Читать книгу Теннис - А. А. Гераськин - Страница 10

В отличие от других игр, технические приемы в теннисе принято делить на четыре неразрывно связанные и относительно самостоятельные по решаемым задачам части (фазы): подготовительную (фазу замаха), предударную (фазу выноса ракетки на мяч), ударную и заключительную (рис. 12).

Анализируя особенности ударов по фазам, целесообразно рассматривать тело теннисиста как кинематическую цепь, состоящую из подвижных звеньев и конечного ударного звена – теннисной ракетки («теннисист – ракетка»). При выполнении каждого приема техники ставится задача – достигнуть оптимального изменения конфигурации кинематической цепи «теннисист – ракетка» для каждой фазы, распределения усилий и скоростей по цепи, оптимальной жесткости соединения ее отдельных звеньев. Под конфигурацией понимается взаимное расположение в пространстве звеньев цепи.

Рис. 12. Фазовая структура приемов техники

Во время удара обычно все тело теннисиста участвует в ударном движении. Однако решающую роль играют те части тела, которые составляют ударный рычаг к моменту контакта ракетки с мячом. Так, при ударах сверху (подача и удар над головой) этот рычаг наибольший. Его составляют ноги, туловище и рука с ракеткой, перемещающиеся примерно в одной вертикальной плоскости (рис. 13). При ударах справа и слева такой рычаг короче. В основном его составляют рука с ракеткой и верхняя часть туловища, перемещающиеся в плоскости, близкой к горизонтальной.

Прежде чем приступить к разбору отдельных фаз, следует остановиться на общих механических явлениях и понятиях, которые лежат в основе анализа приемов техники как ударных действий.

Каждый прием нацелен на оптимизацию ударного взаимодействия кинематической цепи «теннисист – ракетка», в результате которого мяч в соответствии с тактическим замыслом получает определенное направление, скорость и вращение (рис. 13). В процессе этого взаимодействия происходит обмен энергией между движущейся кинематической цепью и летящим мячом. От такого обмена и зависит ударный эффект – величина и направление поступательной и угловой скоростей отлетающего мяча.

Рис. 13. Кинематическая цепь «теннисист – ракетка»

При ударах происходят сложные, согласованные в пространстве и во времени поступательные и вращательные движения тела теннисиста в целом и отдельных его звеньев (рис. 14). Поэтому используемая энергия кинематической цепи «теннисист – ракетка» может быть представлена в виде суммы двух энергий: энергии поступательного и вращательного движения цепи в целом и энергии вращательных движений отдельных звеньев, образующейся в результате их перемещений относительно друг друга.

Рис. 14. Биомеханика ударного движения

Однако сама по себе величина энергии не может полностью характеризовать удар, поскольку она не содержит информации о направленности и эффекте ее использования. Так, совершая нерациональные движения различными частями тела, можно накопить очень большую кинетическую энергию, но лишь весьма малую долю ее теннисист сможет передать движущемуся мячу. Поэтому необходимо знать дополнительные векторные величины, которые характеризуют, образно выражаясь, направление полезного использования энергии. Одной из таких главных величин является количество движений, определяемое по формуле K = Mv₀, где М – масса всей кинематической цепи, v – скорость центра тяжести этой цепи.

Рис. 15. Ударное взаимодействие ракетки и мяча

Второй очень важной векторной величиной, характеризующей удар, является так называемый ударный импульс, или импульс силы.

Во время удара струнная поверхность ракетки осуществляет силовое воздействие на мяч, во время которого происходит совместная упругая деформация и мяча, и струнной поверхности. При этом взаимодействии, продолжающемся весьма кратко (0,01–0,001 с), скорость мяча относительно двигающейся головки ракетки сначала гасится, а затем возрастает в противоположном направлении и достигает максимальной величины к моменту отделения мяча от ракетки. Силовое воздействие на мяч носит импульсный характер: отличается резким, пиковым изменением силы в очень короткий промежуток времени. Поэтому для столь быстро протекающих процессов основной силовой характеристикой и является ударный импульс, который приблизительно равен произведению максимальной силы (F_Δ) на время ее действия (t): Р = F_Δ × t.

Величина ударного импульса, действующего на мяч, определяет изменение количества движения мяча при ударе в соответствии с формулой Р = m(v₂ – v₁), где m – масса мяча, v₂ и v₁ – соответственно скорости мяча после удара и до него.

Поэтому по величине ударного импульса можно судить о скорости отлетающего от ракетки мяча. Таким образом, при ударе важна не только абсолютная величина силы прикладываемой к мячу, но и время, в течение которого она действует.

Несмотря на кратковременность соприкосновения струнной поверхности с мячом, именно в этот момент появляются условия для тонкого управления ударом с помощью мышечных усилий (иными словами, возможность сообщить мячу намеченное направление, поступательную скорость и вращение). Чем дольше (в определенных пределах) время взаимодействия ракетки с мячом, тем шире эти возможности.

Импульс на струнной поверхности ракетки создается четким, согласованным распределением усилий по всей кинематической цепи «теннисист – ракетка» в предударной фазе, которое, в свою очередь, формирует распределение скоростей по всем звеньям цепи. Тем самым к моменту непосредственного удара создается определенное количество движения и запас энергии во всей цепи.

Запас энергии складывается из накопленной к моменту удара кинетической энергии кинематической цепи и потенциальной энергии, необходимой для создания определенной жесткости соединений ее звеньев, и прежде всего той части, которая непосредственно участвует в ударном движении. В зависимости от решаемых тактических задач потенциальная энергия может играть регулирующую роль в создании оптимальной жесткости соединений звеньев цепи и в итоге существенно влиять на скорость отлетающего мяча. Так, при блокированном ударе с лета, когда ставится задача сообщить мячу высокую скорость, специально создается большая жесткость ударного участка кинематической цепи («плечо – предплечье – кисть – ракетка»). В тех же случаях, когда необходимо смягчить удар, добиться невысокой скорости и короткого полета мяча, целесообразно значительно снизить жесткость соединений звеньев в этой части кинематической цепи и достигнуть необходимого эффекта амортизации. Таким образом, чтобы возможно полнее проанализировать качество удара, необходимо рассматривать во взаимосвязи обмен энергией и количеством движения между кинематической цепью «теннисист – ракетка» и летящим мячом, а также импульс, создаваемый при контакте ракетки с мячом.

Подготовительная фаза. Она начинается движениями из исходного положения и заканчивается при завершении замаха. В отдельных случаях, например, при очень быстрых действиях у сетки, окончание одного удара может как бы сливаться с подготовкой к следующему, минуя выход в строго определенное исходное положение.

В подготовительной фазе ставится задача своевременно выполнить замах оптимальной протяженности, выбрать место для удара и выйти в наиболее выгодное положение для дальнейшего проведения точного и, если понадобится, мощного ударного движения – выноса руки с ракеткой на мяч.

Перед началом ударного движения важно заблаговременно подготовить к нему прежде всего те мышцы, сокращение которых в дальнейшем обусловливает это движение. Они должны быть по возможности сильно растянуты в подготовительной фазе, чтобы при сокращении обеспечить необходимую мощность усилий, а в итоге – высокую скорость выноса ракетки. Протяженность замаха зависит в первую очередь от времени, которым располагает игрок для подготовки приема. Чем короче замах, тем меньше амплитуда ударного движения и тем больше необходимо затратить усилий, чтобы сообщить ракетке нужную скорость. Движению замаха должен помогать соответствующий поворот туловища. Этот поворот во многом определяет эффективность дальнейшего выноса ракетки для удара.

Большое значение имеет конечное положение, занимаемое теннисистом при завершении подготовительной фазы, – он должен быть готов к проведению быстрого и точного ударного движения.

Предударная фаза. Эта фаза начинается после завершения замаха и продолжается до момента контакта струнной поверхности ракетки с мячом. Ее задача – подготовить удар в наиболее выгодной точке, обеспечить оптимальное изменение конфигурации кинематической цепи «теннисист – ракетка» в процессе ударного движения и распределение усилий и скоростей для придания этому движению высокой скорости, направления, а также создать оптимальную жесткость соединения ракетки со звеньями руки и руки с туловищем.

В предударной фазе формируются условия для накопления оптимального запаса энергии и количества движения в кинематической цепи «теннисист – ракетка» к моменту ударного взаимодействия. Для решения этой задачи в первую очередь важно так распределить усилия и скоординировать их, чтобы объединить поступательные и вращательные движения всего тела теннисиста и отдельных его звеньев. Это позволит суммировать их скорости и сообщить оптимальную скорость конечному ударному звену – ракетке.

Ударные движения различны по характеру. Обычно их разделяют на маховые и блокированные (есть и другие – комбинированные).

Маховые движения отличаются значительной амплитудой, высокой конечной скоростью, преобладанием динамических усилий. Для них характерна так называемая баллистическая работа мышц. Ее отличает сильное растягивание мышц в подготовительной фазе технического приема и мощное сокращение в предударной фазе, а также последовательное, волнообразное наслаивание усилий при ударном движении от центра к периферии (от мышц туловища и ног к мышцам плечевого пояса и руки, непосредственно управляющим движением ракетки). Для этого нужна хорошая подготовка одних и тех же мышц к действиям в качестве агонистов и антагонистов. Например, при ударах справа и подачах большая грудная мышца – одна из наиболее мощных мышц тела – при замахе свободно растягивается, выступая в роли антагониста, а при ударном движении сокращается, выполняя уже функцию агониста.

Маховые ударные движения характерны в первую очередь для подачи, ударов над головой и многих ударов по отскочившему мячу, при которых игрок располагает достаточным временем для подготовки технического приема.

Блокированные ударные движения, используемые прежде всего при ударах с лета и приеме подачи, отличаются меньшей амплитудой и скоростью, широким использованием статических усилий. Во время выполнения блокированных ударов руку с ракеткой выносят вперед после короткого замаха при жестком соединении звеньев руки.

Чтобы использовать кинетическую энергию поступательного движения цепи как целого прежде всего целесообразно выполнять удар по возможности в движении на мяч. Именно тогда теннисист может, как принято говорить, вложить в удар дополнительную массу тела (ударную массу составляют массы тех звеньев тела, которые принимают активное участие в ударном движении, т. е. перемещаются в направлении удара). Эта рекомендация может быть применена и к подаче, хотя, казалось бы, ее выполняют с места. Техничная подача отличается движением всего тела игрока вперед относительно исходного положения (рис. 16).

Рис. 16. Поступательное движение подающего в направлении удара

При ударах справа и слева кинетическая энергия вращательного движения всей кинематической цепи «теннисист – ракетка» используется максимально при увеличении момента инерции с помощью поворота туловища вокруг боковой оси, наиболее удаленной от места контакта струн с мячом. Так, при ударе справа она проходит сверху вниз через область левого плечевого сустава. При подаче увеличение момента инерции достигается постепенным вытягиванием всего тела вверх и перемещением его вперед. В этих случаях значительно удлиняется ударный рычаг.

Для увеличения кинетической энергии важно и последовательное наращивание усилий во всех звеньях ударного рычага кинематической цепи. На рис. 17 показаны различные варианты ударных движений. Как видим, при ударе с места наиболее оптимальным (с точки зрения наращивания скорости) является вариант «г». Здесь в ударном движении активно участвуют все звенья тела теннисиста: туловище, плечо, предплечье и кисть. Однако при ударе с ходу возникает дополнительная возможность использовать еще более выгодный вариант: сочетать движения в варианте «г» с поступательным движением игрока на мяч (вариант «д»).

При варианте «д» удлиняется путь выноса ракетки на мяч, что также важно для сильного удара. В этом случае можно ускорить ударное движение, увеличив путь разгона звеньев тела.

Условия, в которых действует теннисист, столь разнообразны и неожиданны, что он нередко не имеет возможности выполнить маховые движения, которые бы полностью отвечали всем этим требованиям. Чаще всего это происходит, когда у игрока мало времени для подготовки удара (например, во время игры у сетки или при приеме очень сильной подачи). В результате в ударном движении участвует только часть кинематической цепи (не случайно приведенная ранее формула кинетической энергии относительных движений звеньев цепи включает сумму переменного числа членов, что указывает на возможность изменения количества звеньев, активно участвующих в этом движении).

Рис. 17. Участие различных звеньев тела в ударном движении

В современном теннисе очень важно уметь сообщать ракетке высокую скорость после небольшого замаха и при коротком выносе ее вперед, когда в ударном движении не все звенья цепи участвуют активно. Для этого необходимы значительные мышечные усилия, которые создают большие ускорения и позволяют наращивать большие скорости в короткие промежутки времени. Не случайно подобного рода удары доступны лишь спортсменам, имеющим хорошую специальную физическую подготовку.

Одна из сложнейших задач управления движениями в предударной фазе – замаскировать истинное направление удара, а в ряде случаев – и его силу.

Ударное движение условно можно разделить на две части. Первая часть еще точно не ориентирована на удар в строго определенном направлении; вторая целиком соответствует этому направлению. Чтобы скрыть свои намерения, нужно в каждом отдельном случае находить оптимальные сочетания протяженности этих частей ударного движения и развиваемых в них ускорений выноса ракетки. Первая часть движения не должна содержать информативных особенностей, демаскирующих замысел игрока. Более того, при первой возможности в начале ударного движения следует вводить соперника в заблуждение относительно своих истинных намерений. Так, во время удара с лета у одного из краев сетки игрок своим расположением к мячу, началом выноса ракетки вперед может показать сопернику, что он подготавливает удар вдоль боковой линии. И лишь в последний момент, когда ракетка окажется рядом с подлетающим мячом, он быстро изменяет ударное движение применительно к короткому косому удару в сторону, противоположную этой боковой линии.

Вторая часть движения должна быть короткой, а начало ее приблизительно совпадать с моментом значительного ускорения ударного движения (чем быстрее движение, тем труднее сопернику прогнозировать его).

Фаза удара – важнейшая, хотя и самая кратковременная. Именно в ней происходит собственно удар и мячу придается определенная скорость, направление и вращение. Происходит обмен энергией и количеством движения между кинематической цепью «теннисист – ракетка» и мячом.

Основная задача теннисиста в данной фазе – в соответствии с тактическим замыслом обеспечить оптимальное ударное взаимодействие, сообщающее полету мяча нужное направление, скорость и, если необходимо, определенное вращение, что в итоге и предопределяет оптимальную траекторию полета и отскока мяча.

В момент удара происходят сильные упругие деформации струн и мяча, а также изгибные деформации обода ракетки. В результате ракетка и мяч некоторое время перемещаются как бы вместе, и теннисист получает возможность точно управлять мячом (после ударного взаимодействия на струнной поверхности и ободе ракетки еще некоторое время продолжаются затухающие колебания). Так, если подлетающий мяч имел значительное вращение, то после сильного удара в результате интенсивного ударного взаимодействия угловая скорость его может быть полностью погашена, и он получит только поступательную скорость.

Ударное взаимодействие, в свою очередь, разделяют на две микрофазы: деформирования и восстановления формы (рис. 18).

Рис. 18. Микрофазы взаимодействия ракетки с мячом (а) и зависимость силы, действующей на мяч, от времени (б)

В микрофазе деформирования скорость мяча по отношению к движущейся головке ракетки гасится. Имевшаяся в начале этой микрофазы кинетическая энергия переходит в потенциальную энергию совместных упругих деформаций мяча, струнной поверхности и обода ракетки. При сильном ударе упругие деформации настолько велики, что совсем сплющенный мяч как бы вдавливается в углубление, образованное прогнутой струнной поверхностью, а обод ракетки оказывается изогнутым назад. Характерной особенностью этой микрофазы является снижение скорости мяча относительно подвижной головки ракетки от максимальной величины до нуля, а также увеличение действующей на мяч силы от нуля в начале ее до максимального значения в конце. В конце первой микрофазы упруго деформированный мяч, струнная поверхность и головка ракетки напоминают сильно растянутую рогатку.

В микрофазе восстановления накопленная потенциальная энергия совместных упругих деформаций мяча, струнной поверхности и обода ракетки преобразуется в кинетическую энергию отлетающего мяча. При этом скорость мяча относительно головки ракетки возрастает от нуля в начале микрофазы до максимальной величины в конце ее. В то же время действующая на мяч сила падает от максимального значения до нуля.