Наука ориентирования 2

Мы часто спорим при разборах преодоленных дистанций, чей вариант лучше. Но как же все-таки определить наверняка, какой из них самый рациональный??? Конечно, можно снова выехать на местность и проверить все варианты. А можно и не ездить, ведь эту проблему можно решить аналитическим путем с помощью специальных алгоритмов расчета так называемой эквивалентной длины, разработанных Шириняном. К примеру, если длина перегона по прямой составляет 400 м, а эквивалентная длина - 600 м, это значит, что на преодоление этого перегона вы должны затратить столько же времени, сколько на преодоление отрезка по ровной дороге длиной 600 м. Сравнив эквивалентную длину каждого варианта, мы и узнаем, какой из них самый рациональный. А зная свою соревновательную скорость по ровной дороге, мы можем проследить сколько времени мы должны были затратить на его преодоление при условии "идеального" ориентирования и полной реализации своих физических возможностей. Но самое интересное, расчет эквивалентной длины позволяет начальнику дистанции сделать прогноз относительно предполагаемого времени победителя, или подогнать дистанцию в требуемые правилами временные рамки. В этом случае нужно учитывать уровень физической и технической подготовленности спортсменов конкретных соревнований, так как реальное время прохождения дистанции всегда больше идеального.

       И тут у меня появилась мысль. Я решил высчитать эквивалентную длину средней дистанции на прошедшем недавно Командном чемпионате Беларуси. И, исходя из уже известного времени победителя, определить соревновательную, опять же, эквивалентную скорость (скорость по ровной дороге) на средних дистанциях на республиканских соревнованиях высшего уровня. После чемпионата Беларуси на средней дистанции я сравню 2 полученных показателя скорости и, может быть, это уже будет некий "эталонный" показатель.

     Почему эта средняя?? Во-первых, как-никак, чемпионат, хорошее представительство, сложная местность, дистанция высочайшего уровня, технически непростая. Смотреть карту и дистанции можно здесь.

    И немного о самой методике:

    Есть несколько факторов, затрудняющих передвижение спортсмена по местности, а именно рельеф (подъемы и спуски), проходимость леса, поверхность (грунт, болота, открытые пространства).

    Подъемы снижают скорость движения. Зависимость скорости бега в подъем от его крутизны нелинейная. Выражается в процентах. При наборе высоты 30 м на подъеме длиной 600 м его крутизна составит 5 %:

                                            600 м - 100%

                                            6 м - 1%

                                           30 м - 5%

Запомним.

На основании проведенных Шириняном экспериментов была получена следующая формула:

                                                                   k= 4х+0,25х²

где k - коэффициент удлинения в процентах, а х - крутизна склона в процентах.

При этом линейный член уравнения отражает рост энергозатрат при подъеме, а появление квадратичного члена связано с тем, что бег по наклонной плоскости менее удобен, чем бег по ровному месту. На величину, равную значению квадратичного члена снижается скорость бега не только в гору, но и на спусках, а также при траверсах.

Вспомним, что в нашем случае х=5%

Значит k = 4*5+0,25*25=26,25%

    Удлинение составит 600*0,26=156, а эквивалентная длина с поправкой только на рельеф - 756 м. Это значит, что 600 м с превышением в 30 м вы преодолеете за такое же время, что и 756 м по ровной поверхности.

   При беге с горы энергетическая составляющая имеет отрицательный знак, т.к. под гору бежать легче, чем по равнине. Однако коэффициент при линейном члене уравнения значительно ниже, т.к. наш мышечно-связочный аппарат не позволяет переводить потенциальную энергию в кинетическую со 100% КПД.

                                                  k= -2х+0,25х² 

     Несложные расчеты показывают, что коэффициент удлинения при малой крутизне имеет отрицательные значения (т.е. скорость бега возрастает), затем достигает минимума при 4% спуске, затем начинает возрастать и достигает нулевого значения при спуске крутизной 8%, Далее  он приобретает положительные значения, что означает, что спуски крутизной более 8% не увеличивают, а снижают скорость по сравнению с бегом по равнине.

      Очень часто на перегонах встречаются не только подъемы, но и спуски, траверсы, при этом длина и крутизна их различна. Приблизительная формула подсчета удлинения дистанции по фактору «рельеф» выглядит следующим образом:

k= 4х – 2у + 0,25(х + у)² или k= 4(х – 0.5у) + 0,25(х + у)²  (3), где х – отношение суммы подъемов к длине перегона, а у - отношение суммы спусков к длине перегона.

    Влияние проходимости является самым существенным на беларуских картах. Если лес отрисован правильно, то можно использовать стандартные рамки снижения скорости. Скорость бега по «белому» лесу составляет 100 – 80% от исходной, за которую принята скорость бега по тропе. Для простоты расчетов в качестве среднего коэффициента удлинения для «белого» леса используется 10%. Это значит, что 100 метрам бега по такому лесу соответствуют 110 м бега по тропе.

Диапазон скоростей в первой градации зеленого цвета (в том числе и по редкой штриховке) составляет от 80 до 60%, что соответствует удлинению от 25 до 67%. Для удобства используется средний коэффициент удлинения 50%.

100 м бега по «первой зеленке» соответствуют 150 м бега по тропе.

Для второй градации зеленого цвета, в том числе и для частой штриховки, диапазон скоростей составляет 60 – 20%, что соответствует удлинению в диапазоне 67 – 400 %. Поскольку очень густые заросли встречаются не так уж часто, принимается в качестве коэффициента удлинения 100%, то есть считается, что «вторая зеленка» удваивает пройденный путь.

Сплошную зеленую заливку лучше обходить, поэтому ее лучше не учитывать. При необходимости ее можно учесть с коэффициентом 5, то есть 400% удлинения.

           Отдельные участки, на которых грунт затрудняет движение, могут быть учтены так же, как и в случае проходимости. Для простоты расчетов участки заболоченного леса приравниваются к чистому лесу, а участки болот и каменных россыпей – к «первой зеленке». При этом следует помнить, что они учитываются как бы дважды, например, участок заболоченного леса длиной 100 м в чистом лесу дает 10 м удлинения за счет «белого» леса и еще 10 м  за счет грунта, а участок болота, покрытый «второй зеленкой», удлиняет путь на 150% (100% за счет проходимости и 50% за счет болота). С точки зрения расчетов это означает, что проходимость и болота учитываются независимо друг от друга.

Открытые и полуоткрытые участки, не покрытые зеленой штриховкой, учитываются как чистый лес (10%), а покрытые – в соответствии с градацией штриховки (50 или 100%).

Сплошной желтый цвет, соответствующий травяному газону, приравнивается к дороге.

Культивируемые и распаханные участки из расчетов исключаются, их следует обходить.

Если местность характеризуется тяжелым для бега грунтом в целом, эквивалентную длину варианта, рассчитанную по рельефу и проходимости, следует умножить на некий эмпирический коэффициент (от 1,05 до 1,30), придерживаясь следующих рекомендаций:

Ровный твердый грунт – 1,00

Ровный моховой или травянистый грунт – 1,05

Кочковатый грунт, сухие ветки, корни – 1,10

Мягкий глубокий мох, высокая трава, папоротник – 1,15 – 1,20

Неудобный грунт (камни, кочки, ветки) – от 1,20 до 1,30

Можно вводить некоторые поправки на неблагоприятные погодные условия (сильная жара или наоборот, холод или проливной дождь) в пределах 1,00 – 1,10.

В моих расчетах я не прибегал к поправочным коэффициентам.

Для расчета эквивалентной длины всей дистанции, мне необходимо было определить самые рациональные варианты на каждом перегоне и суммировать их. Для этого я составил нехитрую таблицу:

Для примера посмотрим самый длинный перебег в конце дистанции. Я выявил 5 основных вариантов.
Северная просека была свежевспаханная, поэтому я применил к ней коэффициент 1,1.

Вариант	Длина, м	Эквивалентная длина, м
Желтый через поле	1140	1582
Желтый дорожный	1250	1647
Красный	1020	1556
Синий	960	1540
Оранжевый	970	1586

 Все остальные варианты движения были близки к прямым.

Мужская дистанция имела длину 6200 метров с суммой подъемов 135 м. Дистанция была практически замкнутая (старт и финиш находились приблизительно на одной высоте), следовательно, сумма подъемов равна сумме спусков.

Переходим к расчетам. Средняя крутизна подъемов и спусков составила 2,2%. Коэффициент удлинения (9,24%); поправка на рельеф – 570 м. Удлинение по проходимости - 2415 м.

Суммарное удлинение составило 570 м + 2415 м = 2985 м, а эквивалентная длина дистанции – 9185 м.

Так у меня получилась та самая длина, но для определения скорости еще нужно учитывать время затраченное на ориентирование. У ориентировщиков высокого уровня оно составляет 10% по отношению к времени бега. Также следует добавить по 3 секунды на отметку КП (несмотря на то, что электронная отметка очень быстрая, спортсмен вынужден снизить скорость перед КП и дождаться подтверждающего сигнала, на это уходит как раз 2-3 секунды).При 21 КП и отметке на финишной линии этот «довесок» составляет 66 секунд. Время победителя, Алексея Алексеенка, составило 0:37:58. Отнимем эти 66 секунд и получим 0:36:52. Минус 10%-ные затраты на ориентирование: 0:33:31

И финальное уравнение: 0:33:31=9185*х или
                                           33,516 (мин) = 9,185 (км) * х (мин/км)

                                           х=3,649 мин/км или 3,65
По простому темп 3:39 мин/км

Но не забываем, что это не идеальный темп, т.к. и время победителя не идеальное. Для того чтобы определить темп при идеальном ориентировании я суммировал лучшие времена на каждом из перегонов и получил время 0:34:04. Совершив все те же операции я получил темп 3,26 мин/км или 3:16 мин/км
Запомним эти цифры до чемпионата Беларуси.