Более точный выбор посадки

Высота седла. Сидя в седле, нога, опущенная пяткой на пе­даль в вертикальном положении шатунов, должна быть чуть согнутой. Угол между бедром и голенью составляет около 165...170° (см. рис. 2).

Положение седла по горизонтали

- Центровое. Обычно используют спринтеры, так как такое по­ложение седла позволяет эффективнее использовать силу мышц. При этом отвес из центра коленного сустава, выдвинутого вперед в горизонтальном положении шатунов, проходит через ось педали.

- Смещенное вперед (работа ног "под себя"). Используют гон­щики с лидером для приближения к мотоциклисту в более разрежен­ное пространство. Переход к посадке "под себя" путей сдвига по седлу вперед используется при подъеме в гору, при ускорении и финишировании, т.е. когда нужны большие усилия (си. рис. 2).

- Смещенное назад (работа ног "от себя"). Применяют пресле­дователи и шоссейники для большей непринужденности посадки и удобства педалирования в течение длительного времени. При посад­ке "от себя" отвес проходит на 1...5 см за осью педали (см.рис.З).

Возможность сдвигаться по седлу позволяет велосипедисту в зависимости от условий езды либо прикладывать большие усилия (сдвиг вперед), либо при меньших усилиях ехать в непринужденной посадке (сдвиг назад).

Положение стопы на педали (рис. 4).

Продольная ось стопы либо параллельна плоскости шатуна, либо немного ближе пяткой к шатуну. Ось педали находится под ос­нованием большого пальца (см. рис. 4) Этому положению соответствуют в сред­нем следующие расстояния Lот носка велотуфли до прорези шипа (табл. 2).

Рис. 4. Фиксация положения стопы па педали с помощью шипов: а - дюралюми­ниевого или пластмассового на закле­пках; б - кожаного, прибитого гвоздями. Глубина прорези шипов 5...10мм, ширина прорези 3 мм.

Таблица 2

Положение прорези шипа

Размер туклипсов. При вставленных в педаль шипах и заcте-гнутых ремнях просвет между туклипсом и велотуфлей должен быть минимальным, но туклипс не должен сдавливать ногу.

Назначение шипов, туклипсов и ремней станет ясным при рас­смотрении техники педалирования.

В настоящем разделе приведены лишь ориентиры подбора раци­ональной посадки; дальнейшее уточнение и улучшение ее - процесс творческий, зависящий от индивидуальных особенностей велосипеди­ста. Как птица узнается по полету, так и велосипедист - по ха­рактерным только ему посадке в манере педалирования.

3. Некоторые механические основы езды на велосипеде

Самым привлекательным в велосипеде, как раз и отвечающем смыслу этого слова, является скорость, достигаемая только собст­венными мускульными усилиями человека. Повышение скорости езды на велосипеде зависит прежде всего от энергетических возможнос­тей организма, сил сопротивления движению и от эффективности пе­ревода "живой" энергии организма в движение. Энергетические воз­можности организма повышаются рациональной тренировкой. Силы со­противления снижаются при улучшении обтекаемости, качества вело­сипеда и дорожного покрытия. Эффективность перевода энергии ор­ганизма в движение наряду с рациональной посадкой повышается при оптимизации режима затраты усилий за счет подбора частоты циклов педалирования ираспределения усилий в отдельном цикле. Иными словами - за счет рациональной техники педалирования.

Соотношение сил при езде на велосипеде

На рис. 5 с учетом соотношения численных значений показаны силы, определяющие скорость велосипедиста при равномерном движении по горизонтальному участку:

Р₁ и Р₂ - перпендикулярные к шатунам соста­вляющие прикла­дываемых усилий.

Усилия подтяги­вания при ис­пользовании ши­пов, ремней и туклипсов соста­вляют в среднем 25...30 % от уси­лий нажима Р₁;

Р_нц - сила натяжения цепи;

Рвр - сила вращения колеса, продольная составля­ющая силы действия колеса на покрытие;

Рдв - движущая сила, продольная составляющая реакции покрытия на заднее колесо;

P сопр - обобщенная сил сопротивления движение, зависящая от характера движения;

Рсопр ⁼ -Рдв - Твел ⁼ Рвр ⁺ Твел ⁼ Рвозд ⁺ Ткач * Твел (величины векторные), где

Рвозд - сила сопротивлении встречного потока воздуха;

Ткач - сила трения качения;

Твел - сила трения в велосипеде, приведенная к направлению движения.

Исследования, проводимые в аэродинамической трубе и методом буксировки через динамометр, показывают, что основное сопроти­вление движению оказывает встречный поток воздуха, В низкой об-текаемой посадке при скорости около 40 км/ч, хорошем покрытии и исправном состоянии гоночного велосипеда общие затраты усилий распределяются оледующим образом: Pвозд ~ 90 % Рсопр, Ткач ~ 7%

Рсопр и Твел~ 3% Рсопр. При этом около 70% силы сопротивления воздуха создается велосипедистом, а остальное - велосипедом. Т_кач зависит от покрытия, типа шин и степени их накачки, 90 % потерь на трение в велосипеде приходится на цепную передачу и каретку, остальное - на втулки колес.

В низкой посадке Р_сопр при скорости 10, 40 и 60 км/ч сос­тавляют соответственно около 3, 23 и 45 Н. При переходе из по­садки "на низ руля" в посадку "за верх руля" на скорости около 50 км/ч сила сопротивления возрастает о 26 до 60 Н.

Используя приведенные данные, рассмотрим следующие харак­терные случаи движения на велооипеде о различными соотношениями сил сопротивления и оценим значения сил движения Р_вр, Р_вд и

Р1 + Р2.

а) Равномерное движение по горизонтальному участку со ско­ростью около 40 км/ч в низкой посадке.

Рвр =Рдв ~ Рсопр ~ 23 Н, Рвозд ~ 21 Н Ткач ~ 2 Н, Твел ~ 1 Н

Принимая отношение диаметров колеса (27 дюймов) и ведомой шестерни (например, с 15 зубьями и шагом 12,7 ми) приблизительно равным 10, для силы натяжения цепи получим Р_нц~ 230 Н. Принимая отношение длины шатуна (например, 170 мм) и радиуса ведущей шес­терни (например, с 50 зубьями) приблизительно равным 1,3, для суммарных усилий на шатунах получим Р1 + Р2 ~ 180 Н.

б) Движение с ускорением 1 м/с² при скорости около 40 км/ч Рвр = Рдв ~ 90Н, из них Рускорения ~ 70 Н и Рвозд ~ 20 Н.

Рнц ~ 900 Н (при задней ведомой шестерне с 15 зубьями)

Р1 + Р2 ~ 700 Н (при передней ведущей шестерне с 50 зубьями).

в) Подъем в гору с крутизной 1:10 со скоростью 20 км/ч ^Рвр = ^Рдв~ 75 Н, из них ^Рскатывания~ 70 Н и Рвозд~ 5 Н Рнц ~ 670 Н (при задней ведомой шестерне с 19 зубьями) Р1 + Р2 ~ 510 Н (при передней ведущей шестерне с 50 зубьями).

Приведенные оценки суммарных тангенциальных усилий Р₁ + Р₂ является некоторыми средними для реально прикладываемых сильно пульсирующих усилий. Например, при езде на дорожном велосипеде усилия в верхней и нижней "мертвых" точках падают практически до нуля. Использование шипов, туклипсов и ремней на гоночном вело­сипеде может повысить усилия обеих ног вблизи этих точек, од­нако неравномерность распределения усилий в цикле остается су­щественной (рис. 6). Поэтому, на самом деяе, рассмотренные слу­чаи движения носят не строго равномерный или равномерно-ускорен­ный характер, а является пульсирующими. Наиболее наглядно это проявляется при разгоне с места, когда усилия нажима могут пре­вышать 1000 Н, а вблизи "мертвых" точек практически отсутствуют. При этом велосипедист набирает скорость скачками.

Частота педалирования

При анализе лучших мирових или достаточно высоких достиже­ний в велоспорте обращает на себя внимание стабильность частоты вращения шатунов как у различных гонщиков, так и по мере улуч­шения этих достижений (табл. 8).

Таблица 8

Динамика мировых рекордов в часовой велосипедной гонке на открытом треке

Можно полагать, что частоты педалирования, выявленные та­ким опытным путем, являютоя оптимальными и обеспечивают рациона­льную (эффективную) езду на велосипеде. При заданной скорости пе­редвижения оптимальная 100-110 об/мин чаотота педалирования мо­жет быть установлена подбором соотношеиия размеров ведущей и ве­домой шестерен. Это соотношение чаще всего по традиции связывают с величиной, называемой "передача" (П) или о менее употребляемой величиной "укладка" (У). С помочью таблицы значений передач и укладок дяя различное соотношений количеств зубьев передней и задней шестерен делают соответствующий их выбор.

Передача и укладка

П = (Zп/Zз)*27", в дюймах, где Zп -кол-во зубьев ведущей шестер-ни; Zз - кол-во зубьев ведомой шестерни, задней; 27" - диаметр Д колеса в дюймах. Хотя величина "передача" менее наглядна и не учитывает возможные изменения размеров заднего колеоа и шатунов, по традиции она более употребляема *), чем величина "укладка".

*) Правильнее было бы пользоваться более универсальным и наглядным понятием "соотношение сил" Р1 + Р2 / Рвр = = (Zп/Zз)*Дколеса/2L шатуна, си. рис. 5, но традиции мирового велоспорта оказываются сильнее. Чем больше соотношение сил, тем более силовой характер носит режим педалирования.

У =(Zп/Zз) * 27" * 0,0254 *3.14, в м, где I" - 1 дюйм = 0,0254 м. Укладка - это путь, проходимый колесом за один оборот шатуна.

П р и м е р: Zп = 50, Zз = 15;

П = 50/15 * 27" =90", У = 50/15 * 27 * 0,0254 * 3,14 = 7,17м.

Чем больше передача и укладка, тем при заданной окорости больше усилия и меньше частота педалирования. Набор шестерен слу­жит для подбора соотношения: прилагаемые усилия - частота педалирования (ЧП). На шоссейном велосипеде такой оптимальный подбор делают с помощью переднего и заднего переключателей передач. На трековом же велосипеде, не имеющем свободного хода и переключа­телей, требуется замена шестерен.

Выбор передачи на трековом велосипеде можно сделать на ос­новании предполагаемого результата - t(мин) на дистанции - S(м) по формуле П = S/(t*ЧП_0ПТ •0,0254*3,14), в дюймах

Пример: S = 4000 м, t = 5 мин 30 с (II спортивный раз­ряд в индив. гонке)

П = 4000 м/(5,5 мин * 103 об/мин * 0,0254 *3,14) = 88, 5".

Ближе всего такой передаче соответствует соотношение шестерен Zп = 49 и Zз = 15 (П = 88,2").

Техника педалирования

Кратко рациональную технику педалирования можно выразить словами: на педали нужно не только нажимать, их нужно вращать.

Рациональность педалирования слагается из двух моментов. Первый, чисто механический, подразумевает, что усилия должны спо­собствовать вращению шатунов, т.е. направляться перпендикулярно к ним. Другие же бесполезные составляющие усилий желательно по возможности устранить. Каждая ного "крутит" шатун по возможности на протяжении всего оборота. Если при горизонтальном положений шатунов одна нога нажимает на педаль, то другая подтягивает; при вертикальном положении шатунов одна нога "проводит" а другая "проталкивает" (рис. 6).

Такое педалирование по­лучило название кругово­го. Использование вело-туфлей с шипаии, тукли-псов и ремней помогает его выполнению. Большое значение в "подстраива-нии" усилий перпендику­лярно шатунам имеет по­ложение стопы. При про­талкивании и нажиме оно ближе к горизонтальному, а при проводке и подтя­гивании носок опускает- ся и его движение напоминает как бы "поглажи­вание ". Овладение техникой кругового педалирования можно начать с пооче­редной концентрации вни­мания за движением каж­дой ноги. При этом надо научиться по желанию переключаться в раз­личные рабочие зоны, например, только нажимать и проводить или только подтягивать и проталкивать. Затем объединить эти зоны сна­чала для одной ноги, а позже - для обеих одновременно. Использо­вание велостанка эначительно облегчает и ускоряет освоение тех­ники педалирования.

Второй, биомеханический, момент техники педалирования свя­зан со следующим. При круговом педалировании в работу включается большее количество мышц, поэтому нагрузка, а следовательно, и утомляемость каждой отдельной снижаются. Иногда может быть также полезным, напротив, переключение в неосновную рабочую зону (про­водка, подтягивание) с тем, чтобы дать возможность отдохнуть ос­новным рабочим, мышцам бедра, осуществляющим нажим, перед реша­ющим моментом (рывком, фишем, тяжелым подъемом в гору). К био­механической особенности рационального педалирования можно отне­сти также и существование оптимального соотношения между интен­сивностью усилий и частотой их приложения. Согласно табл. 3 для эффективной длительной езды на велосипеде частота педалирования близка к 100 об/кин.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: