных мышц, выполняющих удар) [7]. Оставалось изучить деятельность мышц ноги футболиста при ударах стопой. Это было выполнено автором в 1975 г. на испытуемых самого высокого класса. В момент соприкосновения стопы с мячом активны все мышцы – синергисты и антагонисты, воздействующие на коленный и голеностопный суставы. Этим решается главная биомеханическая задача: к массе стопы добавляется (в той или иной мере) масса бедра и голени, и система становится достаточно жесткой, что заметно повышает силу удара, а значит, и скорость вылета мяча (это весьма важно для игрока, выполняющего удар²).

Рис. 1. Циклограмма перемещения звеньев руки и молотка от начала замаха до завершения удара (слева – ориг., справа – по Н.А. Бернштенну, 1923). На циклограмме Н.А. Бериштейна приведены рассчитанные нами векторы ускорений ц.м. молотка. На циклограмме слева – отражение лучей: от плечевого сустава – 1, от локтевого – 2, от лучезапястного – 3, от центра массы кисти – 4, от центра массы молотка – 5, от кончика молотка-6

Описанное явление было в основном изучено на ударах ногами, но, учитывая его практическое значение в протезировании, оказалось не менее важным изучить его и на ударах руками, тем более что ранее исследование выполнялось с помощью методик 20-х гг. Одновременно не менее существенным было выполнить подобное исследование, использовав современные методики, позволяющие получать результаты более точно и быстро, а также проверить все ранее полученные результаты. С этой целью мы остановились на ударе молотком по гладкой поверхности и провели исследование самыми современными методами.

Для исследования была использована новейшая аппаратура – биомеханическая система Elite (Италия), которая действовала по принципу отражения инфракрасного луча от известной точки, соответствующей центру массы (ц.м.) головки молотка или определенным суставам руки испытуемого, на которых устанавливался отражатель этого луча. Отраженный луч возвращался в объектив излучателя и поступал в компьютер, где происходила обработка данных по временным параметрам. Частота импульсов – 100 мс, между каждым импульсом отражение, как легко видеть, зависит от скорости перемещения молотка или сустава. При быстром движении отражалось меньше лучей, чем при медленном. Поскольку частота испускания импульсов была величиной постоянной, то и изменение временных интервалов между отраженными лучами давало скорость перемещения соответствующей точки (на которой был помещен отражатель), а разница в значении скоростей – ускорение.

Отражатели были установлены нами в следующих точках: на суставах -плечевом, локтевом, лучезапястном и на первой фаланге среднего пальца кисти;

на молотке: в центре массы головки и на ее бьющем кончике (в месте соприкосновения молотка с ударяемой поверхностью), где дополнительно устанавливался резиновый кружок, игравший роль предохранителя. Компьютер производил расчеты по ходу движения и выдавал на экран телевизионной установки все результаты в виде кривых, из которых мы выбрали наиболее существенные и печатали их на дополнительном печатающем устройстве: вертикальные и продольные составляющие траектории перемещения центра массы головки молотка и слагающие скоростей и ускорений его перемещения относительно ударяемой поверхности, углы между звеньями, в плечевом, локтевом и лучезапястном суставах. Эти кривые послужили основой для всего анализа.

Испытуемый – взрослый здоровый мужчина среднего возраста, не владеющий специальными навыками слесарной профессии, но достаточно знакомый с работой молотком, – произвел шесть ударов средней силы, стремясь попасть в определенное место ударяемой поверхности.

Прежде чем приступить к анализу полученных нами материалов, считаем необходимым оговорить, что удар молотком по цели (зубилу) изучался во всех подробностях Н.А. Бернштейном и Н.П. Тихоновым еще в 1923 г. Именно эти исследования явились основополагающими для всех дальнейших работ Н.А. Бер-нштейна. Разработанная тогда циклографическая методика [1], использованная им в дальнейшем для изучения ходьбы, бега и других видов движений (в том числе спортивных), была опробована именно на этих исследованиях. Результаты публиковались в материалах Центрального института труда в 1923 и 1924 гг. [1, 2] и имели большое практическое значение в рационализации трудового процесса. К сожалению, в этих разработках не были установлены те парадоксальные явления, которые составляют важнейшую часть структуры баллистических движений – торможения конечного звена кинематической цепи, чему посвящены данные исследования. Н.А. Бернштейн прямо пишет: «Ускорения направлены от ударной цели в первой половине замаха; в течение всей его половины и в течение всего ударного пути они направлены к ударной цели» [2, с. 91]. Более того, рассчитанные нами по циклограмме Н.А. Бернштейна [2, с. 51] векторы ускорения ц.м. молотка по направлению почти точно совпадают с нашими, т.е. направлены против хода движения. Сказанное Н.А. Бернштейном может относиться только к продольным составляющим. Все наши исследования показали, что перед соприкосновением с ударяемым предметом все ускорения всегда направлены против хода движения, и это наиболее ярко отражается на вертикальных составляющих и реже – на продольных. Что же касается усилий удара, то они подсчитаны Н.А. Бернштейном как «живая сила удара» (т.е. масса звена, умноженная на квадрат скорости). Поскольку вектор скорости направлен точно по ходу движения, то и векторы кинетической энергии будут иметь то же направление (к ударной цели). В этом отношении у нас нет расхождений с материалами Н.А. Бернштейна.

Рис. 2. Изменения величин вертикальных (верхний рис.) и продольных (нижний рис.) составляющих траектории движения ц.м. молотка (кривая и шкала Ш), скорости его движения (кривая и шкала I) и ускорения (кривая и шкала П). Вертикальной линией отмечен момент соприкосновения с ударяемой поверхностью (ориг. 1993 г.)

Рис. 3. Изменения углов между звеньями руки при ударе молотком: 1 – угол в локтевом суставе, 2 – в лучезапястном, 3 – в плечевом, 4 – вертикальная составляющая ускорения п.м. молотка (ориг. 1993 г.)

Обратимся, однако, к полученным нами материалам. На рис. 1 показаны фактические траектории перемещения всех опознавательных точек руки и головки молотка, принятых нами, а также тех точек, которые применял Н.А. Бернштейн. Очевидно, что каких-либо принципиальных различий установить нельзя. Единственное различие – испытуемые Н.А. Бернштейна заносили молоток несколько назад, что вполне естественно при рубке зубилом. Рисунки совершенно одинаковые. Но анализ векторов скоростей и особенно ускорений (а значит, и усилий) дает поразительные различия. Рассмотрим рис. 2, на котором показаны составляющие траекторий, скоростей и ускорений движения центра массы головки молотка, от максимума замаха до соприкосновения с ударяемым предметом. По вертикальным (наиболее важным) составляющим траекторий движения максимум замаха (по траектории III) составляет около 1,400 мм от ударяемой поверхности (шкала III помещена крайней слева), по ходу удара понижается и к моменту соприкосновения выравнивается, пройдя около 500 мм, что вполне естественно. Вертикальная составляющая скорости постепенно возрастает (от -0,3 м/с) и к моменту соприкосновения с ударяемой поверхностью переходит через 0. (При этом следует учесть, что отсчет системы координат ведется от ударяемой поверхности.)

Что же касается ускорений (или усилий), то они сначала немного снижаются, затем за -0,3 с до соприкосновения с ударяемой поверхностью начинают резко возрастать и к этому моменту составляют 142,0 м/с2, на 0,030 с обгоняя достижение максимума вертикальной составляющей скорости движения головки молотка. Иными словами, происходит то, что было обнаружено нами при изучении удара футболиста: торможение не снижает скорости перемещения ударяющего предмета, наоборот, повышение продолжается. По продольным составляющим картина тоже вполне закономерная: траектория продольной составляющей перемещения приближается к вертикальной (удар обозначен через 0 по шкале III), переходит через него к моменту соприкосновения, и это перемещение продолжается уже после удара и происходит за счет упругости предохранителя. Продольная составляющая скорости к началу замаха достигает максимума (полный замах), затем снижается и к моменту сорикосновения с ударяемой поверхностью она равна около 0,3 м/с и направлена против хода движения (обозначения в системе координат: вперед – плюс, назад – минус).

Ускорения, которые в начале удара направлены назад, к моменту соприкосновения постепенно перемещаются вперед и, перейдя через 0, еще более смещаются вперед, т.е. если суммировать обе составляющие, то за 0,003 с до соприкосновения с ударяемым предметом суммарный вектор начнет смещаться назад-вверх (т.е. тормозить движение), с тем чтобы достигнуть максимума за 0,015 с до этого мгновения. Однако это не снижает скорости движения головки молотка: она продолжает возрастать и достигнет максимума через 0,025 с после максимума торможения. Иными словами, воспроизводит то, о чем сказано выше.

Анализ изменений углов между звеньями (рис. 3) не обнаруживает особых различий с материалами Н.А. Бернштейна. Как и следовало ожидать, наиболее заметны изменения угла в локтевом суставе (траектория 1), но не менее существенным следует считать наибольший, но характерный выступ книзу (т.е. на разгибание) траектории угла в лучезапястном суставе (траектория 2), предшествующий моменту соприкосновения с ударяемой поверхностью или даже почти совпадающий с ним. Это заключительное движение кисти книзу (сам удар). Если наложить на него вертикальную составляющую ускорений, то легко увидеть, что ее максимум совпадает с этим выступом. Вот для чего нужно было торможение – чтобы обеспечить устойчивость (жесткость системы) этого заключительного движения.

Подведем некоторые итоги. Принципиальная биомеханическая картина структуры ударного баллистического движения верхними конечностями человека оказалась полностью совпадающей со структурой аналогичного движения нижними конечностями. Наблюдается такое же предударное торможение конечного звена кинематической цепи, выполняющего это движение, но не снижающего, однако, скорости ее движения. Все это нуждалось в физиологическом объяснении. В свое время это объявили необходимостью сковать суставы для превращения конечности в единый жесткий рычаг с целью увеличения массы звена последнего ударяющей конечности и показали это с помощью анализа биоэлектрических потенциалов соответствующих мышц конечности. Посмотрим, какие результаты получили при аналогичных исследованиях другие лица, рассматривавшие эту проблему. Наиболее исчерпывающие исследования в данной области провела Р.С. Персон [5], которая изучала биоэлектрическую активность мышц-синергистов и особенно антагонистов при рубящем ударе молотком. Результаты ее исследований свидетельствуют о том, что у испытуемого, специально не подготовленного к этому движению, еще задолго до момента соприкосновения с ударяемым предметом активны и синергисты, и антагонисты, а у специально подготовленного антагонист (biceps) включается только перед соприкосновением, а синергист (triceps) одновременно с ним. Иными словами, превращение руки в единый рычаг с описанной выше биомеханической целью происходит наиболее рационально и в результате тренировки. Но обязательно происходит.

Остается слегка коснуться вопроса о происхождении данного парадоксального на первый взгляд явления. Считать, что оно имеет врожденное происхождение, конечно, не приходится. Такие явления не могут иметь подобного происхождения. По всей видимости, оно вырабатывается как стойкий навык в ходе освоения человеком остальных повседневных навыков. Например, ходьбы или бега. Ведь известно, что эти навыки, как показал еще Н.А. Бернштейн [3], окончательно вырабатываются у человека к восьми-девяти годам жизни. По всей видимости, следует считать, что в этот период вырабатываются и навыки баллистических движений, в структуру которых важнейшим элементом входит и описанное нами явление.

Литература

1. Бернштейн Н.А. Биомеханическая нормаль удара. Исследования Центрального института труда. Вып. 2.М., 1924.

2. Бернштейн Н.А. Исследования по биомеханике удара с помощью световой записи. Исследования Центрального института труда. Вып. 1, М., 1923.

3. Бернштейн Н.А. Исследования по биодинамике бега, ходьбы и прыжка. Труды Центрального научно-исследовательского института физкультуры. – М.: ФиС, 1940.

4. Донской Д.Д. Биомеханика спортивной техники. -М.: ФиС, 1971.

5. Персон Р. С. Мышцы-антагонисты в движениях человека. – М.: Наука, 1965.

6. Попова Т.С., Могилянская З.П. Техника изучения движений /Под ред. и при участии Н.А. Бернштейна. – М.: Стандартизация и рационализация, 1935.

7. Чхаидзе Л.В. Об управлении движениями человека. -М.:ФиС, 1970.

² Однако это влечет за собой одно коварное явление:сковывание голеностопного сустава приводит к тому, что угол между стопой и голенью резко уменьшается. В результате футболист, стремясь выполнить удар наиболее сильно, направляет мяч выше цели (ворот противника), огорчая себя и зрителей. Но о причине этого никто не догадывается.

Поступила в редакцию 03.09.96