Auch im Spitzensport kann Wissensvorsprung ein maßgeblicher Wettbewerbsvorteil sein, vorausgesetzt, der hierzu erforderliche wechselseitige Wissenstransfer zwischen Wissenschaft und Praxis wird umfassend beherrscht. Unter Beachten der in den letzten 3 Olympiazyklen im Spitzenbereich der Sportarten Biathlon und Nordische Kombination zu beobachtenden Tendenz hinsichtlich einerseits der Erhöhung streckenbezogener mittlerer Laufgeschwindigkeiten und andererseits der Zunahme internationaler Sportverbände, deren Sportler zu Wettkämpfen Spitzenplatzierungen erreichen, steigt das Interesse an einer innovativen sportwissenschaftlichen Vorlaufforschung zum Skaten im Skilanglauf. Aus der Sicht der Doktorandin stellt das Eruieren neuen Wissens sowohl zu den definierten Skatingtechniken als auch zur Methodik des einheitlichen Sporttechnik- und Konditionstrainings eine aktuell vordringlich zu lösende Aufgabe dar. Die vorliegende sportbiomechanische Studie widmet sich in ihrer Gesamtheit diesem Anliegen. Fokussiert wurden das wissenschaftliche Durchdringen des Problemfeldes Skatingtechniken und das Suchen von Sporttechnikleitbildern für das Messplatztraining. Im Verlauf ihres Entstehens über mehrere Jahre hinweg war das wissenschaftliche Arbeiten jedoch stets auch auf das Erzielen von Erkenntnissen zum komplexen Sporttechnik- und Konditions-Messplatztraining gerichtet. Von daher fanden hierzu ausgewählte Aspekte Berücksichtigung. Der beschrittene biomechanische Forschungsprozess orientierte sich insbesondere an den Erkenntnisständen zu den Besonderheiten sportlicher Technik zyklischer Bewegungen sowie zu den Themenfelder Messplatztraining und biomechanische Leistungsleitbilder zyklischer Bewegungen. Im Ergebnis sowohl deduktiv-nomologischen Vorgehens als auch biomechanischen Modellierens wurden Bewegungsparametermodelle erstellt. Diese bildeten die Referenz für statistische Ähnlichkeitsprüfungen mit analytisch identifizierten Bewegungsparametermodellen. Das messtechnische Datenobjektivieren biokinematischer und biodynamischer Bewegungsparameter erfolgte hier vorrangig unter sportartspezifischen Trainings- und Wettkampfbedingungen. Nationale und internationale Spitzensportler bzw. Spitzensportlerinnen der zurückliegenden zwei Olympiazyklen bildeten die definierte Grundgesamtheit. Darüber hinausgehende Arbeitsschwerpunkte waren auf informationstechnische Entwicklungen gerichtet.

Auch im Spitzensport kann Wissensvorsprung ein maßgeblicher Wettbewerbsvorteil sein, vorausgesetzt, der hierzu erforderliche wechselseitige Wissenstransfer zwischen Wissenschaft und Praxis wird umfassend beherrscht. Unter Beachten der in den letzten 3 Olympiazyklen im Spitzenbereich der Sportarten Biathlon und Nordische Kombination zu beobachtenden Tendenz hinsichtlich einerseits der Erhöhung streckenbezogener mittlerer Laufgeschwindigkeiten und andererseits der Zunahme internationaler Sportverbände, deren Sportler zu Wettkämpfen Spitzenplatzierungen erreichen, steigt das Interesse an einer innovativen sportwissenschaftlichen Vorlaufforschung zum Skaten im Skilanglauf. Aus der Sicht der Doktorandin stellt das Eruieren neuen Wissens sowohl zu den definierten Skatingtechniken als auch zur Methodik des einheitlichen Sporttechnik- und Konditionstrainings eine aktuell vordringlich zu lösende Aufgabe dar. Die vorliegende sportbiomechanische Studie widmet sich in ihrer Gesamtheit diesem Anliegen. Fokussiert wurden das wissenschaftliche Durchdringen des Problemfeldes Skatingtechniken und das Suchen von Sporttechnikleitbildern für das Messplatztraining. Im Verlauf ihres Entstehens über mehrere Jahre hinweg war das wissenschaftliche Arbeiten jedoch stets auch auf das Erzielen von Erkenntnissen zum komplexen Sporttechnik- und Konditions-Messplatztraining gerichtet. Von daher fanden hierzu ausgewählte Aspekte Berücksichtigung. Der beschrittene biomechanische Forschungsprozess orientierte sich insbesondere an den Erkenntnisständen zu den Besonderheiten sportlicher Technik zyklischer Bewegungen sowie zu den Themenfelder Messplatztraining und biomechanische Leistungsleitbilder zyklischer Bewegungen. Im Ergebnis sowohl deduktiv-nomologischen Vorgehens als auch biomechanischen Modellierens wurden Bewegungsparametermodelle erstellt. Diese bildeten die Referenz für statistische Ähnlichkeitsprüfungen mit analytisch identifizierten Bewegungsparametermodellen. Das messtechnische Datenobjektivieren biokinematischer und biodynamischer Bewegungsparameter erfolgte hier vorrangig unter sportartspezifischen Trainings- und Wettkampfbedingungen. Nationale und internationale Spitzensportler bzw. Spitzensportlerinnen der zurückliegenden zwei Olympiazyklen bildeten die definierte Grundgesamtheit. Darüber hinausgehende Arbeitsschwerpunkte waren auf informationstechnische Entwicklungen gerichtet.:1 Einleitung 1 2 Problemstellung 3 2.1 Zur Sportlichen Technik und zu den Skatingtechniken 4 2.2 Zu sporttechnischen Leitbildern des Skatens 9 2.3 Zur Methodik des Messplatztrainings 11 3 Deduktiv-nomologisches Vorgehen 16 3.1 Biomechanische Bewegungsparameter für die Analyse der Skatingbewegungen 16 3.1.1 Bewegungsparameter der Bein-/Skiabdruckbewegung beim Skaten 16 3.1.1.1 Kräfte 16 3.1.1.2 Dreh- und Kippmomente 17 3.1.2 Pilotstudien zur Bein-/Skiabdruckbewegung 21 3.1.2.1 Fragestellungen 21 3.1.2.2 Methodik 22 3.1.2.3 Pilotstudienergebnisse und Schlussfolgerungen für vorgesehene analytische Untersuchungen 23 3.1.3 Bewegungsparameter der Stockabdruckbewegung beim Skaten 31 3.1.3.1 Einflüsse spezieller Eigenschaften des Sportgerätes Skistock auf die Stockabdruckbewegung 31 3.1.3.1.1 Theorie zur Ermittlung von Skistock-Stabilitätseigenschaften 32 3.1.3.1.2 Experimentelles Ermitteln der Skistock-Stabilitätseigenschaften 37 3.1.3.2 Motorisch-biomechanische Einflüsse auf die Wirkung der Stockabdruckbewegung 40 4 Zielstellung 47 5 Fragestellungen und Hypothesen 49 5.1 Fragestellung 49 5.2 Hypothesen 49 6 Biomechanische Modellierung und Simulationen 54 6.1 Vorbemerkungen 54 6.2 Biomechanisch-mathematische Modellierung und Simulation zur Systembewegung beim Skaten 56 6.2.1 Modellvereinbarungen 56 6.2.2 Modellbildung 56 6.2.2.1 Modellgleichung zur Systembewegung in der Gleitphase 63 6.2.2.2 Modellgleichung zur Systembewegung im Bewegungszyklus und Simulationsmethodik 65 7 Simulationsergebnisse und aufgestellte Bewegungsparameter-Referenzmodelle 68 7.1 Simulationsergebnisse zum Gleitreibungskoeffizienten und Widerstandsbeiwert 68 7.2 Simulationsergebnisse zum Einfluss der Charakteristik des Systemantriebskraftstoßes 71 7.3 Simulationsergebnisse zum Einfluss der zeitlichen Koordination von Abdruckbewegungen 72 7.4 Biomechanische Bewegungsparameter der Skatingtechniken 75 7.4.1 Bewegungsparameter der 1-2 Skatingtechnik mit Führungsarm 76 7.4.1.1 Biodynamisch-kinematische Bewegungsparameter-Zeit-Verläufe 78 7.4.1.2 3D-biokinematische Bewegungsparameter-Zeit-Verläufe 81 7.4.2 Bewegungsparameter der 1-2 Skatingtechnik mit betontem Armschwung 83 7.4.3 Bewegungsparameter der 1-1 Skatingtechnik 88 8 Analytisches Vorgehen 90 8.1 Untersuchungsverfahren für Training begleitende Messplatz-Untersuchungen 90 8.1.1 Messplatzkonfiguration 90 8.1.2 Methodik des Objektivierens von Rohmessdaten 91 8.1.3 Methodik des Aufbereitens von Rohmessdaten 92 8.2 Untersuchungsverfahren für Wettkampf-Untersuchungen 93 8.2.1 Methodik des Objektivierens von Rohmessdaten 94 8.2.2 Methodik des Aufbereitens von Rohmessdaten 95 8.3 In die Untersuchungen einbezogene Sportlerinnen und Sportler 98 8.3.1 Definierte Sportler-Grundgesamtheit dynamisch-kinematischer Messplatz-Untersuchungen 98 8.3.2 Definierte Sportler-Grundgesamtheit 3D-kinematischer Wettkampf-Untersuchungen 98 8.4 Objektivierte Bewegungsparameter 99 8.4.1 Biodynamisch-kinematische Bewegungsparameter 99 8.4.2 3D-biokinematische Bewegungsparameter 100 8.4.3 Pilotstudie zur operationalen Äquivalenz spezieller Bewegungsparameterdaten 103 8.5 Methodik des Verifizierens deduktiv identifizierter Bewegungsparametermodelle 107 8.5.1 Verfahrensweise 1 108 8.5.2 Verfahrensweise 2 109 8.5.3 Zur Prüfung der BWP-Ähnlichkeit 1 109 8.5.4 Zu den Prüfungen der BWP-Ähnlichkeiten 2 111 8.5.5 Zu den Prüfungen der BWP-Ähnlichkeiten 3 bis 5 111 8.6 Methodik des Erstellens von Charakter-Animationen 114 8.6.1 Digitale Modellierung virtueller Charaktere und Sportgeräte 114 8.6.2 Charakter Rig und Mesh-Deformation 116 8.6.3 Motion-Application-Prozess 119 9 Analytisch identifizierte Ergebnisse und deren Vergleiche mit erstellten BWP-Referenzmodellen 120 9.1 Zur 1-2 Skatingtechnik mit Führungsarm 121 9.1.1 Ergebnisse dynamisch-kinematischer Messplatz-Untersuchungen 121 9.1.1.1 Individuell charakteristische biodynamisch-kinematische BWP-Daten und deren Interpretation (Daten-AGS 1) 121 9.1.1.2 Geschlechtsspezifisch charakteristische biodynamisch-kinematische BWP und Leistungskennziffern und deren Proximität (Daten-AGS 2) 122 9.1.1.3 Analytisch identifiziertes biodynamisch-kinematisches BWP-Modell für die 1-2 Skatingtechnik mit Führungsarm (Daten-AGS 3) 126 9.1.1.4 Vergleich zwischen analytisch identifiziertem biodynamisch-kinematischen BWP-Modell und dem BWP-Referenzmodell 127 9.1.1.5 Sporttechnikknotenpunkt bezogene Vergleiche zwischen individuell analysierten biodynamisch-kinematischen BWP und dem BWP- Referenzmodell 129 9.1.1.5.1 Zum Sporttechnikknotenpunkt 1 129 9.1.1.5.2 Zum Sporttechnikknotenpunkt 2 134 9.1.2 Ergebnisse 3D-kinematischer Wettkampf-Untersuchungen 139 9.1.2.1 Geschlechtsspezifisch charakteristische 3D-biokinematische BWP sowie LK und deren Proximität (Daten-AGS 2) 139 9.1.2.2 Analytisch identifiziertes 3D-biokinematisches BWP-Modell für die 1-2 Skatingtechnik mit Führungsarm (Daten-AGS 3) 146 9.1.2.3 Vergleich des analytisch identifizierten 3D-biokinematischen BWP-Modells mit dem BWP-Referenzmodell 148 9.2 Zur 1-2 Skatingtechnik mit betontem Armschwung 150 9.2.1 Ergebnisse biodynamisch-kinematischer Messplatz-Untersuchungen 150 9.2.1.1 Individuell charakteristische BWP-Daten (Daten-AGS 1) und deren Interpretation 150 9.2.1.2 Analytisch identifiziertes biodynamisch-kinematisches BWP-Modell und dessen Vergleich mit dem BWP-Reverenzmodell 151 9.2.2 Sporttechnikknotenpunkt bezogene Vergleiche zwischen individuell analysierten biodynamisch-kinematischen BWP und den BWP-Referenzmodell 155 9.3 Zur 1-1 Skatingtechnik 159 9.3.1 Ergebnisse dynamisch-kinematischer Messplatz-Untersuchungen 159 9.3.1.1 Individuell charakteristische BWP-Daten (Daten-AGS 1) 159 9.3.1.2 Analytisch identifiziertes biodynamisch-kinematisches BWP-Modell und dessen Vergleich mit dem BWP-Reverenzmodell 161 10 Zusammenfassung und Ausblick 165 10.1 Zusammenfassung 165 10.2 Ausblick 188 11 Literatur 190