Loris Bertolacci(澳大利亞),潘淳浩,2,李冠華,2*,侯林棟,2
場地耐力自行車團體追逐賽綜合了耐力、速度、爆發(fā)力以及技戰(zhàn)術, 其高水準和多樣化的體能需求對體育科學家們提出了挑戰(zhàn)。 目前已有大量針對公路自行車訓練的研究,而關于場地耐力自行車,特別是團體追逐項目的則較少[1-2]。 近年來團體追逐項目的比賽成績得到了極大的突破, 但針對其原因進行細致分析的較少。 針對這一情況,Statnyk 等[3]甚至使用“保密”一詞來形容目前的研究現(xiàn)狀?;诖?,本文旨在厘清近年來該項目成績飛速提升的潛在原因,對其訓練理念和方法進行探索和總結, 以期為教練員在訓練實踐中提供參考。
練中產(chǎn)出的大量數(shù)據(jù),包括功率、心率、速度等,還需要考慮賽事本身所需的技能和比賽策略, 同時需要重點考慮運動員使用的自行車和額外裝載設備,以及這些設備因空氣動力學對運動表現(xiàn)和訓練的影響,還需對比分析運動員的狀況與專項需求。
近年來, 團體追逐賽的比賽成績得到了大幅度的提高。表1 為自2000 年悉尼奧運會以來男子團體追逐賽所取得的比賽成績[4]。 2004—2021 年,比賽成績紀錄提高了14.578 s, 提升幅度的一半發(fā)生在2016—2020 年,且在2021 年,即2020 東京奧運會實現(xiàn)了歷史性的大幅提高。
表1 2000—2020 年奧運會男子場地自行車團體追逐賽成績統(tǒng)計Table1 Statistical results of the men's track cycling team pursuit race at the 2000-2020 Olympic Games
分析團體追逐賽的項目特點, 不僅需要收集訓
在團體追逐賽中,運動員從靜止狀態(tài)出發(fā),車隊內的比賽位置會定期發(fā)生變化,因此,每位運動員所受到的空氣阻力也會不斷變化。Broker 等[5]的研究對此進行了詳細描述,在團體追逐賽中,領騎運動員的功率輸出為特定速度的100%,跟隨運動員則受益于牽引效應從而減少了功率輸出,2 號位運動員的功率輸出約為70%,3 號位和4 號位運動員約以實際速度所需功率的64%進行騎行。因此,如何制定比賽策略是教練面臨的挑戰(zhàn), 讓每個運動員都能根據(jù)自己的能力為比賽作出貢獻, 最大限度地減少團隊或團隊中個人所需的功率輸出以提高成績。 目前這一領域已有較為成熟的研究[6],通過測試一組運動員的個人空氣動力學特性,估計優(yōu)化團隊效率的最佳安排,從而節(jié)省比賽時間。 此外,同樣重要的是確定個人的功率需求,進而可根據(jù)騎手的潛在能力進行安排。
已有研究通過建模對最大限度提高騎手個人能力的戰(zhàn)術和策略進行了研究[7]。 Olds[8]建立了騎手的間距與跟隨騎手獲得的VO2節(jié)省量之間的關系,發(fā)現(xiàn)當間距為0.2 m 時,效益可高達14.1%,當間距為2 m 時,效益會低至6.8%,只要騎手之間的距離小于3 m,就會產(chǎn)生顯著的益處。
比賽戰(zhàn)術在近幾年發(fā)生了較大的變化, 目前的趨勢是在比賽中減少位置轉換, 這增加了騎手領騎時間。 另一種策略是選用一名無氧能力好的爆發(fā)型騎手在出發(fā)時充當領騎, 以減輕跟隨騎手的比賽需求, 從而讓出發(fā)更加輕松。 一項對里約奧運會之前77 場比賽進行的研究指出,位置轉換與比賽時間存在相關性[9]。 目前,精英車隊在比賽中位置轉換更少,單次騎行的距離更長,以盡量減少位置轉換時的時間影響。
高級別場地耐力賽的特點要求運動員在比賽中全力輸出,因此運動員的恢復能力至關重要。 另外,緊密銜接的比賽安排也是對運動員恢復能力的重大考驗,以2020 東京奧運會時間安排為例(表2)。
表2 2020 東京奧運會團體追逐賽時間安排Table2 Schedule of team pursuit events at the 2020 Tokyo Olympics
Richard 等[10]關于促進比賽恢復以支持多次晚間比賽表現(xiàn)的綜述, 概述了可用于幫助比賽場次之間和比賽日之間恢復的策略。 場地耐力賽需要制定針對性的策略來加強比賽之間的恢復, 恢復和訓練的策略安排目的為提高一天內各賽次之間以及比賽日之間的恢復能力[11]。
在4 000 m 個人追逐賽中, 有氧供能占比約為70%~80%,無氧供能占比20%~30%[2]。 就團體追逐賽而言, 前10 s 的瞬時功率輸出為1 000~1 250 W,領騎運動員的功率輸出為650~700 W, 而跟騎運動員則為350~400 W[12]。 在2016 年世界杯團體追逐賽中,3 號位運動員在前10 s 的功率超過1 000 W,隨后轉換位置進行領騎時功率接近700 W,整場比賽平均功率為500 W,全能賽中的關鍵沖刺可超1 000 W。這些功率輸出遠高于運動員的有氧極限, 因此在此過程中主要依賴無氧代謝途徑, 即ATP-PC 和糖酵解。 然而,這種高強度運動恢復高度依賴于運動員的有氧能力[13]。因此,成功的耐力自行車運動員需要擁有較高的有氧能力(≥70 mL/kg/min)和無氧能力(≥61 mL/kg/min),這些能力與功率輸出和整體表現(xiàn)呈正相關。有氧和無氧能力的相互作用在場地耐力自行車賽中至關重要。 場地耐力自行車的成績還涉及其他因素,例如乳酸動力學、無氧閾值功率、臨界功率和運動經(jīng)濟性,但意識到比賽的間歇性也至關重要。
團體追逐賽的第一個1 km,精英運動員能夠在1 min 之內完成, 領騎相當于以1 km 的計時賽強度騎行。 無氧供能以及神經(jīng)肌肉能力是當前場地耐力自行車運動員能力的關鍵組成部分, 個人追逐賽中估計的70%~80%和20%~30%的有氧無氧比例可能與當前的精英場地耐力賽,尤其是團體追逐賽不符[14]。最近研究發(fā)現(xiàn), 在比賽開始后10~15 s 內全力騎行可以立即增加攝氧動力學, 這可能會降低對無氧供能的需求,直到比賽后程[15]。
目前比賽速度更快、齒輪比更大,運動員也強調通過力量訓練來提高耐力項目的功率輸出。 與早期研究相比, 可以推斷目前比賽中無氧供能系統(tǒng)的貢獻更大, 這放大了在團體追逐賽中最大化有氧和無氧系統(tǒng)供能能力的要求。 Jeukendrup 等[12]在探究許多場地耐力自行車賽事的能量代謝特征時提出,鑒于這些比賽需要最大限度地利用有氧和無氧系統(tǒng),認為必須通過適當?shù)挠柧氉畲蠡靥嵘醒鹾蜔o氧能力。
自2016 年里約奧運會場地耐力自行車賽以來,教練員更加重視采用大齒輪比、 力量訓練和戰(zhàn)術來提高運動成績[1,16-18]?,F(xiàn)在更大齒輪比的使用,改變了比賽所需的訓練和能量系統(tǒng)供應特征。 為了適應更大的齒輪比而采用的訓練主要包括力量訓練、 爬坡訓練、室內重型飛輪或阻力自行車訓練。關于提高自行車運動員力量的最佳訓練方法目前還存在很多爭論[17-19],因騎手目前的訓練年限和需求而異。 有趣的是,目前世界上最好的場地耐力自行車運動員Filippo Ganna 在播客中提到, 爬坡訓練最大程度地提高了使用更大齒輪比的能力,從而提高了成績,但他的教練卻認為力量訓練對Filippo Ganna 成績的進步更為重要。目前存在一個普遍共識,即進行專門訓練時(爬坡或室內渦輪增壓機訓練), 必須采用與比賽一致的騎行姿勢, 以正確激活和發(fā)展特定肌肉群并誘導特定的外周適應[20]。 另一個值得考慮的因素是運動員在室內渦輪機上使用自己的比賽自行車, 而不是像Wattbike 這樣的產(chǎn)品, 這是為了使訓練盡可能專項化。
空氣阻力是自行車運動員的主要阻力, 當騎手以大約40 km/h 以及更快速度騎行時其占總阻力的90%左右[21]。運動員的身型和騎行姿態(tài)以及穿戴設備,如頭盔、比賽服等的影響可占到總阻力的64%~82%,其他空氣阻力主要源于自行車,包括車架、車輪、車把和其他小部件[22-23]。 Faria 等[16]指出,自行車賽場1 h記錄中60%的提升來自空氣動力學因素的改善,40%來自更高的功率輸出。 空氣動力學是一個復雜的領域,F(xiàn)abio 等[21]以及Crouch 等[24]在該領域進行了深入的研究,充分解釋了運動員、騎行姿勢和設備的變化趨勢, 以及這些變化對獲得空氣動力學效益的重要性。
目前在訓練實踐中比較關注的一個指標是CdA系數(shù),其中Cd 代表風阻系數(shù),而A 則是運動員投射的正面面積,CdA 是2 個變量的乘積。 該指標越低越好, 對自行車和設備位置的小幅調整可以降低CdA,W/CdA 表示騎手產(chǎn)生的功率除以阻力系數(shù)與騎手正面面積乘積的比值,該值越高越好。實踐中可以采用增加功率或減少CdA 來提升運動成績,而目前的關注點在于降低CdA。 借助風洞可用于研究不同設備、緊身裝備和騎行姿勢在騎行時的風阻情況,通過研究結果進行針對性調整, 可實現(xiàn)以更低的功率輸出獲得相同或更高的速度[21]。目前,可以使用最新技術在現(xiàn)場和訓練場上完成計算[24]。
在設計訓練計劃時需要進行測試以評估訓練區(qū)并為運動員安排個性化的訓練方案。實驗室內的“金標準”是VO2max測試,該測試可以估計出2 個通氣閾值以及最大有氧功率,通氣閾值在場地耐力自行車比賽中通常是比VO2max更為重要的指標[25]。 通過測試可劃分訓練區(qū)間,并以此設計訓練計劃。 表3、圖1、圖2 為挪威奧林匹克聯(lián)合會用于量化訓練強度分布的3 區(qū)[26-27]和5 區(qū) 模 型[28]。
圖1 Stephen Seiler 耐力訓練的3 區(qū)模型[27]Figure1 Stephen Seiler's 3-zone model for endurance training[27]
圖2 Stephen Seiler 有疊加區(qū)間的3 區(qū)模型[26]Figure2 Stephen Seiler's 3-zone model with overlapping zones[26]
表3 用于描述和監(jiān)測耐力運動員訓練的5 區(qū)強度量表Table3 5-zone intensity scale for describing and monitoring endurance athlete training
兩極化訓練模式廣泛應用于場地耐力自行車訓練[16,29-30]。 兩極化訓練指的是較低強度的有氧訓練占據(jù)很大比例,其余部分進行高強度訓練,避開中間區(qū)間。進行過多的中等強度(3 區(qū)模型中的區(qū)間2 或5 區(qū)模型中的區(qū)間3)訓練會使運動員感到疲勞,且得不到足夠的訓練收益。 對于訓練量大的精英運動員來說,可能會使其在隨后的高強度訓練中感到疲勞,從而降低訓練質量。 5 區(qū)模型中的區(qū)間2(或3 區(qū)模型中的區(qū)間1)是一個有氧區(qū),可使慢肌纖維的線粒體產(chǎn)生最佳的適應。 Seiler[27]研究指出,耐力運動員似乎更傾向于采用大訓練量進行訓練, 并在整個訓練周期中謹慎應用高強度訓練,而此類訓練主要以I 型慢肌纖維為目標,當氧氣充足時(在較低或中等強度的運動中),肌肉通過氧化供能獲得能量,但團體追逐項目需要運動員進行高強度運動, 當糖酵解率非常高時,乳酸會積聚。然而,這種乳酸可以通過“乳酸穿梭”途徑分解為能量,即身體將乳酸從運動肌輸送到氧氣含量較高的身體區(qū)域。 優(yōu)化這一能力通常需要訓練強度在無氧閾值附近,以提高乳酸動力學[2],這種訓練通常稱為無氧閾值訓練, 旨在改善乳酸清除率。
目前研究人員開發(fā)了一種更簡單的場地測試來評估功能閾值功率 (Functional Threshold Power,F(xiàn)TP)。 FTP 指運動員可以在60 min 內保持準穩(wěn)定狀態(tài)的最高功率[31],該測試也可以只進行20 min,其結果的95%就是FTP。因此,可以通過這種方法得出訓練區(qū)間。FTP 被認為與無氧閾存在相關性,是一個簡化的測試。但目前有研究在質疑其準確性,精英運動員的閾值會有所不同[32]。
Jeffries 等[32]建議使用基于實驗室測試的血乳酸參數(shù)評估來確定乳酸閾值,或者使用功率—時間曲線評估運動員,以得出臨界功率的測量值[33-34]。 理論上,臨界功率被定義為運動員能夠可持續(xù)輸出的最高功率。 在實踐中,運動員通常只能在CP 供能下維持大約30 min 的功率輸出[35]。 當運動員以高于其臨界功率的強度騎行時,運動員實際可用的能量非常重要, 即無氧做功能力 (Anaerobic Work Capacity,AWC)。無論測試何種指標,團體追逐項目運動員必須具有基本的最大攝氧量能力,有氧供能系統(tǒng)是關鍵基礎, 但無氧閾值通常對運動表現(xiàn)起決定性作用。 圖3 為VO2max保持相對恒定下的無氧閾值如何在一個賽季中發(fā)生變化,表明能量系統(tǒng)之間存在相互作用而并非彼此獨立。
圖3 無氧閾值在一個賽季中的變化[36]Figure3 Changes in anaerobic threshold over a season[36]
目前的訓練區(qū)間已經(jīng)擴展到了使用區(qū)間6 進行最大無氧間歇沖刺訓練以提高無氧能力,采用區(qū)間7進行短時間內用最大強度進行神經(jīng)肌肉訓練以增強爆發(fā)力和速度。 表4 展示了運動員如何根據(jù)臨界功率使用區(qū)間來應用兩極化訓練模型。 根據(jù)測試方案,這些區(qū)間可能略有不同,如果騎手使用標準的20 minFTP 測試,可使用Allen 等[37]研發(fā)的區(qū)間。
表4 帶區(qū)間的兩極化訓練模型Table4 A polarized training model in different zones
為滿足高水平賽事的比賽需求, 間歇訓練在場地耐力自行車運動員的訓練中已非常普遍[38-39]。Rosenblat 等[40]嘗試對高強度間歇訓練(High Intensity Interval Training,HIIT)和沖刺間歇訓練(Sprint Interval Training,SIT)進行分類,研究不同方案對運動成績的影響。 HIIT 是在第二通氣閾值和VO2max之間的功率或速度下進行的重復運動;SIT 是以高于VO2max的功率或速度進行的訓練。 單次120 s 或更短時間的訓練被定義為短時HIIT,能量主要由無氧代謝提供[40]。 對于長時HIIT,總訓練量的50%以上應處于VO2max強度。 因此, 長時HIIT 應包括持續(xù)時間至少為4 min 的運動。 中等HIIT 則是包含持續(xù)時間在2~4 min 的間歇運 動,Ronnestad 等[38-39]發(fā) 現(xiàn) 精 英 自 行車運動員在短時HIIT 與比賽努力程度相匹配的長時HIIT 訓練后的運動表現(xiàn)有顯著提高。
需要注意的是, 運動員以直立姿勢騎行的唯一情況在于團體追逐賽出發(fā)時或在練習純粹爆發(fā)力和加速度的訓練中, 目前大多數(shù)高強度訓練都是在非常特定的騎行姿勢下進行的。 2016 年的一項研究強調了在訓練中采用特定騎行姿態(tài)重要性, 因為特定的騎行姿勢可以降低空氣阻力, 同時促進特定肌肉群的適應[20]。
力量訓練是團體追逐項目運動員訓練的基礎,核心訓練和姿勢穩(wěn)定訓練也是重要的輔助性訓練,運動員必須保持特定的姿勢以提高空氣動力優(yōu)勢,這需要靈活性和核心力量。 近年來比賽成績提升的關鍵之一是使用更大的齒輪比,而齒輪比的增大導致踏頻的降低。 運動員在齒輪比的選擇方面雖然存在個體差異,但可以肯定的是,目前力量訓練與更大齒輪比的使用是密切相關的。 最大力量訓練、單側訓練和基于速度的力量訓練的使用都是場地耐力自行車運動員訓練計劃的關鍵組成部分[19,41-42]。此外, 個性化的方法是優(yōu)化培養(yǎng)自行車運動員的關鍵。 但是青少年訓練通常需要發(fā)展技能和以高踏頻騎行的能力,然后才能轉向更大的齒輪比,長遠發(fā)展才是關鍵。
根據(jù)團體追逐賽特征, 必須使用個性化方法來最大化力量需求和補充耐力需求。目前,團體追逐中的領騎通常是爆發(fā)型選手,可能需要強調最大力量。但對于全能賽或團體追逐賽中的3 號和4 號位置運動員,功率/ 體重至關重要,雖然力量和爆發(fā)力仍需優(yōu)化,但該計劃必須個性化,以盡量限制體重過多增加。 這種差異考量再次強調了自行車這一項目中力量訓練需要個性化安排, 這也是所有運動項目的共同原則。
Faria 等[16]指出,當使用更費力的飛輪時,II 型肌肉纖維會逐漸被募集。 團體追逐賽已降低對運動員踏頻的要求, 但這種飛輪和踏頻的變化深刻影響了訓練方法和這項運動對力量訓練的重視程度。因此,人體測量學指標與力量訓練需要保持協(xié)調匹配,瘦體重必須最大化,體脂必須處于最低水平。但是對于大多數(shù)場地耐力自行車運動員來說, 必須注意不要增加太多體重。 有充分的證據(jù)表明公路自行車項目需要進行人體測量學測試, 對于場地耐力自行車來說,這方面的研究證據(jù)還比較缺乏。 Haakonssen 等[43]對澳大利亞女子團體追逐賽運動員進行的研究強調了精英場地耐力自行車運動員的低體脂水平。
自行車項目的周期模型已經(jīng)得到了較為深入的研究[40],包括反向周期模型、板塊周期模型和金字塔模型[44]。 目前更傾向于使用反向周期模型[45],其訓練觀點認為單次最大能力通常優(yōu)先于能力的維持性。 通常,神經(jīng)肌肉爆發(fā)力在計劃的早期被優(yōu)先考慮。 兩極化模型也優(yōu)先考慮有氧能力,除此之外,還需要開發(fā)整體力量水平。 大多數(shù)精英運動員目前使用的是板塊模型,板塊訓練可以優(yōu)先考慮耐力素質和特定的生理能力,例如通過爬坡訓練提高無氧閾值或專項力量,或在特定的訓練期,安排以速度和爆發(fā)力為目標的訓練板塊。 目前很難找到最新的綜述類文獻,盡管如此,這種方法與目前的反向周期模型略有不同。
反向周期模式首先以最大化能力為目標, 然后交替進行有氧板塊和速度板塊的訓練, 這樣所有的比賽需求都得到了協(xié)同發(fā)展,保留嚴格在“有氧區(qū)”內進行有氧訓練。 有氧訓練的主要目的是避免在有氧強度下的心率漂移,一旦心率漂移被最小化,目標則是逐漸延長距離并使心率不漂移到無氧區(qū)。 乳酸閾強度和VO2max水平訓練被安排在同一個訓練計劃中。交替進行速度訓練與特定的有氧訓練、公路訓練和爬坡訓練的練習是2020 東京奧運會的準備模式。速度訓練階段通常比有氧、公路和爬坡訓練階段短。不同的國家使用的策略各異, 例如有些國家在高海拔地區(qū)花費更多時間,但策略大體相同。交替進行速度板塊和特定有氧能力板塊的訓練理念很普遍,力量訓練幾乎貫穿整個階段。 一些具有有氧天賦的運動員會進行更多的公路比賽,在比賽時,他們會降低力量訓練量。
目前的場地自行車團體追逐賽速度更快、 齒輪比更大, 對無氧能力和力量/ 功率輸出提出了更高的要求, 最大化運動員的有氧與無氧能力并強調力量訓練是目前的訓練核心。 兩極化訓練模式整合間歇訓練是該項目耐力訓練中的常用手段, 而在貫穿全年的力量訓練需要對運動員進行個性化考量。 反向周期模型配合板塊設計是目前主流的周期化訓練模型, 根據(jù)賽事和運動員特點合理設計備賽周期是運動員長期適應并在比賽期達到最佳運動表現(xiàn)的保障。 同時,空氣動力學也是訓練中需要關注的重點,風洞等高科技技術, 為優(yōu)化空氣動力學參數(shù)做出了杰出的貢獻。