刘阳铭

摘 要：技术理论缺陷是制约我国高山滑雪运动水平提高的主要因素。目前对高山滑雪的中文专著和学术研究较少，缺乏对该项目系统的研究。本研究运用文献资料法、实地研究法、类比法等，对高山滑雪这项体育运动进行运动生物力学分析。通过理论研究和运动实践等方法，从运动生物力学的角度出发，对高山滑雪回转技术的基本坐标系及滑手的肌肉发力情况进行分析。探究了人体解剖学方位，描述了骨骼、关节和肌群是如何协调工作来完成滑行动作。重点阐述了踝关节、膝关节、髋关节在滑行中的运动模式和参与的运动肌群。为进一步研究滑行技术奠定了基础理论基础。

关键词：高山滑雪；生物力学

生物力学是人体运动的科学。它结合了力学领域和解剖学。所有运动都有相应的技术特点。[1]滑手的骨骼结构，关节活动度，肌群力量以及结缔组织全部对滑行动作有影响。了解作用在人体上的力以及引发的身体动作，有利于深入提高运动技能。对于高山滑雪来说有效和高效的动作，使得滑手能够以准确的身体动作抵抗外力的作用完成滑行。在学习滑雪生物力学的过程中，你需要研究解剖学，以及与滑雪相关的力学问题，以确定滑手如何有效滑行。

有效滑行所要求的运动平衡是骨骼强度和肌肉力量的共同结果。当滑行者处于滑行基础站姿并保持平衡时，肌肉会有一定张力，但主要的支撑来自于骨骼强度，骨骼各居其位，人体保持直立时的肌肉的主动用力最少。一旦变换姿势，腿部、腹部、躯干和颈部的肌肉就需要参与活动，以保持身体的平衡，这时，仅靠骨骼强度是不够的。

1 人体解剖学方位与相应的滑行技术动作

滑手的运动发生在三个假象的运动平面：矢状面，额状面，水平面。[1]

矢状面把身体分成左右两部分。前后运动发生在这个平面上。例如脚踝处屈曲完成向前移动，向雪板头方向移动，或者将脚踝伸展完成向后坐的动作，矢状面上的动作主要完成的是压强在雪板上前后的控制。额状面将身体分为前、后两部分。横向侧移发生在这个平面。倾斜雪板的边刃，侧向移动，将体重从一侧雪板移到另一侧雪板，这是额状面边刃控制动作的例子。水平面将身体分为上下两部分。旋转动作发生在水平面。腿部与稳定的上身对抗完成旋转或在起跳后旋转360°是水平面的旋转控制动作的例子。

2 滑行中主要参与的运动关节

2.1 踝关节

踝关节是连接胫骨和腓骨与足部的踝骨的铰链关节。踝关节运动对滑雪很关键，但它们的活动受到雪靴的限制。[2]优秀的边刃控制始于踝部，踝部的紧张对雪板抓地非常重要。踝部肌肉的积极参与对入弯时的换刃尤为重要。

背屈是指足部向上弯曲，向小腿胫骨。跖屈是指足部向下伸展，远离小腿胫骨。脚踝的力量对于保持一个正确滑行的姿态很重要，使得滑手能够做出微妙的有效的边刃控制和压强的调整。小腿向脚移动，是一种更有效屈曲踝关节的方式，没有把脚向上提到小腿那么累，对于重新找回重心的动作来说，这个动作可以使重心迅速回到前面。

内旋和外旋用于描述脚的姿态，内旋的动作包含了踝关节背屈，以及足部的外翻和外展。即足底外翻面向身体外侧面。外旋动作包含了踝关节跖屈，以及足部的内翻和内收。即足底内翻面向身体中线。

距下关节在踝关节以下，在距骨和跟骨之间是一个滑动关节。在这里足部发生翻转，如外翻和内翻。外翻足底外转向身体侧面，它兼有横向旋转外张也有内旋动作。例如倾斜外侧板的外刃。内翻足底内转向身体正中，它兼有横向旋转内收也有外旋动作。例如倾斜内侧板的外刃。

2.2 膝关节

膝关节是身体最复杂的关节，支撑着身体的几乎所有体重。[3]它将股骨与胫骨和髌骨连接起来。膝关节是一个改进的铰链关节，可以让腿弯曲，伸直，并且可以轻微旋转。虽然膝关节主要是铰链关节，但当膝关节弯曲时，旋转就会发生。当膝关节弯曲90度时，旋转的程度增加，最大的内旋和外旋大约是25度。膝关节屈曲与骨盆或股骨旋转相结合，使小腿倾斜并辅助完成反弓。

2.3 髋关节

髋关节是一个球窝关节，由骨盆的侧面和股骨头组成。股骨在髋关节的三个平面的运动，类似于操纵杆。从技术上讲，包括股骨在髋关节旋转、外展、内收、屈曲和伸展。髋关节的活动范围在滑行中扮演了重要的角色。它带动腿部旋转和雪板的轉动。它同时带动腿部屈曲和伸展来管理压强。它还带动腿部侧向移动，通过外移腿部或骨盆侧移。腿在髋关节旋转，内收，外展，结合着膝关节屈曲，使得膝关节朝向弯的内测倾斜。

3 滑行中主要参与的运动肌群

肌群是一群软组织纤维，可以收缩和放松，以稳定或移动关节。他们协调工作通过控制力的大小来调整动作。肌群通过三种张力来移动关节：向心收缩，离心收缩，等长收缩。[4]

离心收缩可以作为一种制动力量来减慢或平稳动作。例如猫跳滑行时通过屈膝和屈髋来吸收不平整地带的雪包。四头肌和臀肌的离心收缩，以减缓滑手的屈曲，并以一种可控的方式吸收不平整地带的雪包。随着张力增加，肌群纤维逐渐被拉长。等长收缩，肌群长度不变，所以等长收缩不会改变肌群的长度。例如滑手在卡宾弯弧的顶点处，提高股四头肌和臀肌的发力以抵抗此处增强的反作用力。滑手通过增加股四头肌和臀部肌群的张力来维持膝关节和髋关节外侧的伸展。等长收缩的核心是在滑行时保持稳定的上半身。由于转弯、地形变化和增加发力会影响脊柱的稳定性。核心收紧可以稳定脊柱和骨盆。为了保持这种强度和稳定性，滑手必须增加核心肌群的等长收缩张力控制。

小腿的肌群控制着足和脚踝的运动。因为脚踝与滑雪鞋有直接的接触，雪鞋是将力传递给雪板的杠杆。脚踝的运动对于滑行时的前/后调整是至关重要的。小腿肌群对于维持运动站姿和膝关节屈曲也有相应的作用。大腿肌群的主要功能是在膝关节处屈曲和伸展。膝关节对各方面的压强控制都至关重要：横向和前/后运动，以及滑行整体用力的大小。在股骨侧防止胫骨向前折曲。骨盆周围的肌群可以控制髋关节，在肌群活动和运动范围的复杂关系中，髋关节会向各个方向运动。保持滑手CM与外板内刃在一条直线上。在大多数标准滑行动作中，腿部的旋转和倾斜是在上半身稳定的条件下。躯干肌群通常被称作核心肌群。它们在稳定和控制上半身动作中起着重要的作用，因此在维持平衡中起着至关重要的作用。

4 总结

滑雪发生在一个多变的、光滑的雪道上，一气呵成多种动作。即使两个人穿着完全相同的雪鞋和雪板，他们的滑行姿态可能会截然不同。抛开经验不谈，生物力学结构对动作表现很重要。找出发挥重要作用的骨骼、关节和肌群，了解身体是如何借助他们运动，能帮助你做出有效的滑行动作选择。了解这些知识，将会更好的帮助你获得想要的滑行姿态。

参考文献

[1]John Howe.Skiing Mechanics[M].Poudre Press，1983.

[2]PSIA.Alpine Technical Manual [M].Professional Ski Instructors of America ，2015.

[3] Ron LeMaster.Ultimate Skiing[M].Human Kinetics Publishers，2009.

[4]Vagners， J. 1995. A Ski instructor s Guide to the Physics and Biomechanics of Skiing[M]. Englewood， CO： Professional Ski Instructors of America.2015.