李 博,刘翠佳,杨 威,黎涌明,4*
(1.上海体育学院,上海 200438;2.福建师范大学,福建 福州 350108;3.哈尔滨市冬季运动项目训练中心,黑龙江 哈尔滨 150036;4.国家体育总局体育科学研究所,北京 100061)
2019/2020赛季速度滑冰有3个新的世界纪录诞生,作为一项历史悠久的运动项目,速度滑冰在追求更快的道路上从未停止。有研究表明,在速度滑冰成绩提高的因素中器材的改进约占到了50%,场地设施的改进、分离式冰鞋和紧身速滑服对滑冰成绩的提升起到了非常重要的作用(蔡旭旦等,2020;杨宸灏等,2020)。而剩下的50%主要来自运动员自身能力的提升,而这主要体现在速度滑冰技术的改进和运动员身体机能的增强(De Koning,2010)。低姿滑冰技术,运动员的形态学、生理学研究的不断深入以及训练的改进对速度滑冰成绩提升均起到了非常重要的作用。
2022年北京冬奥会速度滑冰比赛共设有14个小项,是所有参赛项目中金牌数最多的项目,其中单人项目10个,按照比赛距离划分为短距离(500 m、1 000 m)、中距离(1 500 m)和长距离(3 000 m、5 000 m和10 000 m)。目前荷兰是速度滑冰竞技水平较高的国家,截止2018年平昌冬奥会,荷兰在速度滑冰项目共拿到了42枚金牌,占该项目金牌总数的22.5%,211枚奖牌,占奖牌总数的22.0%。我国在速度滑冰项目仅获得1枚金牌,8枚奖牌。2022年北京冬奥会举办在即,快速提高速度滑冰项目成绩对提升我国在冬季项目的竞技实力有着非常重要的意义。然而在过去的两个赛季里,我国速度滑冰运动员在世界杯比赛中共获得1枚金牌和2枚银牌,落后于荷兰(31金、29银、25铜)、俄罗斯(22金、25银、35铜)和日本(18金、20银、15铜)等国,反映出我国速度滑冰整体竞技实力有待提升(李博等,2020)。速度滑冰作为冰上竞速类项目,对运动员的滑冰技术和生理学能力都有着较高的要求。为了快速提高中国速度滑冰的成绩,需要从科学的角度加深对速度滑冰生物力学、生理学和训练学在内的项目特征的认识。
在多数运动中,人体通过肌肉收缩推动接触面产生与推力方向相反的运动,例如,跑步时向后蹬地推动人向前运动(图1A)(De Koning et al.,2000b)。但滑冰与多数运动不同,由于冰面摩擦力较小,人在冰面滑行时不能通过向后推动冰面产生向前的速度,最有效的发力方向为水平面内垂直于滑冰前进方向,而滑冰技术的难点在于把侧向的蹬冰力转换为向前的速度(图1B)(侯广庆等,2006;De Koning et al.,2000b)。滑冰时推力的反作用力(Fp)与冰面的夹角叫作蹬冰角(α),Fp可以分解为水平分力(Fz)和垂直向上的分力(Fy),但是Fy并不能帮助滑冰前进,因此α越小Fz就越大,蹬冰的效率就越高(De Koning et al.,2000b)(图 1B)。Fp的水平分量会产生一个垂直于滑冰方向X的加速度,使身体由蹬冰腿向支撑腿一侧加速运动。侧向加速度产生的速度与原滑冰方向的速度共同合成了一个新的速度,这个新的速度会稍微改变运动员的前进方向,当运动员左右腿交替蹬冰滑行时,运动员沿着冰道方向成正弦曲线运动(Van Der Kruk et al.,2018)(图2B)。滑行过程中的重心相对较低,蹬冰时膝关节伸展使重心略微升高,左右腿交替滑行时身体重心在前视图内也会呈现正弦曲线运动(图2A)。
图1 跑步与速度滑冰在推进力上的差异(De Koning et al.,2000b)Figure 1.Differences in Running and Speed Skating in Propulsion(De Koning et al.,2000b)
由于滑冰生物力学的特殊性,正确的滑冰技术对速度滑冰尤为重要。速度滑冰从起跑到滑行动作技术有很大差异,运动员以跑步式(running-like)技术启动在冰面快速奔跑,在启动的几步之后(男6步,女7步)滑行的距离变长,膝关节的屈伸幅度逐渐增加,运动员开始使用滑冰技术(De Koning et al.,1995)。滑冰动作周期一般分为3个阶段,滑行、蹬冰和收腿。以右腿为例,在左腿蹬冰的作用下右腿向前滑行,此时左右冰刀都留在地面,滑行末期右腿快速伸膝发力蹬冰,重心转移到左侧滑行,右腿蹬冰结束后快速收腿,准备下一次滑行(图2A)(Van Der Kruk et al.,2018)。
图2 速度滑冰直线滑行时运动员的前视图与俯视图(Van Der Kruk et al.,2018)Figure 2.Front and Top View of Athletes During Straight Skating(Van Der Kruk et al.,2018)
速度滑冰约80%的能量损失来自风阻,运动员必须保持低坐位(low-sitting)的滑冰姿势以减小风阻。低坐位滑冰姿势的运动学特征主要表现在滑冰时身体关节角度的变化(图3)。有研究表明,优秀速度滑冰运动员冰面滑行时的膝关节角度(θ0)在 90°~110°(Van Ingen Schenau et al.,1983c;Yuda et al.,2007),躯干与水平面的夹角(θ1)约15°(Van Ingen Schenau,1982),蹬冰时 α 约 55°(Noordhof et al.,2014),蹬冰膝关节在 0.2 s内快速伸展至 170°(传统冰鞋的最大伸展角度 160°)(Houdijk et al.,2000)。但低坐位的滑冰姿势会增加滑冰运动员下肢肌肉的张力,间歇性的阻断血流供应,从而增加对下肢无氧供能的募集(Foster et al.,1999b)。累积的代谢废物也会进一步增加运动员的疲劳程度,较高的血乳酸浓度会导致速度滑冰运动员因疲劳而不能保持良好的滑冰技术,运动员的θ0、α随着比赛的进行逐渐增加,蹬冰效率随之不断下降。
图3 直道滑行时速度滑冰的姿态Figure 3. Speed Skating Posture in the Straight
早期研究通过滑冰姿势估算滑冰运动员的能量损失,De Koning等(2005)通过实验研究发现,速度滑冰1 500 m比赛中运动员的θ0随比赛的进行而增加,θ1随比赛的进行而减小,运动员速度变化约有42%是由于滑冰姿势变化引起的。但是,Noordhof等(2013)对速度滑冰5 000 m的研究表明,比赛中滑冰速度的降低与α的增加显著相关,与θ0和θ1之间变化不存在相关性,因此该研究认为,比赛中滑冰速度的下降并不是因为空气阻力的增加,而且由于α增加导致蹬冰效率下降。随后Noordhof等(2014)进一步推算得出,在速度滑冰比赛中α每增加1°会使1 500 m比赛中速度减小0.011 m/s,5 000 m比赛速度减小0.069 m/s,因此在长距离速度滑冰中维持较小的α尤为重要。值得注意的是,以往的研究将α定义为蹬冰腿与冰面的夹角,但是Van Der Kurk(2016)的研究表明,蹬冰的作用力并不沿此连线,蹬冰力的方向与小腿之间还存在踝扭角(ankle kink)。这提示,以往对α的研究可能存在不足。
速度滑冰直线与弯道技术的差异较大,弯道滑行时需要运动员的左腿向右侧蹬冰,右腿在左腿前快速交叉步,滑行时重心向场地内倾斜以更好地利用向心力,这大大增加了弯道滑行时的技术难度(De Boer et al.,1987a)。不同于速度滑冰直道滑行时蹬冰腿发力都指向身体对侧,弯道滑行时运动员左右腿都需要向身体右侧蹬冰,这造成了运动员左右腿发力不对称。研究发现,运动员弯道滑行时左腿的平均功率输出为(4.38±0.48)W/kg,右腿的输出功率为(3.00±0.63)W/kg,而直线时左右腿输出功率均为(3.94±0.72)W/kg(De Koning et al.,1991)。发力的不对称性也体现在运动员下肢肌肉氧饱和的变化,通过近红外光谱仪测得运动员在直道滑行时左右腿肌肉氧饱和度交替上升与下降,而在弯道滑行时左腿的肌肉氧饱和度始终高于右腿(Hettinga et al.,2016)。
不同水平速度滑冰运动员的弯道技术存在一定差异,在此方面日本和韩国的研究者对弯道滑冰技术细节有着更加深入的研究。Yuda等(2003,2004)研究发现,弯道速度快的运动员开始蹬冰时身体与冰面的夹角更小,身体重心能够充分的倾斜到场地内。高水平运动员还表现出弯道蹬冰的时间更短,蹬冰时膝关节的伸展角度更大(De Boer et al.,1987a),在长距离比赛后半段弯道蹬冰频率更高,滑冰动作中滑行阶段时间更短(Yuda et al.,2007),单圈比赛中的速度变化率更小(Takenaka et al.,2011)。此外,还有研究发现,在速度滑冰500 m比赛中弯道速度快的运动员并不一定能在比赛中获得更好的成绩(Song et al.,2018)。这似乎表明,频繁的加减速会导致运动员额外的能量消耗,弯道速度可能并不是决定运动员比赛获胜的决定因素,运动员还要重视弯道与直道的衔接以及出弯道之后的降速问题。
对2018年平昌冬奥会速度滑冰运动员身高、体重的信息统计发现(表1),速度滑冰男子不同项目运动员的平均身高178~182 cm,平均体重72~79 kg,女子运动员平均身高168~172 cm,平均体重56~62 kg。速度滑冰不同项目之间运动员的平均身高和体重差异不大。同样,De Greeff等(2011)和De Koning等(1994)对青少年精英速度滑冰运动员的研究均发现,体型与参赛项目和运动成绩之间均不相关。此外,Kudybyn等(2018)对2012—2016年世界级优秀速度滑冰运动员体重信息统计发现,速度滑冰不同比赛项目之间的平均体重不存在明显差异,这与多数耐力项目短距离运动员身材更加高大有所不同。这似乎表明体型可能并不是制约速度滑冰成绩的关键因素。对高水平运动员体型与运动成绩之间的关系有待更加深入的研究。
表1 平昌冬奥会速度滑冰动员身高、体重信息统计Table 1 Statistics on Height and Mass of Speed Skaters in Pyeongchang Winter Olympics
尽管现有的研究表明,精英速度滑冰运动员运动成绩与体型不存在相关性,但是在身体结构上可能存在一定的差异。Sovak等(1987)对加拿大速度滑冰国家队运动员的研究发现,精英级速度滑冰运动员与大学生运动员相比下肢更短,躯干更长。Van Ingen Schenau等(1983c)对5名精英级速度滑冰运动员与普通速度滑冰运动员形态学特征对比发现,虽然两者的身高、腿长无明显差异,但是精英级运动员的大腿更短小腿更长。鉴于上述两篇研究发表的时间较早(距今超过30年),其数据的参考价值有待进一步验证。尽管速度滑冰运动员在体型上似乎与普通人没有明显差异,但是研究表明,优秀速滑运动员大腿围度和肌肉量比大学生运动员、马拉松运动员、短跑运动员、花样滑冰运动员和低水平速度滑冰运动员更高(Akahane et al.,2006;Sovak et al.,1987)。这也反映了大腿维度和肌肉量在速度滑冰中的重要性。
身体成分是除了体型和身体结构以外人体形态学研究的重点。Van Ingen Schenau等(1983b)研究发现,相对输出功率(W/kg)高的运动员往往有着更好的运动成绩,因此运动员保持相对较高的肌肉量和较低的体脂率就显得尤为重要,高水平速滑运动员体脂率应保持在男子<10%、女子<20%。高维纬等(1993)对中国速度滑冰运动员身体成分的研究发现,男子短距离运动员体脂率为9.6%、全能运动员为10.9%,女运动员短距离为24.1%,全能运动员为23.7%,均高于世界高水平运动员的体脂率。刘俊一等(2010)对中国女子短道速滑国家队运动员2007—2008赛季7个月的训练和比赛发现,女子短道速滑队的体脂率从赛季初的24.2%下降至22.7%。Pollock等(1982)在对美国男子不同水平速滑运动员体脂率的调查发现,奥运组的体脂7.6%<非奥运组8.1%<普通人13.6%。Van Ingen Schenau等(1990)运用公式推算认为,速度滑冰运动员每降低1 kg体脂,可以使500 m速滑的成绩提高0.12 s。但是De Koning等(1994)对荷兰速度滑冰青年国家队运动员长达5年的跟踪研究发现,男(9.6%~11.0%)、女(20.0%~22.2%)运动员在16~21岁的体脂率变化并不大,且体脂率与运动成绩之间并不存在相关性。综合上述研究结果,本研究认为,优秀速度滑冰运动员体脂率应维持在男子约10%、女子约20%。
速度滑冰运动员需要在0.2 s内快速蹬冰发力,这对运动员的无氧能力有着较高的要求。对高水平速度滑冰运动员30 s Wingate测试的研究发现,男运动员的峰值功率为1 260.0~1 910.0 W(16.6~24.4 W/kg),平均功率为947.5~1 054.0 W(11.2~14.2 W/kg)(De Koning et al.,1994;Foster et al.,1993;Greeff et al.,2011;Hofman et al.,2017;Smith et al.,1991;Van Ingen Schenau et al.,1988,1992);优秀女运动员的峰值功率为840.7~1 316 W(11.4~20.0 W/kg),平均功率为 641.4~769 W(9.3~12.6 W/kg)(De Koning et al.,1994;Greeff et al.,2011;Hofman et al.,2017;Schenau et al.,1988;Smith et al.,1991;Van Ingen Schenau et al.,1998),均达到美国大学生运动联盟(NCAA)中30 s Wingate测试精英级标准(男子峰值功率>13.74 W/kg,平均功率>9.79 W/kg,女子峰值功率>11.07 W/kg,平均功率>8.22 W/kg)(Zupan et al.,2009)。我国速度滑冰运动员30 s Wingate测试男子峰值功率为793.2~876.3 W(10.7~11.5 W/kg)、平均功率为 534.2~622.7 W(8.9~9.6 W/kg);女子峰值功率为619.2~682.3 W(8.2~10.9 W/kg)、平均功率为406.3~483.8 W(7.4~10.3 W/kg)(王晶晶 等,2014;张元锋等,2008)。这提示,我国运动员30 s Wingate测试的峰值功率和平均功率均小于世界水平运动员。
30 s Wingate测试对速度滑冰运动员的成绩有着非常重要的意义。De Koning等(1994)对荷兰青年速度滑冰运动员的研究发现,高水平速度滑冰运动员30 s Wingate测试的峰值功率和平均功率(男子1 454.7 W,1 054.0 W;女子:970.5 W,742.5 W)均高于低水平运动员(男子1 385.7 W,1 026.6 W;女子892.3 W,668.1 W),但是在相对功率上均不存在太大差异。Greeff等(2011)对荷兰青少年速度滑冰运动员的研究发现,30 s Wingate测试的相对输出功率与500 m速度滑冰成绩正相关,与3 000 m成绩负相关。Smith等(1991)对加拿大运动员的研究同样发现,短距离速度滑冰运动员30 s Wingate测试5 s峰值功率为16.6 W/kg,显著高于全能运动员(14.4 W/kg),且与500 m成绩正相关。然而,Van Ingen Schenau等(1992)对荷兰青年速度滑冰运动员1987/1988赛季年度训练间的30 s Wingate测试进行分析发现,运动员平均相对功率(男子约14 W/kg,女子约12 W/kg)并没有太大变化,且不同运动员之间平均功率的变化与运动成绩之间并不一致。但是近年来Hofman等(2017)对荷兰1 500 m奥运级速度滑冰运动员进行连续3年的跟踪研究,对运动员夏季陆上训练结束时的30 s Wingate测试结果与运动员冬季冰上比赛的成绩进行回归分析,得出速度滑冰运动员30 s Wingate测试峰值功率和平均功率每提高1 W/kg,将会使1 500 m男子成绩提高0.92 s和2.32 s,女子提高0.75 s和2.05 s。综合上述研究结果本研究认为,速度滑冰运动员对无氧能力有着非常高的要求,我国运动员的无氧能力存在较大的差距,30 s Wingate测试对速度滑冰运动员择项和训练均有着非常重要的指导意义。
速度滑冰不同比赛距离对应的最佳能量供应系统和肌纤维类型可能存在一定的差异,其中慢肌纤维I型主要作用在于维持滑冰姿势,快肌(Ⅱ型)纤维则在膝关节快速发力时起到重要作用(De Groot et al.,1987)。Yazvikov等(1988)对速度滑冰运动员股外侧肌的研究发现,500 m和1 000 m速度滑冰运动员快肌纤维比例更高(Ⅱa 56%±6%;Ⅱb 31%±7%),而长距离速度滑冰运动员的慢肌纤维比例更高(60%±4%)。Ahmetov等(2011)对速度滑冰运动员的股外侧肌肌肉活检发现,男、女运动员慢肌纤维比例分别为65.7%±10.5%、64.4%±10.3%,均大于普通人(50.1%±11.1%),且长距离速度滑冰运动员的慢肌纤维比例比短距离更高,该研究还发现,ACTN3(α-actinin-3)基因R577X多态性与速度运动员肌纤维类型和最佳比赛距离密切相关。因此,速度滑冰运动员最佳比赛距离很可能是由肌纤维类型决定的,这表明肌纤维类型可以作为速度滑冰运动员选材和择项的重要参考指标。
速度滑冰单人项目的比赛距离在500~10 000 m之间,世界纪录在33 s~13 min之间,不同比赛距离对能量供应需求的差异较大。目前对速度滑冰比赛能量供应特征的研究并不多,并且查阅到的速度滑冰能量供应差异较大(图4)。Dal Monte(1983)研究认为,速度滑冰500 m的能量全部来自无氧供能(磷酸原95%,糖酵解5%),随着比赛距离的增加无氧供能比例逐渐减小,有氧供能比例逐渐增加,在10 000 m比赛中无氧供能比例为20%(磷酸原5%,糖酵解15%),有氧供能比例为80%。但是该研究得到的供能比例是根据其他全力运动方式的能量供应比例结合速度滑冰比赛时间推测得到的,并没有对速度滑冰进行实际的实验测试。在此之后,Van Ingen Schenau等(1990)、Foster等(1999a)和De Koning等(2005)利用能量平衡模型,结合运动员功率自行车测试和比赛实际滑行时间,估算得到了速度滑冰的能量供应比例。这些研究结果中不同比赛距离的有氧供能比例均高于Dal Monte的研究。
图4 速度滑冰不同比赛距离的能量供应比例Figure 4.Energy Contributions in Different Competitions Distance of Speed Skating
值得注意的是,上述研究中仅有Hermsdorf的研究是在室内冰场通过对不同距离的模拟比赛得到的。该研究不同比赛距离的有氧供能比例高于Van Ingen Schenau等(1990)、Foster等(1999a)和De Koning等(2005)通过能量流模型计算间接推算的结果。但这一结果可能是由于Hermsdorf等(2013)实验中受试者的耗时更长造成的。此外,Hermsdorf等(2013)的研究中1 500 m、3 000 m、5 000 m的耗时分别为 133.10 s、270.20 s、427.40 s,有氧供能比例分别为65.2%、79.6%、85.4%,该结果与黎涌明等(2014)、Li等(2015)由全力运动能量供应比例推算公式[y=22.404×Ln(x)+45.176,y为有氧供能比例(%),x为全力运动持续时间(min),公式来自多种运动方式的数据]得到的有氧供能比例63.0%、77.9%、89.2%类似。这似乎表明速度滑冰与其他周期性全力运动的有氧供能比例类似。但是速度滑冰低坐位滑冰姿势的血流限制增加了代谢产物的堆积和对快肌纤维的募集,导致速度滑冰较其他运动项目在相同O2和心率下有着更高的血乳酸,而这可能会影响速度滑冰的比赛能量供应特征(Foster et al.,1999b)。因此,未来有待进一步对速度滑冰能量供应特征进行更进一步实验研究。
速度滑冰作为一项冬季项目,其训练条件很大程度上受季节影响。不同训练阶段的训练内容安排和训练负荷的周期性分布是制定训练计划的关键因素。Pollock等(1982)对1980年美国速度滑冰国家队训练的统计表明,运动员夏季陆上周训练时间为30~35 h,其中40%进行一般的有氧训练(自行车、跑步),20%进行无氧训练(高强度间歇),15%进行一般力量训练,<25%进行陆上的专项训练(滑板、直排轮滑和低姿行走)。但是该研究年代较早,随着训练实践和科学的进步,速度滑冰的训练已经发生了很多改进。YU等(2012)对中国速度滑冰队2004—2006赛季训练课的统计发现,运动员的年度训练课次约285次,其中冰上技术训练约30%,在剩下的陆上训练中约35%的训练课为耐力训练,约20%的力量训练,速度与技术训练课共约15%。吴新炎等(2012)、De Boer等(1987b)发现,轮滑练习和速度滑冰练习在生理学与生物力学特征上差异不大,但是低坐姿行走和陆上模拟蹬冰练习与速度滑冰的生理学与生物力学特征差异较大。因此该研究认为,轮滑可以很好地用作夏季陆上练习方法以提高运动员的冰上技术,而不建议进行过多的陆上专项训练。Orie等(2014)对荷兰优秀速度滑冰运动员长期训练计划的跟踪研究表明,运动员轮滑训练时间从1988年的33.3小时/年减少至2010年的7.5小时/年。研究认为,虽然轮滑很好地模拟了冰上技术动作,轮滑一样需要运动员采取低坐位的滑冰姿势。但是低坐位滑冰姿势的血流限制会增加生理学负荷,可能不利于发展运动员的有氧能力。此外,低坐位滑冰姿势的血流限制会间歇性地阻断下肢肌肉的血液供应,造成局部低氧,这会进一步增加对下肢快肌纤维的募集,产生更多的血乳酸(Foster et al.,1999b)。研究发现,速度滑冰较其他项目最大乳酸稳态的血乳酸更高(Beneke et al.,1996)。如何通过训练提高运动员低姿滑冰时的乳酸清除能力或高乳酸状态下的技术保持能力就显得尤为重要,但是目前还缺乏进一步的研究。自行车训练以下肢发力为主,这与速度滑冰下肢主要参与蹬冰非常类似,且骑自行车时下肢关节受力较小,损伤风险低,因此可以考虑使用自行车训练来提升速度滑冰运动员的一般体能,而通过冰上训练提高运动员的滑冰技术(Foster et al.,1999a)。实践领域也表明,荷兰优秀速度滑冰运动员夏季采用大量的自行车低强度骑行训练来发展运动员的有氧能力,自行车作为重要的训练手段贯穿了速度滑冰运动员整个赛季的训练过程。
近年来研究发现,低强度有氧训练对耐力性项目成绩提升起到重要作用。Yu等(2012)连续跟踪了中国速度滑冰国家队2个赛季的训练,运动员在2004—2005赛季采用传统的乳酸阈模式,2005—2006赛季采用两极化模式,在不增加训练课次的情况下减少了中等强度(血乳酸2~4 mM)训练比例,增加了低强度(血乳酸<2 mM)和高强度(血乳酸>4 mM)训练比例,结果运动员在各个距离的比赛成绩都有了显著提升。Orie等(2014)对荷兰1972—2010年6届奥运会的19名男子中、长距离速度滑冰金牌获得者在奥运周期的训练计划进行了统计,结果表明,运动员除了在2006年周净训练时间最多(11.9 h),其他5个奥运周期的周训练时间均在5.6~7.6 h,但是运动员的冰上训练和轮滑训练总时间均降低,更为重要的是运动员训练强度分布逐渐朝着“金字塔”和“两极化”的方向发展。此外,荷兰研究者Orie等(2020)采用主观疲度(RPE)对2010年冬奥会金牌获得者连续4年的夏训进行统计。该运动员一般性训练中RPE强度为2、3的训练时间与30 s Wingate测试平均功率成正相关,RPE为4、5的训练时间与30 s Wingate测试的平均功率呈负相关(图5)。这似乎表明在长期训练中低强度的一般性训练可以帮助提高无氧耐力,而过多中等强度一般性训练会降低运动员的无氧耐力。1 500 m比赛的sRPE强度在9或10,但是进行该强度的训练并不会提高运动员的成绩。在夏训阶段进行一般性训练时的RPE以2、3为主,减少RPE为4、5的训练课。这在一定程度上反映了目前速度滑冰越来越重视运动员低强度的训练。
图5 RPE与Wingate平均功率相关性统计(Orie et al.,2020)Figure 5.Pearson correlation coefficients between RPE and mean powerout of Wingate test(Orie et al.,2020)
冰面的低摩擦力减小了速度滑冰的阻力,把侧向的蹬冰力转化为前进方向的速度是滑冰技术的难点。低坐位的滑冰姿势可以降低滑行时的空气阻力,α是决定滑冰效率的重要因素,α越小滑冰效率越高。弯道滑行时由于受向心力的作用,其技术难度大于直道,且弯道滑行时存在左右腿负荷不对称的现象。
速度滑冰运动员的体型与普通人差异不大,但速度滑冰运动员的下肢肌肉较其他项目运动员更为发达,优秀速度滑冰运动员的体脂率应保持在男子约10%、女子约20%。
对速度滑冰不同比赛距离能量供应特征的研究发现,过去的研究可能低估了有氧供能的比例,速度滑冰不同比赛距离的能量供应特征似乎与其他全力运动方式差异不大。近40年来,速度滑冰的训练大幅增加了低强度有氧训练比例,大幅度降低了中、高强度训练的比例。
2022年冬奥会举办在即,我国速度滑冰项目面临挑战。因此,我们要以科技助力为抓手,加深对项目生物学特征的认识,通过科学化训练来提高运动成绩(张雷等,2020)。由于国内外对速度滑冰研究的关注度不高,因此通过加强对速度滑冰的科技助力有望实现项目的“弯道超车”,在2022年冬奥会实现新的突破。对速度滑冰的科技助力可以从以下几个方面出发:1)加强对滑冰技术的研究,尤其重视不同比赛距离运动学特征的动态变化,弯道滑行技术、直道和弯道过渡阶段的滑冰技术以及运动员个体最佳化滑冰技术;2)重视速度滑冰的减阻研究,进行风洞测试为运动员定制个性化的减阻服装和改进滑冰技术,减小滑冰时的风阻;3)加强对速度滑冰运动员体能训练,弥补中国速度滑冰运动员在有氧及无氧能力的不足;4)量化速度滑冰运动员训练负荷,总结与提炼国内外高水平速度滑冰运动员不同阶段的训练计划,量化不同训练内容的负荷,帮助教练员和运动员制定科学的训练计划。