吳曉華 伊 劍

(1.吉林體育學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130000；2.長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130000)

越野滑雪最早起源于挪威的奧斯陸，它是通過(guò)腳穿滑雪板，手持滑雪杖，在丘陵起伏的山地滑行的一項(xiàng)運(yùn)動(dòng)。隨著技術(shù)的不斷更新，80年代初，越野滑雪技術(shù)被分為傳統(tǒng)技術(shù)和自有技術(shù)。

在滑雪運(yùn)動(dòng)發(fā)展的歷史長(zhǎng)河中，每一次世界紀(jì)錄的突破，都伴隨著新技術(shù)的創(chuàng)新和突破、新理論的改進(jìn)和完善，其中，場(chǎng)地、器材、服裝、科技的創(chuàng)新發(fā)展也占有重要位置。越野滑雪運(yùn)動(dòng)尤其如此，隨著運(yùn)動(dòng)技術(shù)的創(chuàng)新和成績(jī)的提高，越野滑雪成績(jī)已經(jīng)不完全取決于運(yùn)動(dòng)技術(shù)和體能，場(chǎng)地條件、氣候狀況、設(shè)備服裝等非運(yùn)動(dòng)技術(shù)因素對(duì)運(yùn)動(dòng)成績(jī)也開(kāi)始起著重要的作用。尤其是優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)水平相差無(wú)幾的情況下，非運(yùn)動(dòng)技術(shù)條件的利用，將成為提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)的重要途徑。因此，本文對(duì)影響越野滑雪成績(jī)的非技術(shù)因素進(jìn)行分析研究。

1 雪及空氣阻力因素對(duì)越野滑雪成績(jī)的影響

影響越野滑雪運(yùn)動(dòng)的力主要為雪的阻力和空氣阻力。而天氣冷暖、氣溫變化又會(huì)影響雪質(zhì)，從而造成不同的雪阻力；風(fēng)力大小和姿勢(shì)運(yùn)用也會(huì)影響到空氣阻力。

1.1 雪的阻力因素對(duì)越野滑雪成績(jī)影響分析

當(dāng)滑雪板在雪地上滑動(dòng)時(shí)，在接觸面上就會(huì)產(chǎn)生阻礙物體相對(duì)滑動(dòng)的力。雪與空氣的溫度對(duì)雪板上的阻力會(huì)有很大影響。當(dāng)雪板在陰暗的雪地或在陽(yáng)光下的雪地滑行時(shí)，阻力是不同的。即雪與雪板表面的溫度低時(shí)阻力變小，溫度高時(shí)阻力增大。在其他運(yùn)動(dòng)技術(shù)、體能因素固定不變時(shí)，雪的阻力越小，成績(jī)也就會(huì)越好。

另外，雪板滑過(guò)雪面所產(chǎn)生的熱，使接觸雪板的雪熔化，產(chǎn)生液體摩擦力。越野滑雪道的表面通常用大型的壓雪機(jī)壓過(guò)，其表面相對(duì)較光滑和堅(jiān)硬。而如果雪板嵌入松散的雪地時(shí)，滑行就會(huì)減慢，能量受到損失。除了極冷的天氣外，大多數(shù)的雪板滑行時(shí)是由少量表面發(fā)熱熔化的水潤(rùn)滑的。然而，過(guò)多的熔化水可能由于水、雪晶、板底間的細(xì)微作用而增加滑行阻力。圖 1說(shuō)明了當(dāng)大量熔化水作用到滑行表面時(shí)，對(duì)摩擦系數(shù)的影響情況【1】。

圖1 摩擦系數(shù)與熔化薄層厚度之間的關(guān)系

1.2 空氣阻力因素對(duì)越野滑雪成績(jī)影響分析

空氣阻力是指空氣對(duì)運(yùn)動(dòng)物體的作用力，滑雪者在空氣中運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的阻力與滑行的速度有關(guān)。除了強(qiáng)烈的順風(fēng)外，這個(gè)阻力與運(yùn)動(dòng)方向相反。從流體力學(xué)得知，決定空氣阻力大小的是空氣的速度、滑行者的正對(duì)面積與身體形狀。當(dāng)滑行者以較慢的速度滑行時(shí)，如上坡，空氣的阻力相對(duì)較小。但當(dāng)在下坡及堅(jiān)硬的雪面上滑行時(shí)，滑行速度很快，阻力就會(huì)加大。因此，調(diào)整技術(shù)和改進(jìn)運(yùn)動(dòng)中身體的姿勢(shì)，就可以減小正對(duì)面積和流體的阻力。Svensson博士用曲線圖說(shuō)明了人體姿勢(shì)、速度與空氣阻力的函數(shù)關(guān)系如圖2【2】。

圖2 滑雪者的姿勢(shì)不同時(shí)，空氣阻力與速度之間的關(guān)系

如圖可知，在下坡時(shí)，身體曲的姿勢(shì)與直立姿勢(shì)相比，阻力減小一半以上。因此下滑時(shí)，運(yùn)動(dòng)員采取團(tuán)身姿勢(shì)就是為了將空氣阻力降至最低。同樣，在越野滑雪比賽中，滑雪者通常接近對(duì)手且在其后面滑行，采用跟隨戰(zhàn)術(shù)，這樣跟隨者的空氣阻力會(huì)受到少量減少，體能也會(huì)消耗較少。

2 雪板與雪杖因素對(duì)越野滑雪成績(jī)的影響

2.1 雪板因素對(duì)越野滑雪成績(jī)影響分析

越野滑雪板在演變過(guò)程中經(jīng)歷了由外形的短而寬到窄而長(zhǎng)；材質(zhì)上也經(jīng)歷了從單一的竹、木材質(zhì)的到綜合材質(zhì)的應(yīng)用；雪板邊從無(wú)邊刃到有邊刃；性能上從易折斷、到抗折、抗彎、抗扭曲的近代雪板；外觀上也從無(wú)裝飾到涂有裝的藝術(shù)圖案，運(yùn)動(dòng)員的成績(jī)也因此而不斷提高。隨著科技的進(jìn)步和新材料的使用，現(xiàn)代越野滑雪板一般是由玻璃纖維及金屬合成的，雪板表面材料及滑行面由硬塑料及玻璃鋼合成，滑行面的刃部都是由金屬制成，這些都增加了滑行面的光滑程度。在這以后，很多鈦合金、鎂鋁合金、多層金屬、黃金比例、低阻力板底等等被廣泛的應(yīng)用，滑行的速度和運(yùn)動(dòng)成績(jī)也在不斷提高，也因此也造就了很多世界冠軍。

2.2 滑雪杖對(duì)越野滑雪成績(jī)影響分析

越野滑雪的雪杖同其他雪上項(xiàng)目不同，雪杖對(duì)滑行速度有著重要作用，越野滑雪是通過(guò)雪杖產(chǎn)生很大的推進(jìn)力，是影響滑行技術(shù)的重要因素，近年來(lái)這方面得到了廣泛的研究。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)自由式滑雪技術(shù)上坡滑行時(shí)，發(fā)現(xiàn)撐杖力約占滑雪者運(yùn)動(dòng)推進(jìn)力的2/3?？梢?jiàn)雪杖的選擇使用對(duì)越野滑雪成績(jī)有著重要的影響。在越野滑雪中，自由式滑雪的雪杖通常比傳統(tǒng)式技術(shù)的雪杖要長(zhǎng) 10-15cm，因?yàn)樵趽握入A段，較長(zhǎng)的雪杖可以增加撐杖時(shí)間，此時(shí)，不僅產(chǎn)生較大的推進(jìn)沖量，同時(shí)也降低了周期頻率。這些比賽中的優(yōu)勢(shì)或劣勢(shì)會(huì)隨雪杖的長(zhǎng)度而改變，即可以得到最佳的選擇。此外，雪杖的重量以及重量的分布也是雪板雪具制造商重視的問(wèn)題，一般來(lái)說(shuō)，理想的雪杖的質(zhì)量（排除杖圈和手柄）會(huì)小于 100g，其特點(diǎn)是重量輕且堅(jiān)固不易折，一般都由鋁合金和玻璃鋼制成。當(dāng)運(yùn)動(dòng)員在每一個(gè)撐杖周期中，雪杖會(huì)繞著接近于手柄的軸轉(zhuǎn)動(dòng)，如果雪杖的重量增加，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量就會(huì)增大，用時(shí)也會(huì)增多，進(jìn)而也會(huì)減小周期頻率。

3 雪蠟及服裝對(duì)越野滑雪成績(jī)影響分析

3.1 雪蠟對(duì)越野滑雪成績(jī)影響分析

雪蠟是涂在雪板的滑行面以減少摩擦系數(shù)或增大摩擦系數(shù)的化學(xué)合成品。越野滑雪競(jìng)賽用蠟又根據(jù)雪的溫度及雪質(zhì)的不同而有所區(qū)別，分為助滑蠟、防滑蠟，也分為硬蠟、軟蠟、底蠟三種，不同雪溫所使用的雪蠟也用顏色加以區(qū)分。能否正確使用雪蠟直接關(guān)系到運(yùn)動(dòng)員的比賽成績(jī)，使用雪蠟應(yīng)根據(jù)比賽時(shí)的大氣溫度、雪面溫度、雪的性質(zhì)、比賽距離、比賽時(shí)間、運(yùn)動(dòng)員體重等等多種因素使用雪蠟。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，蠟的構(gòu)成從相對(duì)硬的蠟到相當(dāng)軟的蠟，蠟的硬度將對(duì)不平滑面上的雪晶嵌入蠟中的程度產(chǎn)生影響。

圖3 軟硬蠟處理過(guò)的雪板表面與新舊雪的相互作用[3]

如圖3所示，雪板表面用硬的或軟的蠟處理過(guò)，雪板與濕的和干燥的雪的作用方式不同。新的干燥的雪與打蠟的硬雪板接觸“抓蠟”能力更強(qiáng)，而舊的雪晶更圓滑，雪阻力較小，可以打硬度低的雪蠟。但雪板蠟的化學(xué)特性大部分對(duì)公眾保密，因而正確合理的使用雪蠟也成為各參賽隊(duì)影響成績(jī)的重要因素。

3.2 服裝對(duì)越野滑雪成績(jī)影響分析

越野滑雪項(xiàng)目一般持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，如果服裝的吸汗和保暖性能差，或者手套、雪鞋不舒適，就會(huì)給運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練和比賽帶來(lái)許多不便。因此，對(duì)越野滑雪運(yùn)動(dòng)員的服裝要認(rèn)真準(zhǔn)備和選擇?？萍嫉倪M(jìn)步使服裝在競(jìng)賽中也有很大的改變，滑雪服在1949年就有一個(gè)突破，阿斯本(Aspen)的滑雪教練克勞斯.奧伯梅耶(Claus Obermeyer)發(fā)明了他的中間夾棉的防風(fēng)外衣，這使得滑雪者不用再一層層的穿著羊毛制品也能保持溫暖的滑雪。如今，納米技術(shù)已悄然進(jìn)入千家萬(wàn)戶，納米技術(shù)在滑雪項(xiàng)目中也越來(lái)越多地應(yīng)用，其中滑雪服、滑雪蠟應(yīng)用最為普遍?，F(xiàn)代越野滑雪運(yùn)動(dòng)服已經(jīng)是高彈、納米技術(shù)低空氣阻力連身服，纖維內(nèi)層保持身體的熱量恒定且排汗，纖維中層彈力保持做功肌肉群的彈性，纖維外層光滑表面和紋絡(luò)氣道減小運(yùn)動(dòng)空氣阻力。參加2006年都靈奧運(yùn)會(huì)滑雪項(xiàng)目的運(yùn)動(dòng)員，他們穿著的滑雪服都是高科技產(chǎn)品，不僅有抗水（雪）的功能，而且還有透氣、超薄保暖的作用，便于體能的節(jié)省和技術(shù)的充分發(fā)揮。因此，現(xiàn)代科技的發(fā)展使每一項(xiàng)競(jìng)技體育運(yùn)動(dòng)的競(jìng)爭(zhēng)更加激烈，越野滑雪也不例外，哪怕是最小的細(xì)節(jié)也可能影響到最終的成敗。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)越野滑雪項(xiàng)目非運(yùn)動(dòng)技術(shù)條件的總結(jié)，從影響越野滑雪成績(jī)的雪和空氣阻力、雪板雪杖的選擇、雪蠟的作用等非技術(shù)層面進(jìn)行了分析。在進(jìn)行越野滑雪運(yùn)動(dòng)和比賽時(shí)，應(yīng)充分考慮到影響其運(yùn)動(dòng)成績(jī)的各種因素，特別是實(shí)力相當(dāng)?shù)那闆r下，要有針對(duì)性地調(diào)整運(yùn)動(dòng)技術(shù)、戰(zhàn)術(shù)，正確選擇雪具裝備和使用雪蠟，從而達(dá)到理想的運(yùn)動(dòng)成績(jī)和效果。非運(yùn)動(dòng)技術(shù)條件的利用是“人為創(chuàng)造差異條件”——造成運(yùn)動(dòng)員之間客觀條件的不平等，從而影響不同運(yùn)動(dòng)員的成績(jī)。也可以說(shuō)，加大科技投入，已成為競(jìng)技體育發(fā)展的大趨勢(shì)。

4.2 建議

4.2.1 加強(qiáng)越野滑雪運(yùn)動(dòng)員在不同氣候、不同場(chǎng)地條件下的訓(xùn)練，使運(yùn)動(dòng)員適應(yīng)不同的雪質(zhì)。

4.2.2 滑行中調(diào)整到最佳運(yùn)動(dòng)姿勢(shì)，合理運(yùn)用戰(zhàn)術(shù)，以減少運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的空氣阻力。

4.2.3 在實(shí)力相當(dāng)?shù)臈l件下，根據(jù)比賽天氣、雪質(zhì)、雪溫、坡度路線等客觀因素，選擇正確的雪蠟及打蠟方法。

4.2.4 選擇最佳長(zhǎng)度的雪杖，穿著與空氣之間的摩擦阻力小而保暖透氣的比賽服裝。

[1]Golbeck, S.C（1992）A review of the pro-cesses that control snow friction. CRREL Monograph 92-2. Cold Region Research and Engineering Laboratory, Hanover,NH..

[2]Svensson, E. (1994) Ski Skating with Champions, How to Ski with Least Energy. Svensson , Seattle, WA.

[3]Lind, D. & Sanders, S.P (1997) The Physics of Skiing. American Institute of Physics, Woodbury, NY.Springer-Verlag, New York.

[4]編寫組.運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)[M].北京:高等教育出版社，2000.

[5]編寫組.冰雪運(yùn)動(dòng)[M].北京:人民體育出版社，2001.

[6]弗拉基米爾·扎齊奧爾斯基.運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)[M].陸愛(ài)云,譯.北京:人民體育出版社.

[7]楊明.越野滑雪訓(xùn)練過(guò)程的控制原則[J]冰雪運(yùn)動(dòng).2003(3)46-48.

[8]李曉明.談室內(nèi)滑雪場(chǎng)對(duì)越野滑雪項(xiàng)目發(fā)展的推動(dòng)[J]冰雪運(yùn)動(dòng)2004(9)8-10.