两种不同身体姿态对功率车不同强度骑行中骑行效率的影响
作者单位：上海体育科学研究所(上海市反兴奋剂中心) 上海市竞技体育训练管理中心
会议名称：《第十二届全国体育科学大会》
会议日期：2022年
摘 要：研究目的:在自行车比赛和训练当中,运动员会根据不同骑行距离下的发力方式、能耗特点和减阻需求选择不同的骑行姿态。本研究中运动员以计时位和低把位两种骑行姿态在一定踏频下分别完成功率车递增负荷骑行测试,比较两个不同骑行强度下两种姿态对运动学指标、摄氧量、能耗和骑行效率的不同影响,探讨骑行姿态改变对下肢肌肉踏蹬发力的影响,为运动员选择骑行姿态提供依据。研究方法:以8名男子场地短距离优秀组（Elite）和12名男子公路青年组（Youth）运动员为对象。在Wattbike功率自行车上安装弯把和计时把,分别建立运动员低把位（Dropped position,DP）和计时位（Time-trial position,TTP）两种不同的骑行姿态模型。两组运动员分别以两种姿态完成三级递增负荷骑行测试（graded exercise stress test,GXT）,测试全程踏频保持在90rpm,电磁档置于1档不变,空气档位依次置于3、5、7档,对应的功率输出分别为200W（Level 1）、265W（Level 2）和325W（Level 3）,每级负荷骑行7min至摄氧量水平相对稳定后增加一级。在受试者达到稳定状态后,分别采集、计算Level 1和Level 3最后3min稳定骑行阶段的做功和能耗指标。其中,Wattbike Pro功率车（英国）采集计算平均功率和平均做功;COSMED K4b2心肺功能测试仪（意大利）采集计算平均摄氧量、平均心率和平均能量消耗;采用骑行做功与能量消耗之间的比值计算平均骑行效率。分别采用独立样本t检验和配对t检验分析Elite与Youth、DP与TTP之间各指标差异,显著性水平均设为α=.05。研究结果:（1）首先,第一级负荷为Wattbike空气阻力3档、电磁阻力1档,相当于齿轮比50/16,传动系数3.125。Elite组两种姿态下平均功率和平均做功均稍高于Youth组（P0.05）,且两组运动员采用DP姿态骑行时的平均功率和平均做功也均稍高于TTP（P0.05）;其次,第三级负荷为Wattbike空气阻力7档、电磁阻力1档,相当于齿轮比50/13,传动系数3.846。Elite组分别采用DP和TTP姿态骑行的平均功率分别较Youth组高了5.0%和5.2%,平均做功分别较Youth组高了6.7%和3.4%,均具有显著性差异（P0.05）;而两组运动员两姿态下骑行的平均功率无显著差异（P0.05）,仅Elite组运动员采用DP姿态骑行做功较TTP提高3.9%（P0.05）,Youth组两姿态下平均做功未见差异（P0.05）。（2）首先,在第一级负荷的稳定骑行中,Elite组仅采用DP姿态骑行时的平均摄氧量和平均能耗较Youth组分别低了3.6%和4.3%,具有显著性（P0.05）,而TTP姿态骑行时则未见两组运动员间摄氧量和能耗间的显著差异;两组运动员采用DP姿态骑行时的平均摄氧量均仅稍高于TTP姿态（P0.05）,而Elite和Youth组采用DP姿态骑行时的平均能耗分别较TTP高了5.5%和6.8%,均具有显著性差异（P0.05）。两组运动员以及不同姿态下骑行时的平均心率之间则未见明显差异（P0.05）。其次,在第三级负荷的稳定骑行中,Elite组分别采用DP和TTP姿态骑行的平均摄氧量分别较Youth组低4.0%和3.3%,平均能耗分别较Youth组低12.8%和8.7%,均具有显著性差异（P0.05）。Elite组采用DP姿态骑行时的平均心率较Youth组显著下降2.7%（P0.05）;两姿态间比较,仅Youth组采用DP姿态骑行时的平均能耗和平均心率分别较TTP显著增加了6.3%和4.5%,差异具有统计学意义（P0.05）。（3）首先,在第一级负荷的稳定骑行中,Elite组采用DP和TTP姿态骑行时的平均效率分别较青年组提高8.2%和6.4%（P0.05）;Elite和Youth组采用DP姿态的平均效率分别较TTP低3.4%和5.0%,但差异并无统计学意义（P0.05）;其次,在第三级负荷的稳定骑行中可见Elite组平均骑行效率的显著提高。Elite组分别采用DP和TTP姿态骑行的平均效率分别较Youth组高了22.4%和17.7%,均具有显著性差异（P0.05）;仅Youth组采用DP姿态骑行时的平均能耗与TTP相比低5.3%,具有显著性差异（P0.05）。研究结论:自行车运动员90rpm稳定踏蹬下的骑行效率会受到骑行负荷的影响,一定范围内负荷越大效率越高,而骑行效率的提高是骑行能力增强的重要组成部分。采用低把位和计时把位两种不同骑行姿态,未对骑行效率产生明显影响,计时把位姿态引起踝关节跖屈肌力下降所减少的能耗,可能由髋膝大关节肌肉做功增加产生的能耗所补偿。