способ тренировки горнолыжников и сноубордистов (варианты) и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ тренировки горнолыжников и сноубордистов, при котором осуществляют имитацию прохождения поворотов путем приложения усилия к имитаторам лыж или сноуборда, направленного перпендикулярно продольной оси имитатора лыж или сноуборда к центру имитируемого поворота, отличающийся тем, что величина создаваемого усилия находится в прямой зависимости от величины угла кантования имитаторов лыж или сноуборда, а закон изменения величины создаваемого усилия выбран в соответствии с законом изменения действующей на спортсмена центробежной силы, зависящей от угла кантования лыж или сноуборда, при реальном катании.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что информацию о величине углов кантования имитаторов лыж или сноуборда и/или ходе тренировки отображают в видеографическом представлении и/или вырабатывают в звуковом виде.

3. Способ тренировки горнолыжников и сноубордистов, при котором осуществляют имитацию прохождения поворотов при соответствующих им наклонах спортсмена, стоящего на имитаторах лыж или сноуборда, внутрь имитируемого поворота, отличающийся тем, что имитацию прохождения поворотов осуществляют путем приложения к корпусу спортсмена усилия, направленного от центра имитируемого поворота, при этом величина создаваемого усилия находится в прямой зависимости от величины угла кантования имитаторов лыж или сноуборда, а закон изменения величины создаваемого усилия выбран в соответствии с законом изменения действующей на спортсмена центробежной силы, зависящей от угла кантования лыж или сноуборда, при реальном катании.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что при перемещениях спортсмена во время тренировки усилие, приложенное к корпусу спортсмена, имеет горизонтальное направление.

5. Способ по п.3, отличающийся тем, что информацию о величине углов кантования имитаторов лыж или сноуборда и/или ходе тренировки отображают в видеографическом представлении и/или вырабатывают в звуковом виде.

6. Устройство для тренировки горнолыжников и сноубордистов, содержащее основание, имитаторы лыж или сноуборда, снабженные креплениями для обуви спортсмена и расположенные на основании с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном продольной оси имитаторов лыж или сноуборда, а также с возможностью их кантования спортсменом, силовой привод, механически соединенный с имитаторами лыж или сноуборда, средство для определения угла кантования имитаторов лыж или сноуборда, имеющее электрический выход, блок управления, вход которого подключен к выходу вышеупомянутого средства для определения угла кантования имитаторов лыж или сноуборда, а выход - к упомянутому силовому приводу, отличающееся тем, что передаточная характеристика блока управления выбрана исходя из условия обеспечения прямой зависимости между величиной угла кантования имитаторов лыж или сноуборда и развиваемым силовым приводом усилием.

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено поясом, надеваемым спортсменом, двумя вертикально расположенными направляющими, установленными на основании слева и справа от имитаторов лыж или сноуборда, а также двумя подвижными муфтами, установленными на направляющих с возможностью свободного перемещения в вертикальном направлении и соединенными с поясом посредством тросов.

8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что средство для определения угла кантования имитаторов лыж или сноуборда подключено к компьютеру, снабженному средством отображения видеографической информации, например видеомонитором, и/или средством воспроизведения звуковой информации.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к спорту, в частности к устройствам и методам проведения тренировок горнолыжников и сноубордистов в условиях вне гор.

Возможность создания нагрузок со специфическим для этих видов спорта характером в городских условиях, возможность отработки элементов техники при отсутствии достаточного для катания снежного покрова, а также в период межсезонья позволяет значительно повысить эффективность тренировочного процесса.

Известен ряд способов тренировок горнолыжников и сноубордистов вне гор, а также устройств, посредством которых реализованы такие способы тренировок.

Так, способ тренировки горнолыжников, используемый в устройстве, описанном в патенте США №3462141, кл. 272-97, 1969 г., заключается в том, что при имитации прохождения поворотов горнолыжник перемещает лыжи вправо-влево по тросу, натянутому перпендикулярно длине лыж. Спортсмен удерживает равновесие с помощью палок, опирающихся на пол помещения. При таком способе тренировки в определенной степени имитируются движения ног горнолыжника, однако характер тренировочных нагрузок значительно отличается от их характера при реальном катании, поскольку практически полностью отсутствуют силы, действующие непосредственно на корпус спортсмена (как это имеет место при действии центробежных сил при прохождении реальных поворотов). В силу этого эффективность тренировок по описанному способу с использованием такого устройства является низкой.

Известен также способ тренировки горнолыжников, используемый при тренировках с устройством, описанном в авторском свидетельстве СССР №874082, кл. А 63 В 69/00, 1981 г. В соответствии с этим способом спортсмен, стоящий на имитаторах лыж, установленных на платформе, укрепленной на вращающейся балке, отклоняется внутрь поворота, оказывая сопротивление центробежным силам, возникающим в результате вращения платформы. При таком способе тренировки и значительных скоростях вращения платформы характер действующей на спортсмена нагрузки по своей силе близок к реальному. Однако при этом способе тренировки отсутствует какая-либо связь между величиной, действующей на спортсмена центробежной силы, и действиями самого спортсмена.

Также известен способ тренировки горнолыжников, используемый при работе с устройством, описанным в авторском свидетельстве СССР №1493272, кл. А 63 В 69/00, 1989 г. При тренировках по этому способу спортсмен, надевший перед началом тренировки страховочный пояс, ставший на имитаторы лыж, расположенные на поворотной платформе, мышечным усилием отводит лыжи вместе с поворотной платформой в ту или иную сторону. Усилию спортсмена противодействует растягиваемая пружина, соединенная с поворотной платформой, а страховочный пояс, соединенный с помощью троса с основанием устройства, позволяет спортсмену удерживать корпус в наклонном положении.

При таком способе тренировки в определенной мере имитируется возникновение центробежных сил при прохождении поворотов, однако величина этих сил не имеет непосредственной связи с величиной угла закантовки (кантования) лыж, как это имеет место при реальном катании в горах. Изменение положения лыж путем изменения угла их закантовки относительно поверхности платформы никак не влияет на величину силы, действующей на спортсмена. При реальном же катании на горных лыжах, а также при катании на сноуборде, величина центробежной силы непосредственно зависит от угла закантовки.

При тренировках по вышеописанному способу из-за отсутствия связи между закантовкой имитаторов лыж и действующими на спортсмена силами характер силового воздействия на спортсмена не воспроизводит реальную ситуацию, что резко снижает эффективность тренировок.

Наиболее близким к заявляемому является способ тренировки горнолыжников, используемый при работе с устройством, описанным в DE 19521619 А1, 19.12.1996. В известном техническом решении имитацию горнолыжных поворотов осуществляют путем приложения усилия к имитатору лыж, направленного перпендикулярно длине лыж к центру имитируемого поворота. Имитатор лыж при этом имеет возможность изменения угла кантования и установлен на подвижном основании с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном длине лыж. Величина усилия, прикладываемого к имитатору лыж в известном решении, определяется суммой двух факторов: во-первых, величиной смещения подвижной платформы относительно центрального (нейтрального) положения, во-вторых, скоростью изменения угла кантования имитатора лыж.

Основным недостатком такого подхода, используемого в известном решении, является то, что величина угла кантования никак не сказывается на величине приложенного к имитатору лыж усилия при относительно медленном изменении угла кантования (имитация средних и длинных дуг поворотов). Для таких дуг величина прикладываемого усилия определяется лишь поперечным смещением подвижной платформы. Лишь резкие изменения угла кантования в известном решении приводят к изменениям усилия, приложенного к имитатору лыж.

Принятый в известном решении подход в определенной степени обеспечивает имитацию горнолыжных поворотов, однако характер развиваемых нагрузок значительно отличается от имеющего место при реальном катании.

При реальном катании любое отклонение спортсменом голеней (коленей) внутрь поворота независимо от скорости этого отклонения (плавное или резкое) вызывает значительный рост центробежной силы и соответствующее увеличение нагрузки на спортсмена. Рост центробежной силы при увеличении угла закантовки лыж (сноуборда) происходит за счет того, что при более сильной закантовке лыжи (сноуборд) начинают двигаться по дуге меньшего радиуса. При сохранении линейной скорости спортсмена это приводит к росту центробежной силы (см., например, Ценин Ю.К. Горные лыжи без инструктора, - М.: ООО Восточный горизонт, с.69, 74).

В известном же решении при плавном изменении угла кантования лыж спортсменом изменений приложенного усилия не происходит, что является одной из главных причин отличия характера нагрузок от реального катания.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в повышении эффективности тренировок путем создания нагрузок, более близких по динамическим характеристикам и соответствию действиям спортсмена к нагрузкам при реальном катании и тем самым имитации условий тренировок, более близких к реальным.

Указанный технический результат в части, относящейся к способу, достигается тем, что в способе тренировки горнолыжников и сноубордистов, при котором осуществляют имитацию прохождения поворотов путем приложения усилия к имитаторам лыж или сноуборда, направленного перпендикулярно продольной оси имитатора лыж или сноуборда к центру имитируемого поворота, выбирают величину создаваемого усилия находящейся в прямой зависимости от величины угла кантования имитаторов лыж или сноуборда, а закон изменения величины создаваемого усилия выбирают в соответствии с законом изменения действующей на спортсмена центробежной силы, зависящей от угла кантования лыж или сноуборда, при реальном катании.

Другим вариантом заявляемого способа является способ тренировки горнолыжников и сноубордистов, при котором осуществляют имитацию прохождения поворотов при соответствующих им наклонах спортсмена, стоящего на имитаторах лыж или сноуборда, внутрь имитируемого поворота, в котором имитацию прохождения поворотов осуществляют путем приложения к корпусу спортсмена усилия, направленного от центра имитируемого поворота, при этом величина создаваемого усилия находится в прямой зависимости от величины угла кантования имитаторов лыж или сноуборда, а закон изменения величины создаваемого усилия выбран в соответствии с законом изменения действующей на спортсмена центробежной силы, зависящей от угла кантования лыж или сноуборда, при реальном катании.

Последний из предлагаемых вариантов способа тренировки может быть также дополнен тем, что при перемещениях спортсмена во время тренировки усилие, приложенное к корпусу спортсмена, имеет горизонтальное направление.

Предлагаемые варианты способа тренировки могут быть также дополнены тем, что информацию о величине углов кантования имитаторов лыж (сноуборда) и/или ходе тренировки отображают в видеографическом представлении и/или вырабатывают в звуковом виде.

Указанный технический результат в части, относящейся к устройству, достигается тем, что в устройстве для тренировки горнолыжников и сноубордистов, содержащем основание, имитаторы лыж или сноуборда, снабженные креплениями для обуви спортсмена и расположенные на основании с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном продольной оси имитаторов лыж или сноуборда, а также с возможностью их кантования спортсменом, силовой привод, механически соединенный с имитаторами лыж или сноуборда, средство для определения угла кантования имитаторов лыж или сноуборда, имеющее электрический выход, блок управления, вход которого подключен к выходу вышеупомянутого средства для определения угла кантования имитаторов лыж или сноуборда, а выход - к упомянутому силовому приводу, передаточная характеристика блока управления выбрана исходя из условия обеспечения прямой зависимости между величиной угла кантования имитаторов лыж или сноуборда и развиваемым силовым приводом усилием.

Устройство может быть дополнительно снабжено силовым поясом, надеваемым спортсменом, двумя вертикально расположенными направляющими, установленными на основании слева и справа от имитаторов лыж (сноуборда), а также двумя подвижными муфтами, установленными на направляющих с возможностью свободного перемещения в вертикальном направлении и соединенными с силовым поясом посредством тросов.

Средство для определения угла кантования имитаторов лыж (сноуборда) может быть подключено к компьютеру, снабженному средством отображения видеографической информации, например видеомонитором, и/или средством воспроизведения звуковой информации.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена схема устройства для осуществления предлагаемых вариантов способа и исполнения, предназначенном для тренировок горнолыжников; на фиг.2 - схема устройства в исполнении, предназначенном для тренировок сноубордистов; на фиг.3 изображен вид типовых зависимостей величины создаваемого усилия от угла кантования имитаторов лыж (сноуборда).

Устройство для осуществления предложенных вариантов способа в исполнении, предназначенном для тренировок горнолыжников, содержит основание 1 (фиг.1), на котором расположены имитаторы левой 2 и правой 3 лыж с установленными на них креплениями для обуви спортсмена 4, 5. Имитаторы лыж 2, 3 установлены с возможностью перемещения вдоль основания 1 в направлении, перпендикулярном направлению их продольной оси. Кроме того, имитаторы лыж 2, 3 также могут кантоваться (наклоняться) спортсменом. Возможность перемещения имитаторов лыж 2, 3 вдоль основания 1 обеспечивается, например, установкой их на тележки 6, 7, которые снабжены колесами 8, оси которых параллельны продольной оси лыж. Колеса 8 перемещаются по направляющим 9, 10, установленным вдоль основания 1. Возможна также установка тележек 6, 7 на направляющих через подшипники скольжения. Возможность кантования, т.е. наклонов в стороны имитаторов лыж 2, 3 может обеспечиваться, например, тем, что каждый имитатор лыжи соединен с тележкой через ось, проходящую вдоль лыжи. Возможна установка лыж посредством шарнирного соединения, например, также как это описано в авторском свидетельстве СССР №874082, при выполнении имитаторов лыж в виде коробчатых кожухов, а шарнирного соединения с тележками в виде двухосного петлевого соединения.

Для того чтобы обеспечить наиболее полую имитацию особенностей современной горнолыжной техники катания, ноги горнолыжника должны иметь возможность свободного перемещения вдоль продольной оси лыж, обеспечивая возможность т.н. “разножки”, т.е. выноса внутренней по отношению к центру имитируемого поворота лыжи вперед относительно внешней лыжи. Такая возможность может быть обеспечена, например, тем, что каждое из креплений 4, 5 устанавливается на имитаторах лыж 2, 3 на подвижном основании, которое посредством подшипников скольжения или с помощью колес свободно перемещается вдоль имитатора лыжи.

Тележки 6, 7, на которые установлены имитаторы левой 2 и правой лыж 3, должны быть также соединены между собой, для того, чтобы обеспечить определенную ширину стойки горнолыжника. Такое соединение может быть гибким, например в виде троса, или жестким, например в виде планки определенной длины, соединенной с тележками. В устройстве может быть также предусмотрена возможность регулировки расстояния между имитаторами лыж изменением длины соединительного троса или, соответственно, заменой планки или регулировкой ее длины.

Устройство снабжено средством для определения угла кантования имитаторов лыж, включающим датчик угла поворота (наклона) 11 имитатора левой лыжи и датчик угла поворота 12 имитатора правой лыжи, установленные на тележках 6, 7 и имеющие электрический выход. Возможна также установка датчиков 11, 12 на имитаторах лыж 2, 3. В качестве датчиков в устройстве могут использоваться измерители угла поворота (энкодеры угла вращения) электромеханического, фотоэлектрического или иных типов.

Устройство также содержит блок управления 13, ко входу которого подключены датчики угла поворота 11, 12, и силовой привод 14, подключенный к выходу блока управления 13. В качестве силового привода 14 может использоваться электродвигатель (как показано на фиг.1), гидравлический привод или могут быть использованы силовые приводы других видов, имеющие возможность внешнего управления величиной развиваемого усилия, например пневматический привод.

Силовой привод 14 посредством троса 15 через закрепленные на краях основания 1 ролики 16, 17 соединен с тележками 6, 7, на которых установлены имитаторы лыж.

При тренировках с использованием предлагаемого устройства могут также применяться пояс 18, надеваемый спортсменом, и соединенный через тросы 19, 20 с подвижными муфтами 21, 22. Муфты 21, 22 расположены на вертикальных направляющих 23, 24, укрепленных на основании 1 с левой и правой сторон. Муфты 21, 22 установлены на направляющих с возможностью свободного перемещения вдоль них. Такая возможность может быть обеспечена установкой муфт на направляющих посредством подшипников качения или скольжения.

Изображенное на фиг.1 устройство снабжено также поручнем 25 для рук спортсмена.

В предлагаемом устройстве может также использоваться компьютер, на который поступает информация с датчиков угла закантовки 11, 12 (на фиг.1 изображен системный блок 26 компьютера). Компьютер может быть снабжен устройством для видеографического отображения информации о величине углов кантования имитаторов лыж (сноуборда), например видеомонитором (поз. 27 на фиг.1).

Кроме видеомонитора для отображения информации может использоваться видеопроектор, снабженный экраном, а также другие средства.

Информация об углах кантования имитаторов лыж (сноуборда) и другая информация о ходе тренировки может также поступать к спортсмену в звуковом виде, например, с помощью громкоговорителя (на фиг.1 не показан).

Для реализации вышеперечисленных возможностей, которые открываются при использовании компьютера, последний должен быть снабжен соответствующим программным обеспечением.

Блок управления 13 может быть выполнен в виде электронного модуля, который содержит входные усилители сигналов датчиков угла 11 и 12, устройство формирования закона изменения величины развиваемого усилия от угла кантования, а также выходной усилитель мощности, подключенный ко входу силового привода 14 (драйвер привода). Устройство формирования закона изменения развиваемого усилия от угла кантования также может быть подключено к компьютеру (с помощью аналогово-цифровых и цифроаналоговых преобразователей). В этом случае может быть обеспечен большой диапазон выбора различных видов зависимости величины усилия от углов закантовки и, тем самым, может имитироваться большое разнообразие типов лыж (сноуборда) и характеристик склона.

Рассмотрим состав устройства для реализации предложенных вариантов способа в исполнении, предназначенном для тренировок сноубордистов.

Возможное исполнение такого устройства изображено на фиг.2. Устройство содержит такие же основные части, как и “горнолыжный” вариант исполнения: основание 1, направляющие 9, 10, датчики 11, 12, блок управления 13, силовой привод 14, трос 15, ролики 16, 17, и также может быть снабжено силовым поясом, соединенным с подвижными муфтами, и компьютером, подключенным к видеомонитору. Вместо имитаторов лыж в устройстве используется имитатор сноуборда 28, также установленный с возможностью перемещения вдоль основания 1 и с возможностью кантоваться (наклоняться) спортсменом, как это показано на фиг.2.

Также как и для имитаторов лыж возможность перемещения имитатора сноуборда 28 вдоль основания 1 обеспечивается, например, установкой имитатора сноуборда на подвижную тележку 29, снабженную колесами, оси которых параллельны направлению продольной оси сноуборда. Возможность кантования имитатора сноуборда 28 может обеспечиваться, например, посредством его шарнирного соединения с тележкой, при этом также как и для имитаторов лыж шарнирное соединение может содержать одну или две оси вращения, причем направление этих осей параллельно направлению продольной оси имитатора сноуборда. При использовании для кантования шарнирного соединения с одной осью вращения положение этой оси может совпадать с продольной осью симметрии сноуборда. При использовании для кантования имитатора сноуборда шарнирного соединения, имеющего две оси вращения, они могут проходить вдоль кантов сноуборда (как это изображено на фиг.2).

Имитатор сноуборда 28 также снабжен средством для определения угла его кантования относительно основания 1. Это средство выполнено в виде двух датчиков 11, 12, установленных на имитаторе сноуборда 28 вблизи его кантов. Необходимо отметить, что датчики 11, 12 могут быть установлены также на тележке 29. При использовании датчиков, обеспечивающих возможность дистанционного измерения угла поворота, например оптических ИК-датчиков, они могут быть установлены на краях основания 1. Необходимо также отметить, что при установке имитатора сноуборда с помощью шарнирного механизма, содержащего одну ось вращения, средство определения угла закантовки может иметь соответственно только один датчик для измерения этого угла. Однако такой вариант установки имитатора сноуборда в определенной мере уступает в соответствии характера нагрузки на ноги спортсмена реальному катанию.

Имитатор сноуборда 28 также снабжен креплениями 4, 5 для обуви спортсмена, с помощью которых фиксируется положение ног спортсмена относительно имитатора сноуборда 28.

Рассмотрим, как заявляемый способ тренировки горнолыжников и сноубордистов (его варианты) осуществляется при работе с устройством для тренировки.

Тренировки по первому из заявляемых вариантов способа происходят следующим образом.

При тренировках горнолыжников спортсмен становится на имитаторы лыж 2, 3 (фиг.1) и фиксирует свою обувь с помощью креплений 4, 5.

При имитации прохождения поворотов спортсмен кантует (наклоняет) имитаторы лыж 2, 3 в ту или иную сторону, при этом датчики 11, 12 вырабатывают сигналы, соответствующие изменениям величины угла кантования. Эти сигналы поступают на вход блока управления 13.

Блок управления 13 по сигналам датчиков 11, 12 вырабатывает сигнал управления силовым приводом 14, в результате чего привод 14 развивает усилие, которое через трос 15, ролики 16, 17 и тележки 6, 7 передается на имитаторы лыж 2, 3. Направление усилия, приложенного к имитаторам лыж 2, 3, зависит от направления, в котором они кантуются. Так, если спортсмен при кантовании отклоняет голени ног вправо, как это показано на фиг.1 (центр дуги имитируемого поворота находится справа от спортсмена), то усилие, передаваемое на имитаторы лыж 2, 3 от привода 14, также направлено вправо. При изменении направления кантования на противоположное, приложенное к имитаторам лыж 2, 3, усилие соответственно меняет свое направление.

Таким образом, кантование имитаторов лыж спортсменом вызывает появление усилия, приложенного к имитаторам лыж 2, 3 и направленного к центру имитируемого поворота, точно также как это имеет место при реальном катании.

С целью сохранения равновесия спортсмен, как и при реальном катании, отклоняет корпус по направлению к центру поворота. Имитаторы лыж, как показано на фиг.1, при этом смещаются в противоположную сторону, а центр масс тела спортсмена смещается по направлению к центру имитируемого поворота относительно имитаторов лыж. Давление на лыжи, которое производит при этом спортсмен, как правило, большее на внешней по отношению к центру поворота лыже.

Крутизна имитируемого поворота, определяемая максимальной величиной угла закантовки имитаторов лыж, и длительность поворота определяются дальнейшими действиями спортсмена.

Для окончания имитируемого поворота и перехода в новый поворот (центр которого расположен с противоположной стороны) спортсмен дополнительно увеличивает угол закантовки имитаторов лыж или перераспределяет давление ног, оказывая преимущественное давление на внутреннюю по отношению к центру поворота лыжу. Такие действия спортсмена, как и при реальном катании, приводят к нарушению баланса сил, имеющего место в течение поворота, и приводят к встречному относительному перемещению центра масс тела спортсмена и имитаторов лыж. После прохождения центра масс над лыжами спортсмен кантует их в противоположную сторону, тем самым начиная прохождение нового имитируемого поворота.

Основным отличием второго из заявляемых вариантов способа тренировки является приложение усилия, вырабатываемого при кантовании имитаторов лыж (сноуборда), к корпусу спортсмена. Это может осуществляться, например, тем, что спортсмен при имитации прохождения дуги поворота удерживается руками за поручень 25. В этом случае прилагаемое усилие передается на корпус спортсмена от основания 1 через его руки.

Другая возможность - приложение усилия к корпусу спортсмена с помощью пояса 18. Усилие, воздействующее при этом на корпус спортсмена, передается к нему от основания 1 через тросы 19, 20, муфты 21, 22 и пояс 18.

При осуществлении второго из вариантов предлагаемого способа тренировки развиваемое усилие также может от силового привода передаваться непосредственно на корпус спортсмена, например, с помощью тросов и силового пояса, либо с помощью жестких тяг или иным образом. Имитаторы лыж (сноуборда) при этом могут оставаться неподвижными в поперечном направлении, но по-прежнему должны иметь возможность кантоваться спортсменом и должны быть снабжены средством определения угла кантования.

Таким образом, при осуществлении предлагаемых вариантов способа тренировки возможны по крайней мере три варианта приложения усилий.

Первый вариант: усилие передается от привода на имитаторы лыж (сноуборда), на корпус же спортсмена действуют лишь силы инерции, возникающие при боковых перемещениях спортсмена.

Второй вариант: усилие передается от привода на имитаторы лыж (сноуборда), а на корпус спортсмена усилие передается через кинематическую систему, содержащую, например, силовой пояс, надетый спортсменом и связанный с основанием посредством тросов.

Третий вариант: усилие передается от силового привода непосредственно на корпус спортсмена, а на имитаторах лыж усилие возникает как реакция опоры в результате возрастания давления на них со стороны спортсмена.

Если при осуществлении заявляемого способа тренировки с помощью кинематической системы к корпусу спортсмена прикладывается усилие, то наиболее соответствующим реальному катанию является сохранение горизонтального направления этого усилия при перемещениях спортсмена во время тренировки. Это условие соответствует тому обстоятельству, что при реальном катании направление действующей на спортсмена центробежной силы параллельно поверхности склона. Поддержание горизонтального направления приложенного к корпусу спортсмена усилия при осуществлении способа исключает возможность значительного уменьшения действующей нагрузки на ноги спортсмена, которое может возникать, если приложенное к корпусу усилие имеет вертикальную составляющую. (В этом случае уменьшается оказываемое корпусом спортсмена давление на его ноги).

При осуществлении способа тренировки в описываемом устройстве поддержание горизонтального направления усилия, приложенного к корпусу спортсмена, может быть достигнуто при использовании пояса 18, соединение которого с другими элементами устройства описано выше. Использование свободно перемещающихся в вертикальном направлении муфт 21, 22 обеспечивает при любых перемещениях спортсмена отсутствие вертикально направленной составляющей усилия, передаваемого на корпус спортсмена через тросы 19, 20. В результате этого приложенное к корпусу спортсмена усилие во время тренировки направлено горизонтально.

Закон изменения развиваемого приводом 14 усилия от угла кантования имитаторов лыж 2, 3 (угла кантования имитатора сноуборда 28) определяется заданием определенной передаточной характеристики блока управления 13 (с учетом характеристик датчиков угла кантования 6, 7 и привода 14). Вид этой зависимости выбирается соответствующим зависимости центробежной силы, действующей на спортсмена при реальном катании, от угла закантовки лыж (сноуборда).

При реальном прохождении поворотов на горных лыжах и сноуборде величина центробежной силы, действующей на спортсмена, зависит от радиуса дуги, по которой происходит движение во время поворота и линейной скорости движения спортсмена. Величина радиуса дуги непосредственным образом зависит от угла закантовки лыж (сноуборда), а именно, увеличение угла закантовки относительно поверхности склона приводит к большему прогибу лыж (сноуборда) и соответствующему уменьшению радиуса дуги. Величина центробежной силы при этом возрастает. Уменьшение закантовки лыж (сноуборда) приводит к увеличению радиуса дуги и соответственно уменьшению центробежной силы.

Таким образом, величина действующей на спортсмена центробежной силы и угол закантовки лыж (сноуборда) при реальном катании находится в прямой зависимости. Конкретный вид этой зависимости определяется различными факторами, в том числе скоростью движения спортсмена по трассе, его весом, а также состоянием снежного покрова, типом и характеристиками лыж (сноуборда). Важнейшими характеристиками лыж (сноуборда), определяющими ход вышеупомянутой зависимости являются их “геометрия”, в первую очередь длина лыж (сноуборда) и величина радиуса боковых вырезов, а также их гибкость.

В предлагаемом устройстве использование электронного блока управления 13 позволяет реализовать большой выбор конкретного вида закона изменения действующей на спортсмена силы от угла закантовки имитаторов лыж (сноуборда). Различные виды такой зависимости могут соответствовать различному весу спортсмена, различной скорости движения в имитируемом повороте, различным типам лыж (сноуборда). При этом несмотря на значительное разнообразие видов вышеупомянутой зависимости, эта зависимость всегда имеет прямой характер, то есть обеспечивает увеличение действующей силы при увеличении закантовки лыж (сноуборда) относительно центрального положения.

Типовой вид зависимости действующей на спортсмена центробежной силы F от угла закантовки лыж (сноуборда) изображен на фиг.3 для двух значений скорости движения спортсмена V, V. Кривая 33 соответствует большей скорости движения, чем кривая 34.

В качестве вида зависимости развиваемого усилия от угла закантовки имитаторов лыж (сноуборда) при тренировках по предлагаемому способу применялась, например, тангенциальная зависимость, т.е. величина усилия выбиралась пропорциональной тангенсу угла закантовки. Значение коэффициента пропорциональности при этом устанавливалось в зависимости от веса спортсмена - при большем весе устанавливался пропорционально больший коэффициент. Применение тангенциального вида зависимости показало хорошее соответствие характера силового воздействия на спортсмена условиям реального катания на горных лыжах и сноуборде и обеспечивает хороший тренировочный эффект.

В практике тренировок могут применяться также другие виды зависимости развиваемого усилия от угла закантовки имитаторов лыж (сноуборда), в том числе не описываемые простыми функциями. Такие виды зависимости могут экспериментально подбираться для более точной имитации различных условий тренировки, например различного состояния снежного покрова. Применение электронного блока управления 13 позволяет реализовать любой вид такой зависимости. Наиболее удобным вариантом исполнения блока управления 13 при этом является подключение его к компьютеру.

При работе устройства компьютер может также использоваться как для отображения текущей информации о ходе тренировки, так и для управления работой устройства в целом, в том числе для задания режимов тренировки и контроля функционирования основных элементов устройства.

Удобным для тренирующегося является вывод информации об угле кантования имитаторов лыж (сноуборда) на экран видеомонитора, например, в виде фигуры горнолыжника (сноубордиста), наклоняющегося внутрь имитируемого поворота и “кантующего” при этом лыжи (сноуборд) синхронно с кантованием имитаторов лыж (имитатора сноуборда) тренирующимся спортсменом.

На экране видеомонитора может также отображаться информация о действующем на спортсмена усилии, о затраченной в ходе тренировки энергии и других параметрах тренировки. Кроме того, на видеомониторе могут отображаться имитируемые спортивные трассы.

Использование в процессе тренировок звукового сопровождения, например имитация звука, возникающего при “резании” кантами лыж (сноуборда) льда или плотно утрамбованного снега, усиливает эмоциональное воздействие на тренирующегося, что также способствует повышению эффективности тренировок. Кроме того, с помощью звукового сопровождения может также подаваться текущая информация о ходе тренировки.

Проведение тренировок сноубордистов при осуществлении заявляемых вариантов способа происходит аналогично тренировкам горнолыжников.

При тренировках по первому из вариантов способа спортсмен становится на имитатор сноуборда 28 (фиг.2), пристегивает обувь с помощью креплений 4, 5. При имитации прохождения поворотов спортсмен кантует имитатор сноуборда 28, при этом датчики угла закантовки 11, 12 вырабатывают сигналы, величина которых пропорциональна величине этого угла. В соответствии с величиной сигналов датчиков 11, 12 блок управления 13 вырабатывает сигнал управления силовым приводом 14. Усилие, развиваемое приводом 14, через трос 15, ролики 16, 17 и тележку 29 передается на имитатор сноуборда 28.

Также как и горнолыжник сноубордист отклоняет корпус в сторону центра имитируемого поворота и при дальнейшем движении может “перекантовать” имитатор сноуборда и перейти в новый поворот.

При тренировках по второму варианту способа спортсмен-сноубордист, также как и горнолыжник, имеет возможность “зависнуть” в дуге поворота на определенное время за счет приложения развиваемого усилия к корпусу спортсмена. Это может обеспечиваться удержанием руками за поручень 25 либо использованием пояса и системы тросов аналогично тому, как это было рассмотрено для тренировок горнолыжников.

Определенное отличие тренировок сноубордистов от тренировок горнолыжников состоит в том, что для завершения поворота и перехода в новый имитируемый поворот сноубордист не может использовать перераспределение давления внешней и внутренней по отношению к центру поворота ног. Для выхода из имитируемого поворота сноубордист увеличивает угол закантовки сноуборда, при этом усилие, приложенное к имитатору сноуборда 28, дополнительно возрастает и спортсмен получает возможность “перекантовать” имитатор сноуборда и войти в новый имитируемый поворот.

Определенные отличия в осуществлении способа тренировки (его вариантов) существуют для горнолыжников и сноубордистов также в алгоритме работы блока управления 13.

При тренировках сноубордистов угол закантовки имитатора сноуборда однозначно определяется датчиками 11, 12 и блок управления 13 однозначным образом вырабатывает сигнал управления силовым приводом 14.

В случае горных лыж возможна ситуация, когда имитаторы лыж 2, 3 закантованы на различный угол. Такая ситуация требует уточнения в алгоритме работы блока управления 13. Наиболее приемлемым для практики является при этом задание величины развиваемого усилия в соответствии с величиной угла закантовки внешней по отношению к центру имитируемого поворота лыжи, поскольку как уже отмечалось, основную часть поворота горнолыжник проходит, удерживая преимущественное давление на внешней лыже. При возникновении ситуации, когда тренирующийся кантует имитаторы лыж во встречном направлении (это соответствует катанию т.н. “плугом”) наиболее оправданным является установление зависимости величины усилия от разности углов закантовки имитаторов лыж.

При тренировках в соответствии с заявляемым способом технический результат, заключающийся в повышении эффективности тренировок, достигается в первую очередь за счет того, что во время тренировки величина действующих на спортсмена сил точно соответствует величине угла закантовки имитаторов лыж (сноуборда), причем находится в такой же зависимости от этого угла как и при реальном катании. За счет этого силовые нагрузки, действующие на спортсмена, по динамическому характеру, а главное - по соответствию действиям самого спортсмена, более точно имитируют условия реального катания на горнолыжных трассах.

Дополнительным техническим результатом является возможность имитации различных характеристик лыж (сноуборда), различного состояния склона и других параметров тренировки путем изменения вида функциональной зависимости величины прикладываемых усилий от углов кантования.

Необходимо отметить, что заявляемый способ тренировки (варианты) и устройство для его осуществления могут использоваться не только для тренировки спортсменов, но и могут быть основой увлекательного аттракциона.