Каденс: как быстро крутить педали? Научный подход
Каденс — частота вращения педалей. Все же мы слышали, что чем он выше, тем лучше. Посмотреть хотя бы на профессионалов, их каденс держится на уровне 90 об/мин. Да и все вокруг говорят, что идеальное значение находится в этих пределах.
Но так ли это на самом деле?
Похоже, что у нас созрело разоблачение очередного мифа. Или не очередного. Или не мифа. Или не созрело. Тема очень неоднозначная, как и многие другие, которые мы здесь поднимаем.
Так что, давайте разбираться.
Да, действительно всем всегда рекомендуют ездить с частотой вращения педалей около 90 об/мин. Аргументация заключается в том, что эффективность педалирования вырастает с ростом каденса. Стереотип этот плотно закрепился в головах велосипедистов всего мира.
К тому же, велосипедному спорту уже ни одно десятилетие и, наверняка, кто-то уже занимался исследованиями в этой области с начала века.
Suzuki Y., например, выяснил в 1968 году, что у людей с обилием медленных мышечных волокон (они обладают небольшой силой, но слабой утомляемостью) эффективность снижалась с 23,3% при каденсе 60 до 19,6% при 100 об/мин.
Coast J.R., Cox R.H. и Welch HG пришли к похожим выводам в 1986 году. Тренированные велогонщики, работающие на 85% от своего максимального VO2 и находясь в области наибольшей эффективности по многочисленным параметрам, оказывались в каденсе 60-80 об/мин.
Sidossis L.S., Horowitz J.F. и Coyle E.F. в 1992 году обнаружили, что с ростом каденса увеличивается потребление кислорода, а значит и энергии требуется больше на высоких оборотах.
Ладно, то всё древность какая-то. Наверняка, современные исследования намного точнее и учитывают больше факторов.
Leirdal S. и Ettema G. в 2011 году взяли за основу 75% от максимального VO2 и проводили исследования на разных каденсах. Позволили они выбрать велогонщикам и произвольный каденс, наиболее им удобный. А потом еще прогнали их на частоте меньшей на 10 оборотов от выбранной и. получили тот же результат — чем медленнее крутишь, тем выше эффективность.
В 2015 году вопросом каденса занялся Nimmerichter со своей командой. Они подобрали подготовленных велогонщиков и прогоняли их при фиксированной мощности по ровной и наклонной поверхностям. В обоих случаях 60 об/мин оказывались значительно эффективнее, чем 90.
Тем не менее, если вы попадете в среду профессионалов вам неизменно будут предлагать увеличивать каденс. Насколько они правы? На все 100%.
Приведенные исследования, кроме прочего, показали, что с ростом мощности растет и наиболее эффективный каденс. Более того, Beneke R. и Alkhatib A. в 2015-м году обнаружили, что высокий темп в 90 об/мин снижает потребление углеводов. То есть, сохранение высокого темпа позволяет не сжигать углеводы и использовать их энергию тогда, когда это будет необходимо велосипедисту. Теперь перенесем полученные знания на гонку. Скорость пелотона в ней меняется довольно скоротечно и низкие обороты не способствуют быстрому ускорению. Получается так потому, что, чем медленнее крутишь, тем большее усилие приходится прикладывать к педалям. Гонщика попросту отодвинут в конец колонны. Увеличение же каденса до 90-100 об/мин позволит уменьшить усилие на педалях и повысить свои шансы на достойную борьбу за счет возможности быстрого наращивания скорости.
Здесь работает простая логика — легче поднять 100 килограммов за 100 подходов по 1 кг, чем поднять все 100 кг за один подход. Да, потери энергии при повышенном каденсе есть, но это вынужденная плата за быстрый доступ к мощности и быстрому ускорению. И не забываем о сэкономленных углеводах для финишного рывка.
Итак, мы вернулись к заветному значению в 90 об/мин. Профессионалы оказались правы. Миф оправдан, стереотип полезный.
Тем не менее, некоторые исследователи считают, что начинающим велогонщикам есть смысл проводить свои тренировки именно на заниженном каденсе. Дело в том, что их организм еще не привык к темпу профессионалов, а для этого требуется время. И всё это хорошо, да только исследователи эти ничего не говорят о сохранности коленей. Мы тоже ничего не говорили в течении всей статьи о них, чтобы не сбивать никого с толку. Однако получается, что логика про подъем 100 килограммов за 100 подходов хорошо работает и для коленей. Чем меньшая нагрузка на них, тем дольше они служат. Чем выше каденс, тем целее суставы.
Вот мы и пришли к заветным 90 об/мин и во второй раз.
Вывод: лишняя трата энергии, при каденсе 90 оборотов, окупается быстрым доступом к мощности и целыми коленями.
Список Источников
Stegemann J, Ulmer HV, & Heinrich KW. Relation between force and force perception as basis for the selection of energetically unfavorable pedaling frequencies in cycling. Internationale Zeitschrift fur Angewandte Physiologie. 1968;25(3):224-34.
Suzuki Y. Mechanical efficiency of fast and slow twitch muscle fibers in man during cycling. Journal of Applied Physiology: Respiratory, Environmental, and Exercise Physiology. 1979 Aug;47(2):263-7.
Coast JR, Cox RH, Welch HG. Optimal pedalling rate in prolonged bouts of cycle ergometry. Medicine and Science in Sport and Exercise. 1986 Apr;18(2):225-30
Sidossis LS, Horowitz JF, Coyle EF. (1992). Load and velocity of contraction influence gross and delta mechanical efficiency. International Journal of Sports Medicine. 1992 Jul;13(5):407-11.
Leirdal S and Ettema G. (2011). The relationship between cadence, pedalling technique and gross efficiency in cycling. European Journal of Applied Physiology. 2011 Dec;111(12):2885-93. doi: 10.1007/s00421-011-1914-3. Epub 2011 Mar 25
Nimmerichter A, Prinz B, Haselsberger K, Novak N, Simon D, Hopker JG. Gross efficiency during flat and uphill cycling in field conditions. International Journal of Sports Physiology and Performance. 10.1123/ijspp.2014-0373
Beneke R, and Alkhatib A. (2015). High cycling cadence reduces carbohydrate oxidation at given low intensity metabolic rate. Biology of Sport. 2015 Mar; 32(1): 27–33.
Увлеченный велосипедист с 2014-го года. Терпеть не мог, когда велосипед в ходу издавал посторонние звуки, что заставляло его многократно все перебирать, перемазывать и обновлять. Любит вникать в тонкости, посему многочисленные переборки своего велосипеда вылились в дальнейшем в работу веломехаником. Прошёл тернистый путь от Shimano Acera на Comance Tomahawk через SLX до XTR на Specialized S Works, а потом просто пересел на бюджетный шоссейник на оборудовании Campagnolo Xenon 10. За плечами веломарафон (МТБ) Куяльник 2019-года, где на маршруте Light занял 5-е место. В настоящее время остается активным пользователем велосипеда и продолжает углублять свои знания в этой сфере.
Что такое каденс и каким он должен быть при езде на велосипеде?
Каденс у велосипедистов – это число оборотов педалей в минуту, которое совершает велосипедист при езде.
Оптимальный каденс зависит как от собственных ощущений велосипедиста, так и его возраста, веса, физиологических особенностей и подготовки, типа велосипеда и педалей, в частности, стиля и скорости езды, уклона, характера покрытия и так далее.
Конечно, скорость вращения педалей нужно менять в зависимости от обстоятельств: на старте (для разогрева мышц) и при низкой температуре (чтобы избежать их повреждение) она должна быть достаточно высокой. Но в среднем комфортный каденс велосипедиста – от 80 до 100 оборотов в минуту – именно эти числа советуют начинающим в качестве эталона, при этой частоте оборотов велосипедист выдает максимум мощности при минимальных энергетических затратах.
Однако многие опытные велосипедисты в процессе активной езды приходят к своей оптимальной цифре самостоятельно, и даже намеренно снижают каденс для более сильной прокачки мышц и правки на нужный пульс.
Если вы любитель и катаетесь редко, не обязательно ездить с идеальными 80+ оборотами в минуту. Допустимы чуть меньшие значения, например, 70.
Для того чтобы измерить каденс, нужно засечь 1 минуту и посчитать количество сделанных оборотов (что трудоемко и опасно). Либо можно приобрести специальный велокомпьютер, который будет учитывать не только пройденный километраж, время и скорость пути, но и этот важный показатель. Датчик каденса состоит из двух частей: датчик скорости педалирования, который крепится на раме велосипеда, и магнит на шатуне.
Почему так важен оптимальный каденс?
Новичок спросит: какая разница, медленно или быстро ты крутишь педали? А разница на самом деле есть. Попробуйте на ровной местности проехаться на первой скорости – вы почти не будете двигаться с места, а сил потратите немерено – количество оборотов в минуту будет очень большим. И наоборот, попробуйте заехать на гору на большой звезде – если получится, то с огромным трудом, крутить педали будет попросту невозможно.
Низкий каденс – убитые колени!
Прежде всего каденс важен из-за вредной нагрузки на коленные суставы, которая возникает при слишком медленном вращении педалей. Колени – самая болезненная часть тела в велоспорте, так как на нее приходится длительная и неестественная для человека нагрузка.
При низком каденсе нужно постоянно давить на педали, и из-за этого очень скоро забиваются мышцы – ехать крайне сложно. Более того, медленное педалирование с сильным нажатием на педали не только способствует боли в коленях и забитости мышц, но и может стать причиной серьезных заболеваний — артритов и артрозов, которые можно «заработать» при неправильной езде на велосипеде.
Это особенно важно знать новичкам, которые ввиду неопытности запросто могут «убить» колени: им кажется, что, крутя педали с большой силой, они качают ноги, но на самом деле – забивают мышцы и медленно убивают суставы!
Если при редких «покатушках» на небольшие расстояния по городу эта проблема не актуальна, то для тех, кто решил заниматься велотуризмом или участвовать в марафонах, это крайне важно. Не стоит опускать каденс ниже 60 оборотов в минуту.
Крути педали… Быстро?
Казалось бы, все просто: крути педали как можно быстрей, и не будет подобных проблем. Но не все так просто: при быстром же вращении происходит нерациональное использование энергии, поскольку силы, затраченные на такое большое количество оборотов, не дают пропорциональной скорости. А если не использовать контактные педали, ноги то и дело соскальзывают, что может стать причиной падения или просто сильного удара по ноге педалью – не приятно.
В кругах велосипедистов считается, что умение сохранять высокий каденс – признак профессионализма спортсмена, поскольку крутить педали быстро и при этом эффективно – действительно сложно.
Как повысить каденс?
Если вы каким-то образом замерили каденс и поняли, что он низкий, решение одно: выбирать меньшую передачу на подобных участках и быстрее крутить педали. Сначала будет непривычно: кажется, что крутишь «вхолостую» и не чувствуешь привычного напряжения в мышцах. Но стоит привыкнуть и за это и колени, и велосипед отблагодарят своей долговечностью. Другой вариант – привить себе привычку крутить педали не постоянно, а небольшими партиями – так нагрузка на суставы будет меньше.
Если добиться рекомендованного числа оборотов (от 80 до 100) не получается, можно попробовать контактные педали или (как более бюджетный вариант) специальные ремешки на обычные педали – туклипсы. Это не только разгрузит колени, но и повысит КПД.
Также не стоит забывать о технике педалирования – нажимать на педаль в верхней части и подтягивать ее в задней, а не просто толкать педаль всей ступней на протяжении целого оборота.
На этом видео видно с какой бешеной скоростью могут крутить педали профи:
Умение выбрать каденс правильно – крайне важная вещь как для новичков, ответственно подходящих к здоровью своих суставов, так и для опытных велосипедистов. Это один из тех показателей, который просто необходимо отслеживать велосипедисту, чтобы фиксировать свой спортивный рост.
Оптимальный каденс и почему он так важен для каждого велосипедиста
В велоспорте под понятием каденс понимают частоту педалирования – количество оборотов педалей велосипеда, сделанных за одну минуту. В более широком смысле его также рассматривают как показатель ритма и темпа, с которым райдер вращает педали. Соблюдение оптимального каденса при езде предельно важно для каждого велосипедиста вне зависимости от стиля и интенсивности катания.
Характер нагрузок, припадающих на коленные и тазобедренные суставы, во многом нетипичен для естественной природы человека. Из-за анатомических особенностей суставы и связки остаются одним из наиболее уязвимых элементов костно-мышечной системы и ограничены в способностях к восстановлению. Принимая во внимание то, что основной процент нагрузок при езде на велосипеде припадает на колени, особенно важно придерживаться правильного педалирования. Ключом к этому является соблюдение оптимального каденса.
Принципы правильного педалирования
Ключевое правило корректного вращения предельно простое – не напрягайтесь и избегайте длительных силовых нагрузок. На сленге профессиональных велосипедистов, это называется крутить педаль легкой ногой. Эффективность педалирования от этого не станет ниже, при этом вы избежите быстрого переутомления и пощадите свои колени.
Современные односкоростные велосипеды – ситибайки и прогулочные модели – оснащаются звездочками с оптимальным соотношением передаточных чисел. Это значит, что в них уже предусмотрено все необходимое для безопасного катания. Для разгона райдер прикладывает необходимые стартовые усилия, после чего инерция выводит его на комфортную скорость и он без лишнего переутомления коленей поддерживает ее.
Правильное переключение передач
С многоскоростными велосипедами все сложнее. Здесь важно самостоятельно соблюдать оптимальную конфигурацию передних и задних звезд. Часто неопытные велосипедисты теряются от большого количества передач и либо вовсе не переключают их, либо растерянно подбирают более-менее комфортное соотношение. На самом деле в понимании работы велосипедной трансмиссии нет ничего сложного.
Переднюю малую звезду включают при езде по песку, сыпучему грунту и в гору; ее физика такова, что она передает много мощности, но мало скорости.
На самую большую переднюю звезду переключаются, когда нужно развить большую скорость на ровной дороге или на спуске;
Средняя передняя звезда – промежуточный вариант, именно на ней рекомендуют проводить основное время катания.
Каждая передняя звезда соответствует 2-3 звездочкам сзади, лежащим с ней на одной линии (как показано на рис.1), поскольку важно чтобы исключался перекос цепи (как показано на рис. 2). Соблюдение этих базовых правил переключения скоростей обеспечит более-менее правильный каденс при езде на велосипеде.
Точный контроль каденса
При длительных поездках или профессиональных занятиях велоспортом точный контроль каденса становится более актуальным. Считается, что наиболее оптимальной частотой педалирования являются показатели, лежащие в диапазоне от 80 до 110 об/мин. Именно такие данные фигурируют в большинстве пособий по велоспорту. Для райдеров, катающихся на горном велосипеде, этот показатель немного ниже – 70-80 об/мин.
Контролировать каденс можно при помощи различных средств. Во многих моделях велокомпьютеров предусмотрена подобная функция. Но здесь следует сделать поправку, что дешевые модели рассчитывают каденс на основе частоты вращения колеса, из-за чего цифры получаются с большими погрешностями. В профессиональных компьютерах дополнительно прилагается датчик каденса, гарантирующий точные данные.
Каденс: что это такое и почему он важен?
Начинающие велосипедисты или убежденные любители часто сталкиваются с проблемой боли в коленях. Причин ее появления достаточно много – слишком высоко/низко поднятое седло, неправильно настроен вылет седла вперед/назад, неправильно подобрана длина шатунов, и каденс.
Вот, о последнем мы здесь и поговорим подробно.
Да, чаще всего именно каденс связывают с болью в коленях, хотя вопрос этот очень и очень неоднозначный, несмотря на обилие устоявшихся мнений в велосообществе. Первое, что необходимо знать об этих мнениях – они застереотипированы и зачастую у райдеров нет глубокого понимания проблематики.
Что ж, давайте разбираться, давайте разрушать мифы, если они есть и выяснять тонкости.
Что такое каденс?
Частота вращения шатунов за единицу времени называется каденсом и измеряется в оборотах за 1 минуту. При желании, посчитать этот параметр можно самостоятельно, нужно только перед глазами иметь секундомер и… просто считать каждый полный оборот шатунов. Сложно это. Для упрощения задачи производители велосипедной электроники выпускают велокомпьютеры с датчиком каденса. Они умеют подсчитывать обороты, соотносить их со скоростью и даже выдавать какую-то статистику по мощности педалирования.
Каденс в понимании среднего велосипедиста
Влияет на каденс высота седла, положение руля, размер рамы, вылет седла, длина шатунов, длина ног, посадка, положение ног на педалях и общий уровень физической подготовки. Переменных много, как вы можете видеть, однако прожженные велосипедисты знают одно, что “золотой серединой” является частота вращения педалей на уровне 90 оборотов в минуту. Причем во внимание принимается только цифра 90 и больше никакие другие переменные, указанные выше.
Считается, что с повышением частоты вращения педалей в значительной степени разгружаются колени, от чего они перестают болеть, если эта проблема успела вас настигнуть. Работает это очень просто. Допустим вы привыкли выбирать передачу потяжелее (повыше) и медленно раскручивать педали достигая желаемой скорости. В это время мышцы нагружаются очень сильно и довольно быстро устают. Вопреки всем слухам, ноги так вы никогда не накачаете, а вот колени точно пострадают. При повышении каденса на пониженной передаче усилие, требуемое для одного оборота педалей значительно снижается, от чего мышцам приходится выполнять меньше работы и колени испытывают меньше нагрузки. Другими словами, чем быстрее работаете ногами, тем легче ехать.
Когда новичок знакомится с этой концепцией, то привыкнуть к быстрому вращению получается не сразу. По ощущениям кажется, что ноги так быстрее устают. Тем не менее, некоторое количество километров все расставит на свои места и возвращаться на пониженный каденс не захочется никогда.
Возвращаясь к факторам, влияющим на частоту вращения шатунов, хочется отметить, что 90 об/мин не является универсальным решением для всех и каждого. Для кого-то приемлемым окажется 70 оборотов, а для кого-то ближе к 100. Дело в том, что заниженное седло, например, не дает ноге разгибаться, как следует. В связи с этим развивать высокие обороты становится проблематичным. Низко расположенный руль на шоссейном велосипеде приводит к тому, что колени оказываются близко к груди, в такой позе развивать высокие обороты тоже не очень-то и удобно. Выбранная не по росту рама, чей размер не был компенсирован рулем, седлом и выносом, заставит райдера ехать на вытянутых руках или ногах, что тоже не способствует оптимальному каденсу.
Длина шатунов, наконец, тоже оказывает немаловажное влияние на обороты педалей. Исследования западных физиологов показывают, что уменьшение длины шатуна, вне зависимости от вашего роста и размера велосипеда, способствует повышению эффективности педалирования. Да, длина рычага уменьшается, прикладываемая через него сила тоже уменьшается, но компенсируется это повышением частоты вращения. Слишком длинные шатуны, напротив будут способствовать понижению каденса, но для МТБ велосипедов это часто необходимость, чтобы короткие апхилы давались легче.
В общем, получается, что универсального решения нет ни для кого. У каждого отдельного велосипедиста будет свой каденс, удобный именно для него с учетом того, что он повышенный. То есть, опять же, для кого-то это будет 70 оборотов, а для кого-то 100. Переменных много и не стоит равняться строго на “золотую середину”.
Понимание каденса профессиональными велогонщиками
В 1997-м году победитель Тур де Франса, Ян Ульрих, ехал с частотой 60 оборотов в минуту. Современные спортсмены, например Примоз Роглик, выкручивают более 100 оборотов в ту же единицу времени. Лэнс Армстронг ездил с каденсом 110 об/мин, мотивируя свой выбор тем, что таким образом нагружается кардио-система, а при более низких частотах основная нагрузка ложится на мышцы ног. Тренер Рик Стерн тоже отмечает, что повышение каденса с 60 до 80, например, в значительной степени позволяет снять нагрузку с мышц, не уменьшая при этом выходную мощность.
То есть, участники пропелотона, тренированные люди, пришли к тому, что повышение частоты вращения педалей дает некоторые преимущества.
Хотя все время с высокой частотой никто не ездит. Она актуальна больше при отражении атак на гонке или желании атаковать самому. Если атакующий едет на повышенной передаче с низким каденсом, а защищающий позицию выбрал пониженную передачу с высоким каденсом, то у второго есть шансы отбить атаку. В случае, если атакующий выберет пониженную передачу, а защищающий повышенную, то второй быстро сдаст позиции. У него попросту не будет времени набрать скорость, так как педали раскручиваются медленно. На повышенном каденсе появляется возможность быстрее набрать скорость, ведь каждый оборот шатуна уже требует меньше усилий.
Здесь мы приходим к тому, что велогонщики руководствуются еще и соображениями эффективного отражения атаки, а также успешного проведения атаки.
Мы видим тенденцию подражания велосипедистов любителей профессиональным спортсменам. Однако выбор последних базируется на тактических преимуществах и многочисленных исследованиях, которые проводились с профессиональными же спортсменами. Насколько справедливо применять всё это к начинающим велосипедистам, у которых уровень физической подготовки совсем другой? Хороший вопрос.
Что говорит о каденсе наука?
Ученые, занятые исследованиями эффективности педалирования, высокую частоту вращения педалей называют неэффективной.
“Мы обнаружили причины, по которым высокая частота вращения педалей на пониженных передачах оказывается неэффективной. Приток крови к бедрам довольно низкий и снабжение мышц кислородом нарушается” — говорит Федерико Форменти — доктор и старший преподаватель физиологии человека в Королевском колледже Лондона.
Федерико ссылается на клинические наблюдения, где при одинаковой интенсивности упражнений наблюдалось снижение уровня кислорода в бедрах и повышение пульса на 15% при возрастании каденса с 60 до 90 об/мин. По его словам, все эти показатели свидетельствуют о снижении общей эффективности. К такому же мнению приходит и ряд других исследователей.
Тем не менее, велосипедисты выбирают повышенный каденс, даже при условии интуитивного поиска оптимальной скорости, без оглядки на цифры и многочисленные измерения. Объяснить такое поведение человеческого тела ученые пока не могут и активно занимаются поиском незамеченных факторов.
Подведение итогов
Люди в белых халатах рекомендуют крутить педали медленнее, ссылаясь на показатели эффективности. Так кровь хорошо насыщается кислородом и тело работает в оптимальном для себя режиме по бумагам. Однако в этих исследования не принимается во внимание фактор негативного воздействия на суставы, так что прислушиваемся, но помним о таком вот нюансе.
Профессиональные спортсмены предпочитают вкручивать быстро, так обеспечивается тактическое преимущество и, повышенный каденс они находят интуитивно более комфортным.
Велосипедисты-любители настаивают на каденсе 90, ссылаясь на профессиональных райдеров.
Похоже, что любители подошли к своему выбору вполне взвешено. Эффективность педалирования при велопрогулке за город, в общем-то, ни к чему. Речи о тактических преимуществах тоже не идет, они тут просто не уместны. Обогащение мышц кислородом тоже не так критично, ведь на прогулке можно и остановиться на пару часов, походить, отдохнуть.
Самым важным фактором для новичков и средних райдеров становятся колени, они лучше себя чувствуют на повышенных каденсах. Да, и ехать, в конечном итоге, удобнее с повышенным каденсом, так как всегда есть пространство для маневров перед, например, подъемом. Менее нагруженные мышцы меньше устают. Хотя остается вопрос – разве ноги не устают от того, что их чаще поднимаешь вверх? Ну, на своем опыте мне пришлось убедиться, что меньше устаешь таки с повышенным каденсом.
Получается, что велосообщество очень даже справедливо предлагает приближаться к каденсу 90 об/мин, это работает практически для всех. Да, аргументация здесь несколько другая, нежели у ученых ратующих за эффективное снабжение мышц кислородом, и где-то с ней даже расходится. Но так и ученые еще не выяснили причин удобства повышения оборотов педалей. Посему, услышанное застереотипированное мнение прожженных велосипедистов имеет право на жизнь и даже оказывается полезным в контексте сохранения своего здоровья. И, важно понимать, что эта рекомендация не взялась из воздуха, рассуждений и анализа “на бумаге”. Свое право на существование она получила благодаря опыту многочисленных велосипедистов и взгляду врачей “изнутри”.
Правда, помним про некоторые особенности каждого отдельного велосипеда и райдера, то есть, “золотая середина” будет у каждого своя, но довольно близка к заветному числу 90.