2.2.5. Лабораторный эксперимент

Мы сочли целесообразным провести серию лабораторных экспериментов, поскольку в условиях лаборатории возможна максимальная унификация условий, нагрузок и фиксирования результатов, что, в совокупности, позволяет получить наиболее достоверные и легко воспроизводимые данные.

Были поставлены следующие задачи:

"Задача 1. Определить энергетическую стоимость работы на велоэргометре, вы­полненной следующими способами педалирования:

а) Импульсным с приложением усилий в передней и задней зонах и расслаблением в верхней и нижней; биомеханический стандарт движений: постоянный угол сгибания голеностопного сустава 110°±10°:

б) Круговым с приложением усилий в передней, нижней, задней и верхней зонах; биомеханический стандарт - наибольший угол сгибания стопы 110°±5° в нижней зоне, наименьший 90°±5° - в верхней;

в) Сочетанием импульсного способа с круговым (чередование через 1 мин. работы);

г) Сочетанием кругового способа с инерционным (чередование в соотношении 42+3 при темпе педалирования 90 об/мин).

Для выяснения энергетической стоимости различных способов педалирования был разработан и смонтирован комплекс аппаратуры:

1.Модифицированный велоэргометр "Монарк".

2. 2-стрелочный лидер, позволяющий контролировать частоту вращения педа­лей.

3. Система для забора проб выдыхаемого воздуха.

4. Оригинальное кресло для отдыха и восстановления испытуемых. Модифицированный велоэргометр "Монарк".

В елоэргометр был оборудован шоссейным гоночным рулем с передвижным выносом, гоночным седлом (детали ХВЗ) и гоночными педалями системы "Диамант" с глубокими туклипсами и двойными ремнями. Чтобы обеспечить соответствие усло­вий эксперимента естественным и для создания инерционных сил, необходимых для инерционного педалирования, мы установили на вращающееся колесо велоэргометра дополнительные диски массой 70 кг. Таким образом, инерционная масса велоэрго­метра равнялась 85 кг, что соответствует инерции системы "велосипед-велосипедист" в естественных условиях.

1;3 – отметчики приборов;

2 – кривая кругового педалирования;

3 – кривая импульсного педалирования.

Для срочной визуальной информации о выполняемом педалировании (о спосо­бе и величине суммарных и тангенциальных усилий на цепи), велоэргометр был обо­рудован велодинамометром конструкции Л.Г. Кучина (1967). Информационное табло усилий, градуированное от 0 до 50 кг, размещалось впереди испытуемого на пульте загрузки велоэргометра. Регистрация суммарных тангенциальных усилий производи­лась записывающей системой, в которую входили лентопротяжный и записывающий механизм (рис. 1 и 2).

Воспринимающий механизм, затем Передающее устройство, затем Регистратор

Общая схема установки, регистрирующей тангенциальные усилия.

2-стрелочный лидер.

Для обеспечения стандартной нагрузки и педалирования с заданной частотой применен визуальный двухстрелочный лидер, состоящий из 2 шестерен, соединенных с 2 стрелками и приводимых в движение 2 электрореле. На 1 реле подавались им­пульсы заданной частоты от генератора импульсов, а на 2 реле - импульсы от кон­тактного устройства на валу каретки велоэргометра. Совмещение 2-х стрелок лидера при педалировании означало точное выполнение задания. Весь комплекс аппаратуры питался от электросети через понижающий трансформатор.

Показатели лидера дублировались спидометром, установленным на велоэргометре. При частоте педалирования 90 об/мин стрелка спидометра показывала 40 км/час.

В лаборатории стабильно поддерживалась температура 19±1°С. Газометрические измерения.

Для измерения объемов и определения состава выдыхаемого воздуха использо­вался метод Дугласа-Холдена (П.Е. Сыркина, 1956). Забор выдыхаемого воздуха про­изводился системой состоящей из дыхательной маски, резиновой гофрированной трубки (рис.3), трехходового крана и прорезиненных мешков. Внутреннее аэродина­мическое сопротивление системы составляло 300±5 мм водяного столбы по показа­телям пружинного манометра при стационарном потоке воздуха 200 л/мин, что прак­тически не отражалось на истинном течении газообмена в организме. Определение процентного содержания С0₂ и 0₂ в полученных заборах воздуха производилось на газоанализаторе ГВВ-2. Объем выдыхаемого воздуха измерялся перекачиванием че­рез газовые часы лабораторного типа. Измеренные объемы газа приводились к стан­дартным условиям STPD/ сухой газ при t=0° С, Р=760 мм рт.ст. Фактор приведения

Рис. 3. Испытуемый при исследовании потребления 0₂ в зависимости от способа педалирования.

определялся по таблице R.S. Darlinqetal (1963). Процент потребления 0₂, выделенной С0₂ и дыхательный коэффициент по таблице Dill et al (1963). (Рис. 4,5). Расчет объе­мов потребленного 0₂ проводился согласно общепринятым правилам (А.И. Зятюшков, 1965). Описание методик, использованных нами при определении газометриче­ских показателей, подробно приведено в работах Н.И. Волкова (1962), Г.М. Панова 1(1971) и др.

Задача 2. Сравнить электромиографические и динамографические характери­стики работы мышц при различных способах педалирования.