速度轮滑双推技术动力之粗浅解析

摘要:      众所周知,十几年来,在全世界速度轮滑领域里的运动员,教练员和专家学者的共同积极实践和研究探讨下.速度轮滑的技术有了突飞猛进的发展.随着技术的改进,器材的革新,规则的完善,赛事的推动.速度轮

     众所周知,十几年来,在全世界速度轮滑领域里的运动员,教练员和专家学者的共同积极实践和研究探讨下.速度轮滑的技术有了突飞猛进的发展.随着技术的改进,器材的革新,规则的完善,赛事的推动.速度轮滑已经成为一项完全独立的体育运动.并有进入奥运之势.特别是双推技术的出现,更是全面提升了速度轮滑技术平台.运动员运用双推技术后,专业比赛成绩逐年提高.甚至对于速度轮滑的母本运动—速度滑冰都出现了反哺式的影响.我们也高兴的看到,速度轮滑的双推技术在运动员的比赛实践推动下,一直在不断的改进和提高.已经逐渐成为速度轮滑直道滑行的必要技术.同时,和速度滑冰一样,速度轮滑也成为老少皆宜的全民健身运动项目.

       存在决定意识.双推技术在实战中的运用以及对比赛成绩的帮助,使人们对这项技术的动力学原理产生了兴趣.大家最直接的兴趣就是.这样滑为什么能省力而且出成绩?

       一项先进的滑行技术必然有它的理论原理和力学解析.十年来我多次拜读了student123(张榕老师),托塔天王(刘文忠教练)和轮滑风(资深轮滑人士)等滑友关于双推技术的帖子和文章,观看优秀运动员的示范录像,用心学习,受益匪浅.我在学习并运用双推技术的过程中,也尝试对双推的动力学原理进行了粗浅的分析.形成了一些心得和体会.最近闲暇之余,将双推技术的动力学解析制成了示意图.形成文章.现将文章中的图象部分内容拿出来与大家分享.纯属管见,仅供参考,倘若有误,一笑置之.

       下面是我绘制的速度轮滑中传统滑行,双推滑行,弯道滑行动力解析示意图和文字解析图.主要是平面上的动力解析,没有过多地描述技术动作结构,相信比较好地掌握了双推技术的滑友们一定能看懂的.在研究这几张示意图之前.我特别希望与滑友们达成以下几个概念与观点上的共识.为了避免在双推概念上产生抠字眼方面的麻烦,我们在研讨和解析中把双推叫做内刃蹬地和外刃蹬地(其实就是一推和二推).

       1.滑行者在平面场地滑行中受动力和阻力这两个力的作用.滑行过程主要是动力克服阻力做功的匀速运动过程.我们平时所说的惯性滑行实际上是只有阻力在做负功的减速滑行过程.
       动力大于阻力时做加速滑行(例如起跑或超越对手时).
       动力等于阻力时做匀速滑行(例如巡航滑行时).
       动力小于阻力时做减速滑行(例如体力下降时).

       2.动力:轮滑的动力是轮子对地面的弹蹬(包括重力)产生的与蹬地方向相反的力.这个力由水平方向对轮子的静摩擦力与竖直方向上对身体的反弹力而矢量合成.正是这个水平静摩擦力和竖直反弹力推动身体横向运动和上下运动.为了使问题简单化,下面的几个图主要是对水平方向的静摩擦力进行动力解析.竖直方向上的反弹力以后还要有专门的解析.需要指出的是,在轮滑的动力分析中不能忽略了对竖直反弹力的分析.这个反弹力会改变身体的动能和势能,是滑行中的立体辅助动力.由于轮滑不能以太小的倾角蹬地,所以这个地面反弹力就更为重要.在双推技术中也很重要.

       在进行动力解析时特别重要的是:无论是内刃蹬地还是外刃蹬地,只要产生的静摩擦力在Y轴上有正向的分力.那么这个正向分力力就是动力,做正功增加动能.如果产生的静摩擦力在Y轴上有负向的分力.那么这个负向分力就是阻力,做负功减少动能.

       只有两个脚的轮子同时着地并且至少有一个脚在蹬地,另外一只滑足才能在轮子的滑行方向(切线方向)受到切向力而产生加速度(动力大于阻力时).这个蹬地足一旦离地而只剩下一只滑足滑行时,则这个切向力同时结束.也就是说,单足滑行时无论是内刃蹬地还是外刃蹬地都不能产生滑行的切向加速度.但只要是这个蹬力产生的静摩擦力有Y轴正向分力,就会做正功,增加整个身体的动能,并且带动轮子将动能最终沿着滑行方向释放.相信大家都知道,正确的滑行过程中,双轮同时着地的时间所占比例是很小的.也就是说.速度轮滑大部分是一个动力转换成身体动能而克服阻力做功的匀速滑行过程.有动力不等于一定有加速度,只有动力大于阻力,即合外力大于零时,才能产生加速度.这是牛顿第二定律的实质内容.就如同我们在推一个物体做匀速直线运动时,我们的力并没有使物体产生加速度,但这个力转化成为物体的动能克服阻力做功了,从而保持了物体的匀速直线运动.在速度轮滑技术上,整体没有产生加速度的正向动力并非不做功.特别是运动员在维系高速匀速滑行前进时,需要很强的动力输出.因为速度越高阻力越大.

       3.阻力:轮滑的阻力由风阻,轮阻,轴阻三部分组成.
       风阻:滑行过程中空气对身体的压力,与滑行速度的平方和身体在前进方向上的有效截面成正比.是阻力中最大的力.
       轮阻:轮子在滚动时地面对轮子的阻力.这个力取决于场地的性质和轮子的材质(这两方面技术含量非常高,不同的场地和轮子之间差别很大),是阻力中第二大的力.
       轴阻:轴承转动时产生的阻力,取决于轴承的综合性能.是阻力中最小的力.

       4.轮滑蹬地的夹角和滑冰不一样,不是越小越好,与地面夹角太小时会因为蹬地力过大而脱滑.轮滑蹬地时要加强向下的力量,从而增大轮子对地面的压力,使静摩擦力(摩擦力等于轮子对地面的正压力乘以摩擦系数,正压力是变量,摩擦系数是常量)加大而不会脱滑.夸张一点形容:冰要横蹬,轮要竖蹬.

       5.现在的110mm的大轮子高速旋转时会产生很大的转动能量.所以轮子要时刻保持高速旋转才能有最佳续航能力.特别是滑长距离时,轮子蹬地离开地面时一定不能向后蹬而使轮子转速降低甚至反转.以避免再着地时由于转数太低甚至反转而受到地面的“拱力”造成减速.应该是滑中有蹬,蹬中有滑.

       6.轮滑的身位比滑冰要高一些.风阻比滑冰高.而且轮阻加上轴阻要远大于冰刀在冰面滑行时的冰阻.所以,轮滑的滑足要多创造蹬地的状态,小力多蹬,减少惯性滑行状态.才能把速度维持在较高的水平.这就是双推技术的动力学基理.尽管当初的双推技术发明者并不一定考虑这么多的动力学原理.

    传统滑法滑足着地后分为惯性滑行–内刃蹬地两个阶段.请看图1.

 

      双推滑法滑足着地后分为外刃蹬地–惯性滑行–内刃蹬地三个阶段.多了一个外刃蹬地状态.就是多了这个外刃蹬地阶段,尽管是一个不大的力.但已经改变了传统滑法着地后只能进入减速惯性滑行的局面.请看图2.

       7.对于速度轮滑进行动力解析时,研究方法应该主要是进行力的分解与合成研究,力是克服阻力做功的必要和充分条件,蹬地产生动力后(方向唯一),浮足着地时的角度和滑行方向理论上有无穷多个,速度方向不是唯一的(所以用速度合成来确定滑行方向是不准确的),与滑行技术,项目,速度,战术,场地等都有关系.轮滑的技术特性决定了浮足着地后的滑行方向是可以选择的.特别是在比赛实战中更是如此.比如在静止起跑或开滑时,滑行速度从零开始,但滑行方向并不是与静摩擦力方向完全一致.

     8.蹬地的最终目的是推动身体向侧前方向运动产生动能.滑行是动能的释放.是身体的运动带动滑行,而不是滑行带动身体.所以,滑行的方向有时和身体运动的方向是不一致的.这正是滑行技术的精妙之处.正是这种钟摆效应才能使滑行充满运动的美感并且省力.

     9.对双推技术提出异议的朋友关注的焦点是认为外刃走内弧时转向后半弧滑行时的蹬地静摩擦力有向后的分力,有减速作用.这种异议是有道理的.如果在这个后半弧滑行阶段还在蹬地,那确实是会产生向后的分力的.但需要说明的是:走内弧时后半弧蹬地是错误的动作,技术上叫晚蹬地,不是真正的双推技术动作.这也是好多业余滑友在初学双推时扭来扭去感觉滑不快也不省力的原因之一.正确的双推技术动作是:走内弧时前半弧时小外刃转大外刃蹬地,后半弧时惯性滑行同时外刃转平刃,然后接内刃蹬地.后半弧以后的动作和传统滑法是一样的.其实双推技术就是比传统技术多了一个外刃的走内弧时的前半弧蹬地.请看图2.

       另外,需要特别指出.外刃蹬地滑行和外刃惯性滑行是两个技术动作.虽然都是外刃滑行并且身体倾倒,看上去没有区别.但蹬地时轮子对地面的压力要比惯性追弧滑行时大得多.外刃蹬地时是蹬滑合一,蹬中有滑.外刃惯性追弧滑行时是顺势滑行,滑而不蹬.这一点非常重要,相信掌握了双推技术的滑友们都有正确的体会.批评和质疑是一种动力.对外刃走内弧时后半弧蹬地产生反向分力的异议,提醒了学习双推技术不太得法的滑友要掌握正确的外刃蹬地技术和时机.该蹬时则蹬,该滑时则滑.掌握好蹬滑转换的节奏,走出单脚滑行过程的蹬—滑—蹬三阶段,才能真正学会双推技术.请看图2.

    10.速度轮滑的双推技术是一种直道滑行的高级技术,欲速则不达.建议滑友们在学习双推技术之前先练好传统滑行技术的基本功.特别是小开角外刃着地技术和重心移动技术,以及身体倾倒单脚外刃追弧滑行技术.然后再学习双推技术.这样才能扎实地掌握双推技术.避免出现邯郸学步的现象.单推是速度轮滑的基础,内刃蹬地是轮滑的主要动力.外刃蹬地是辅助动力.内外刃蹬地动作合理的组合与衔接是技术的难点.

结语:
    1.速度轮滑双推技术中比传统滑法增加了一段外刃着地时与身体运动方向相反的走内弧线蹬地动作.这个动作产生的静摩擦力指向侧前方向,有Y轴上的正向分量.所以这个力是动力,做正功,使动能增加.

    2.轮子滑行内弧钱的后半弧(二象限BC 段)是动能释放的惯性滑行阶段,同时滑足由外刃迅速转向平刃.这个阶段不能蹬地,如果蹬地(这是错误动作,不是真正的双推技术动作)就会产生一个向后的Y轴负向分力.这个力是阻力,做负功,使动能减少.

    3.学习和使用速度轮滑的双推技术,在动力运用上要掌握好滑足着地后的外刃蹬—惯性滑—内刃蹬这三个滑行阶段的节奏.双脚的合理衔接及单脚滑行三个阶段的衔接是双推的技术难点.

    4.只有两个脚的轮子同时着地并且至少有一个脚在蹬地,另外一只滑足才能在轮子的滑行方向(切线方向)产生加速度(动力大于阻力时).也就是说,单足滑行时无论是内刃蹬地还是外刃蹬地都不能产生滑行曲线的切向加速度(因为摩擦力与滑行方向垂直).但只要是这个蹬力产生的静摩擦力有Y轴正向分力,就是身体向前运动的动力,就会做正功,增加整个身体的动能,并且带动轮子将动能最终沿着滑行方向释放.蹬地的最终目的是推动身体向侧前方向运动产生动能.滑行是动能的释放.是身体的运动带动滑行,而不是滑行带动身体.动力不一定总是作用在轮子滑行的切线方向并且产生加速度.所以,滑行的方向有时和身体运动的方向是不一致的.这正是滑行技术的精妙之处.正是这种钟摆效应产生的滑行曲线,才能充分利用体重蹬地使滑行充满运动的美感并且省力.

    5.速度轮滑大部分是一个动力转换成身体动能而克服阻力做功的匀速滑行过程.有动力不等于一定有加速度,只有动力大于阻力,即合外力大于零时,才能产生加速度.展望与期望:

    1.任何一项被实践证明的优秀的技术都不可能是完美的,只能是一个新的技术高度.绝不可能是顶峰.速度轮滑的双推技术也是如此.事实上十几年来国际上的专家和运动员一直在对双推技术进行着改进和完善.前景是光明的.相信大家看一下当年查德.海德里克的滑行技术动作和当前乔伊.曼提亚的技术动作都会有各自的见解,也会为双推技术进步之快而感到欣喜.期望业内专家运动员和广大速度轮滑爱好者能更加关注和支持速度轮滑技术的升级进步.把速度轮滑项目和技术推向更高的水平.

    2.一项先进技术的产生与发展需要长期的实践过程.实践是检验真理的唯一标准,而不是理论.双推技术也不例外.所以,要用更先进的技术来取代现有技术,不仅需要长期的实践和理论探索,更要满足下面三个充要条件:一是开发出一种新技术,二是有人使用这种新技术,三是使用这种新技术在世界规模的比赛中取得顶级成绩.同时对技术进行科学合理的动力解析,舍此别无他途.我们期望着国内外业内外人士能够研究开发出更加先进的速度轮滑技术,提升速度轮滑的竞技成绩,扩大速度轮滑的国际影响,为速度轮滑项目早日走进奥运会尽大家的绵薄之力.