新興的短鼻座墊究竟會對騎行有何影響?

Note:本文引自我們的公號「LOCOMO耐力運動研究院」:新興的短鼻座墊究竟會對騎行有何影響? | 學術派


短鼻或無鼻座墊的使用最早始於鐵三圈,以ISM-Adamo和Cobb Cycling為代表,為的是使運動員可以長時間保持在氣動TT騎行姿勢下,同時不會有下體的壓迫、麻木或不適。

近年來,在公路車愛好者中,類似的短鼻座墊開始流行,以Specialized Power為代表。

之所以會出現短鼻座墊,與UCI對於座墊位置的設置規則有關(見於UCI規則1.3.013),那使用短鼻座墊究竟會對騎行有何影響呢?

無鼻座墊的鼻祖:ISM-Adamo

本期學術派為大家帶來的是2015年12月發表在《Journal of Science and Cycling》上的《The effects of forward rotation of posture on heavy intensitycycling: Implications of UCI rule 1.3.013》 (Caddy,Timmis, Gordon, 2015),譯作《前傾騎姿對高強度騎行的影響:UCI規則1.3.013的意義》


UCI對於參賽自行車的規定,數字代表規則的編號

一直以來,UCI管轄之下的賽事,對於自行車的設計、尺寸設定等都有著詳細且嚴格的規定。

其中規則1.3.013就規定了,除場地自行車衝刺類項目外,其他比賽的參賽車輛其座墊鼻尖到五通中心垂線的水平距離不得超過5cm。如有形態學上的特殊情況(如車手個子確實很矮),需要在賽事車輛檢錄時提出申請。

GraemeObree 1994年第二次創下1小時世界紀錄

說起該規則還有一件趣事,Graeme Obree 1994年參加世錦賽時,由於車輛檢錄時不符合規則,只得臨時借了個稍短一些的座墊才得以維持其極端前傾的坐姿。

UCI規則1.3.013的原文

眾所周知,公路自行車典型的座管角度範圍在72-74度這個範圍,而學界對於這個變數會如何影響到騎行的運動表現或是騎行的生物力學一直頗感興趣。

UCI還規定座墊長度應在24-30cm這個範圍內

新興的短鼻座墊可以在不違反UCI規則的前提下,改變實際有效的座管角度,這樣的改變究竟會對騎行有何影響?本期推文試圖來回答這個問題。


實驗內容

本研究使用一個傳統的公路車座墊(非短鼻),設置了4種不同的座墊位置,即座墊到五通垂線的水平距離分別為6cm,4cm,2cm和0cm(記做P6, P4, P2, P0),其中後三種違反了UCI規則1.3.013,也可以被認為是模擬短鼻座墊的使用。

從左至右,分別為P6, P4, P2, P0的座墊設置及相應騎姿

實驗由10名高水平自行車運動員參與,平均年齡26±2歲,身高180±5cm,體重71±6kg;最大攝氧量73.8±5.2ml/kg/min,最大有氧功率450±27w。受試運動員均有2年以上競賽經驗,持英國自協職業2級或以上競賽執照,最近12個月內16.1km個人計時成績在21分鐘以內。

高強度騎行測試流程圖

4種座墊設定在3周內以隨機順序分4次進行測試,且受試運動員不知道座墊的設置情況。

測試流程:受試運動員先以50%的VO2max強度熱身6分鐘,然後以40w負荷騎行4分鐘進行恢復,接著開始6分鐘高強度騎行(負荷為:VT + 40% x (VT-VO2max))。高強度騎行後再進行6分鐘恢復,最後完全休息1分鐘,開始4公里TT測試。測試的高強度階段中,踏頻恆定為運動員的自選踏頻。

測試中,實驗人員採集了受試運動員的氣體代謝數據、心血管指標、血乳酸值、運動學數據以及曲柄扭矩。


實驗結果

測試結果很有意思,4種座墊設定下,氣體代謝指標,心血管指標,血乳酸值,運動學數據及曲柄扭矩均無顯著差異。

也就是說,座墊前後距離差別多達6cm對於測試的高強度騎行和4公里個人計時均無明顯影響。

4種座墊設定下4公里TT的數據(均值±SD),篇幅所限,其他數據略

如下圖所示,在P0設定下(座墊鼻尖位於五通中心垂線之上),曲柄力矩峰值的出現時間點提前了。作者認為可能是下肢肌肉激活時序的影響。但力矩的大小與其他幾種設定並無差異。

一個踩踏周期內曲柄力矩的變化,藍線P0;紅線P2;綠線P4;紫線P6

基於以上結果,作者總結道:

在高強度騎行中,座墊前移(或者使用短鼻座墊)所造成的前傾騎姿在生理指標和運動學指標上都無影響,但卻可以使車手趴得更低,從而獲得更多由減少迎風面積而換來的空氣動力學方面的優勢。

▼ 如下圖所示:

  • 左圖A,座墊前後位置不變,車手趴低會使髖關節角度變小;
  • 右圖B,座墊前移,形成前傾騎姿,車手可以趴低,而髖關節角度不變。

另外,在非UCI監管的賽事中(如鐵三),也可以盡量考慮使用該方法來優化氣動性,且不影響功率輸出。

座墊位置對於騎姿的影響


開元觀點

本文以科學數據論證了短鼻/無鼻座墊的優勢,同時也說明了「有效座管角度」對於空氣動力學騎姿(如:TT姿勢)的影響。

其實在我們之前的新兵營欄目中,有一期也專門聊到此問題,有興趣的朋友不妨溫故而知新。傳送門:公路車加對休息把就變成鐵三車了? | 新兵營

另一方面,由於實驗僅僅測試了較短時間的高強度騎行,且受試者均為高水平自行車運動員(可以理解為踩踏技術嫻熟且穩定)。對於廣大的業餘自行車愛好者和以長距離鐵三為目標的鐵三愛好者來說,可以在Bike Fitting時以此為參考,結合自身的實際情況做一些嘗試。

但還是不要過於極端,如要做大幅度調整,還需循序漸進地讓身體慢慢適應,以免引發運動傷害。


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