Всадники снижают нагрузку на лошадей
Исследование Патрисии де Кок из Вагенингенского университета показало, как техника верховой езды влияет на нагрузку на спину лошади и объяснило эффективность посадки жокеев.
Сравнение техник рыси
У всадников на рыси есть выбор между двумя техниками:
- Облегчённая рысь («rising trot») — всадник приподнимается в стременах, снижая нагрузку.
- Учебная рысь («sitting trot») — всадник остаётся в седле, что технически сложнее.
С помощью 3D-моушн-капт-оборудования в лаборатории Хилари Клейтон (Университет штата Мичиган, США) де Кок проанализировала движения опытных наездников. Выяснилось, что при облегчённой рыси центр масс всадника движется значительно меньше в фазе стояния в стременах, чем при учебной рыси. Это снижает силу, воздействующую на спину лошади, и уменьшает риск травм.
Математическое моделирование и секрет жокеев
Вдохновившись статьёй в Science (Pfau et al., Science, 325, 289) об улучшении результатов в скачках благодаря современной технике жокеев (стоя в стременах), де Кок построила вычислительную модель.
Вместе с Миесом Мюллером и Йоханом ван Лёвеном были созданы три усложняющиеся модели, представляющие систему «лошадь-всадник» как набор пружин, демпферов и точечных масс.
- Изменяя жёсткость пружины, моделирующей всадника в простейшей модели, удалось воспроизвести движение центра масс при учебной рыси и в стойке жокея.
- Добавление демпфера и краткого свободного падения сделало симуляцию более реалистичной.
- Для моделирования облегчённой рыси потребовалось добавить вторую пружину, имитирующую ногу всадника в фазе стояния. Переключение между этой пружиной и пружиной, моделирующей всадника в седле, позволило успешно симулировать технику.
Почему жокеи так быстры?
Расчёты показали, что техника жокеев требует высокой точности. Сглаженное, почти неподвижное движение центра масс жокея (почти прямая линия) достигалось лишь в узком диапазоне значений жёсткости и демпфирования пружин. Именно это минимальное вертикальное движение позволяет лошадям скакать быстрее.
Де Кок отмечает, что эта техника требует огромной силы и тренировок: «Если жокеи захотят улучшить результат ещё больше, им нужно будет двигаться строго по прямой, без движений вверх-вниз, а это будет сложной задачей».
Исследование опубликовано в The Journal of Experimental Biology.