Види і класифікація тренажерів.
Велика медична енциклопедія визначає тренажери як учбово-тренувальні пристрої або пристосування, які використовують для розвитку рухових і вдосконалення техніки управління машиною (механізмом), відновлення опорно-рухового апарату людини. Відповідно по своєму призначенню тренажери підрозділяються на фізкультурно-оздоровчі, спортивні, лікувальні і виробничо-технічні.
Завданням використання тренажерів в оздоровчих цілях являється
покращення працездатності і психічного стану, розвиток рухливих якостей.
Атлетична гімнастика – найбільш ефективний захід, який всебічно діє на організм людини. Атлетична гімнастика поділяється на спортивну і оздоровчу. В оздоровчій гімнастиці використовується стандартні гімнастичні прилади, а також тренажери.
Тренажерне устаткування дозволяє ефективно розвивати різноманітні рухові якості і здібності, удосконалювання технічних умінь, навичок і
фізичних якостей у процесі спортивного тренування, створювати необхідні
умови для точного контролю і керування найважливішими параметрами
тренувального навантаження.
Тренажери, що застосовуються в даний час у спортивній практиці, можуть
бути розділені на шість основних груп.
Перша група — тренажери для загальної фізичної підготовки. До них можна віднести сучасні ергометри для аеробного тренування. Різноманітні
тренажери цього типу в останні роки одержали широке поширення в оздоровчому спорті, а також у спорті вищих досягнень — для підвищення рівня загальної фізичної підготовленості спортсменів До цієї ж групи варто віднести і різні найпростіші тренажери для загальної силової підготовки спортсменів.
До другої групи відносяться тренажери, що працюють за принципом полегшуючого лідирування. Зв’язано це з тим, що за допомогою ряду
тренажерних пристроїв представляється можливість створювати недосяжні в
природних умовах режими виконання спортивних вправ чи їхніх основних
елементів. Конструктивні особливості таких тренажерів припускають
мінімальні відхилення від раціональної техніки виконання запланованої
рухової дії. Це створює передумови для запобігання помилок і збільшує
ймовірність досягнення більш високих показників по тим характеристикам
рухів, що запрограмовані самою конструкцією тренажера. Штучно полегшені
за допомогою тренажерів умови для досягнення оптимальної координаційної
структури (у порівнянні зі звичайними умовами тренувальної і змагальної
діяльності) дозволяють спортсмену і тренеру визначити шлях більш повної
реалізації функціональних можливостей, розробки моделі техніки, що
забезпечує вихід на запланований результат.
Тренажери, що працюють за принципом полегшуючого лідирування, дозволяють спортсмену формувати просторову, тимчасову, динамічну і ритмічну
структуру рухів, характерну для досягнення запланованого результату. Так,
бігуну вони дозволять підвищити максимальну частоту рухів ніг за
допомогою зниження зовнішнього і внутрішнього опору. З цією метою може
бути застосований буксирний пристрій, що складається зі стрижня з
ручкою, укріпленого на задньому бампері автомобіля. При його допомозі
можна підвищити частоту рухів ніг і збільшити довжину кроку, в
результаті чого зростає швидкість бігу. До таких же результатів приводить
застосування бігу на три милі зі швидкістю руху доріжки, що перевищує
максимально доступну для бігуна.
Тренажери з таким же принципом роботи використовуються й в інших
циклічних видах спорту. Так, у плаванні — це тренування в гідродинамічному басейні з зустрічним потоком води, швидкість якого перевищує доступну плавцеві; буксирування плавця (чи човна — у веслуванні) зі швидкістю, що перевищує абсолютну; у велосипедному спорті — робота на велоергометрі, темп оборотів якого автоматично регулюється і перевищує доступний велосипедисту, а також гонка за лідером. Спеціальні дослідження, проведені в цьому напрямку, свідчать про високу ефективність таких тренажерних пристроїв для підвищення швидкісних можливостей і подолання швидкісного бар’єра, що сформувався.
Третя група тренажерів — різноманітні керуючі пристрої, що забезпечують
спортсмену підтримку заданої швидкості рухів при виконанні тренувальних
вправ, формування раціонального темпу і ритму рухів. Так, наприклад, у циклічних видах спорту широко використовуються світло лідери, що дозволяють витримувати задану швидкість при проходженні тренувальних відрізків, відпрацьовувати раціональну тактичну схему проходження дистанції. У різних видах спорту одержали поширення лідери, що регулюють інтенсивність роботи спортсмена за допомогою його термінового інформування про частоту скорочень серця. Це можуть бути малогабаритні світлові табло, розміщені на кермі велосипеда, в човні, мініатюрні навушники, за допомогою яких спортсмен одержує визначений звуковий сигнал у випадку виходу ЧСС із заданої зони. Застосування звукових чи світлових лідерів використовується також при формуванні оптимального ритму рухів. З цією же метою використовуються і прилади для електростимуляції м’язів, що забезпечують примусове скорочення м’язів у заданій фазі руху. Інформація про виникаючі відхиленнях передається
спортсмену у виді звукової, світлової чи електронної сигналізації для активної корекції рухів. Біосигналізатор ритму особливо ефективний для вироблення оптимальної ритмічної і динамічної структури рухів у циклічних видах спорту.
Малі габарити таких тренажерів дозволяють легко розмістити їх на
велосипеді, у човні чи на поясі в спортсмена з відведенням електродів до працюючих м’язів і використовувати в умовах реальної тренувальної
діяльності.
У спортивних іграх (бейсбол, теніс, настільний теніс і ін.) одержали
широке поширення тренувальні пушки, що стріляють по заздалегідь заданих
програмах з регульованими напрямками польоту м’яча і частотою стрілянини. Використання цих тренажерів дозволяє в кілька разів інтенсифікувати тренувальну діяльність, усунути непродуктивну роботу. В даний час впроваджуються в практику гармати з програмним керуванням, сполучені з комп’ютерами. Ці пушки дозволяють моделювати тренувальну і змагальну діяльність відомих спортсменів, різко підвищуючи ефективність процесу спеціальної швидкісно-силовий, координаційної і техніко-тактичної підготовки спортсменів.
Четверта група — тренажери, що дозволяють сполучити процес розвитку
різних рухових якостей з технічним удосконалюванням. Прикладом може служити гребний тренажер, при використанні якого досить точно імітуються техніка гребця, ступінь і характер м’язових зусиль у його різних стадіях.
У підготовці плавців широко застосовується пружинно-підоймовий тренажер. Навантаження регулюється кількістю пружин і змінюються по ходу виконання вправ за рахунок змін плеча додатка сили щодо осі обертання важеля. Цей тренажер дозволяє регулювати навантаження по всій амплітуді основного
робочого руху з урахуванням реальних можливостей м’язових груп. Одержали
поширення й інші тренажери, що дозволяють забезпечити розвиток силових
якостей шляхом імітації рухів, характерних для плавання.
Тренажери цієї групи використовуються й в інших видах спорту. У
волейболі широко застосовуються найпростіші пристрої для удосконалювання
нападаючого удару й інтенсифікації процесу підготовки, що дозволяє удосконалювати за допомогою різних вправ техніку і потужність удару, махові рухи рук і ін.
Прикладом подібного роду є і простий тренажер для підвищення вибухової
сили м’язів ніг і виміру висоти стрибка. Тренажер може застосовуватися і при оцінці ефективності виконання різних стрибкових дій у волейболі, баскетболі, гандболі. Наявність миттєвого зворотного зв’язку робить роботу з використанням цього тренажера емоційної і контрольований.
Для розвитку спеціальних силових якостей бігунів, велосипедистів,
плавців, веслярів застосовуються різні варіанти гальмових пристроїв.
Наприклад, для бігунів це можуть бути спеціальні парашути, плавців —
плавальні костюми, пояси.
Для удосконалювання швидкості реагування і координаційних здібностей у
різних видах єдиноборств найсильніші спортсмени використовують тренажер,
що пред’являє підвищені вимоги до швидкості реагування і вибору найбільш доцільних техніко-тактичних дій в умовах дефіциту часу і непередбачених ситуацій. Наприклад, тренажер для боротьби являє собою конструкцію, основними елементами якої автоматично відкривається штора і система
реєстрації тимчасових параметрів, відеосистема аналізу техніко-тактичних
дій. Під час занять суперники ізольовані друг від друга світлонепроникною
шторою один спортсмен виконує нападаючі дії, інший — захисні, спортсмен
що захищається, приймає одну з численних стандартних поз, що припускає
застосування визначеного складу рухових дій. Після автоматичного видалення штори спортсмен, що атакує, робить прийом нападу до мінімального часу. Оцінюється час виконання прийому і відповідність реалізованого прийому згідно оптимального рішення рухової задачі.
Наявність пристосувань блокового типу і набору вантажів дозволяє
виконувати рухи з максимально можливою амплітудою, що забезпечується
примусовим розтяганням м’язів у частині руху, що уступає, а також робити
рухи як в умовах концентричної, так і ексцентричної роботи. Основний елемент тренажерів — ексцентричний диск, використовуємий у системі силової передачі, забезпечує можливість зміни опору при зміні кута обертання. Цим досягається зміна опору в різних фазах амплітуди руху. Проблема зводиться до того, щоб конструкція ексцентричного диска визначала ту форму кривої опору, що відповідала би формі кривої розвитку сили займаючогося в зв’язку з тим, що при виконанні різних рухів динаміка розвитку сили специфічна.
Дослідження показують, що розкид сили в різних фазах рухів може досягати 40—50 % і рідко буває нижче 15—20 %. Це переконливо підтверджують
незаперечні переваги тренажерів з опорами, що змінюються, у порівнянні з всіма іншими розвитками способами сили, особливо штангою, гантелями, звичайними тренажерами блокового типу. Адже добре відомо, що, приміром, приріст м’язового поперечника і відповідно рівня максимальної сили виявляється істотним, якщо застосовуються опори 85—90 % максимального рівня сили. В усіх тих випадках, коли сила знаходиться нижче цього рівня, ефект тренування різко скорочується. Тому, коли вправи виконуються з постійним вантажем, велика частина амплітуди руху виявляється неефективною для розвитку максимальної сили. Використання в тренажерах з опорами всіляких, що змінюються, конструкцій ексцентричних дисків, спеціально розроблених для різних вправ на основі вивчення динаміки розвитку сили, дозволяє забезпечити відповідність навантаженняреальним можливостям, що займаються в плин всієї амплітуди того чи іншого руху.
Рівень індивідуальних коливань сили щодо інтегрованої кривої в окремих
фазах руху може досягати 20—25 %, що дуже важливо для практики, тому що
настільки великі розходження відбивають неможливість створення уніфікованих тренажерів, придатних для всіх що займаються. Особливості спортсмена, обумовлені специфікою виду спорту, морфологічними здібностями м’язів, суглобів, антропометричними даними, істотно впливають на індивідуальну криву сили при виконанні конкретної вправи. Наприклад, при випрямленні коліна штангісти мають значно велику активність м’язів на початку руху, чим плавці чи обличчя, що не займаються спортом. При розгинанні передпліччя плавці демонструють високі показники сили наприкінці амплітуди, що відбиває специфіку проявів сили при виконанні греблевих рухів. У метальників молота і списа велика здатність до швидкого досягнення піка сили в таких вправах, як
приведення плеча з положення сидячи, жим лежачи, рух силою вниз через голову. Високий рівень проявів сили супроводжується підвищеною Емгактивністю м’язів.
Крива прояву сили при виконанні різних вправ залежить і від здатності
спортсмена до значного попереднього розтягання м’язів. Добре попередньо
розтягнуті м’язи здатні до більш швидкої мобілізації, що виявляється як
у динаміці розвитку сили, так і в рівні Емгактивності м’язів. У цьому випадку характер кривої розвитку сили носить випереджувальний характер: швидке досягнення високих показників, їхнє утримання протягом визначеного часу з наступним поступовим зниженням. Аналогічні криві реєструються й в обичних, композиціях м’язових волокон які зв’язані з наявністю підвищеної кількості Бса- і Бсб-волокон. Підвищення кількості Бс-волокон у поперечному зрізі м’язів до 60 % уже веде до подальшої зміни кривої зусиль. Наявність більшої кількості Мс-волокон, навпроти, сповільнює процес активації м’язів, а крива розвитку сили носить плавний характер. Однак люди з підвищеною кількістю Мс-волокон часто здатні до прояву високих показників сили наприкінці амплітуди руху.
Однак, виходячи з практичних розумінь, не настільки важливо, якими
причинами обумовлений той чи інший варіант індивідуальної кривої сили.
Необхідно забезпечити можливість що займається використовувати в процесі
силової підготовки опору, що відповідають їх індивідуальним особливостям. При цьому можна виділити три типових варіанти розвитку сили при виконанні більшості вправ: 1) нормальний, що відбиває характеристики інтегрованої кривої для генеральної сукупності що займаються, без обліку їхніх індивідуальних особливостей; 2) випереджальний, характерний прискореним розвитком максимальних показників сили; 3) запізнілий, характерний уповільненим розвитком максимальних показників сили.
Таким чином, виникає проблема не тільки створення спеціальних чи
тренажерних засобів трансформації тренажерів, прийнятних для кожної
конкретної вправи з урахуванням форми інтегрованої кривої, але і
пристосування цих тренажерів стосовно до індивідуальних особливостей
кожного конкретного спортсмена.
Важливим напрямком удосконалювання конструкцій тренажерів є пошук шляхів зменшення опору тертя. Застосування замість сталевих чи бронзових втулок спеціальних роликових підшипників і ефективних змащень дозволило різко знизити опір, забезпечити плавну роботу механізмів тренажерів. Це
найвищою мірою важливо для підвищення ефективності що уступає, ексцентричної частини руху. Так, використання тренажера з втулками при
частині роботи, що переборює, приводить до істотного збільшення позитивного опору, що у приведеному прикладі складається з обраного опору плюс опір тертя. Однак негативний опір (ексцентрична робота) дорівнює обраному опору мінус опір тертя, що змушує спортсмена працювати при виконанні ексцентричної роботи з опором, що складає близько 70 % максимально доступного рівня сили при концентричній роботі. Але такий опір при ексцентричній роботі робить тренування практично марними, тому що переконливо показано, що тренування, що уступає в (ексцентричному) режимі ефективний лише тоді, коли опір коливається в діапазоні 100—130 % максимального рівня при концентричній роботі. Перспективними є розробки різних фірм, що роблять тренажери, по створенню системи регулювання динаміки заданої кривої розвитку зусиль у напрямку забезпечення її відповідності індивідуальним особливостям людей, що займаються.
При створенні тренажерів з опорами, що змінюються, застосовуються і
принципово інші технічні рішення. Конструктивні особливості тренажерів
передбачають використання понижуючих редукторів і дозволяють
забезпечувати максимальну амплітуду рухів при вигідних у біомеханічному
відношенні положеннях тіла одночасно з максимальними проявами сили.
Шоста група тренажерів — різні пристрої, що стимулюють адаптаційні
реакції організму спортсмена за рахунок створення штучних кліматичних і
погодних умов.
У практиці знайшли поширення барокамери, що дозволяють регулювати в
широкому діапазоні тиск повітря і парціальний тиск кисню. Розміри деяких
барокамер дають можливість широко використовувати спеціальні тренажери,
що максимально наближають роботу до природних умов. Наприклад,
барокамера в Кинбауме (Німеччина) обладнана тредбанами для бігунів і
лижників, гребним басейном, тренажерним залом. У барокамері в Колорадо-Спрингс (США) мається гідродинамічний канал для підготовки плавців.
В даний час у деяких країнах розроблені проекти створення гігантських
тренувальних центрів-барокамер, де спортсмени могли б одночасно проживати і тренуватися в умовах, максимально наближених до природного (біговий доріжка, плавальний басейн). Важко однозначно сказати, чи виявиться ефект від тренування в таких центрах пропорційним тим величезним витратам, що знадобляться для їхнього будівництва і змісту.
Крім барокамер, для створення гіпоксичних умов використовуються досить
прості пристосування, що подають спортсмену гіпоксичну суміш через спеціальні маски, що дозволяють вдихати її як при роботі в стаціонарних умовах на тренажерах, так і в природних умовах спортивної практики — при тренуванні у веслуванні, велосипедному спорті, бігу й ін. У зв’язку з проведенням відповідальних змагань у клімато-географічних зонах, що відрізняються жарким і вологим кліматом, у спортивній практиці стали застосовувати кліматичні камери зі штучною регуляцією температури і вологості повітря. Використання таких камер за 10 — 15 днів до виїзду до місця змагань, як показали спеціальні дослідження і практика підготовки ряду спортсменів, істотно полегшують процес адаптації спортсменів до умов жари.
Отже, на даному етапі розвитку суспільства заняття оздоровчою фізичною
культурою відіграють важливу роль в підтримці здоров’я. В цьому найкраще
допомагає використання тренажерних пристроїв тому, що на них можна
займатися незалежно від погодних умов. Сучасні тренажерні пристрої не
громіздкі, тому їх можна використовувати не тільки в залах але й вдома,
на роботі, в офісі.
