冬季两项立姿射击中空枪与实弹射击的姿势控制与瞄准控制比较研究

《Sport Sciences for Health》：Postural and aiming control in dry and real biathlon standing shooting

　　

摘要：冬季两项(biathlon)射击表现取决于步枪稳定性与姿势稳定性。世界级冬季两项运动员每年完成数千次射击，其中大量为空枪射击(即无弹药，常用于训练)。本研究旨在比较空枪与实弹立姿射击过程中的姿势晃动( postural sway )与瞄准参数。研究人员对6名女性冬季两项运动员(世界杯或国际冬季两项联盟杯IBU Cup级别)在空枪与实弹射击环节(每种条件下2×5次立姿射击，随机顺序，静息状态)进行监测。光电装置记录标准瞄准参数，自制测力台与击发时刻同步，测量击发前三个时段(－1～－0.6 s、－0.6～－0.25 s及－0.25 s至击发瞬间)沿射击方向与垂直射击方向的重心压力中心(center of pressure, CoP)位移。结果显示，从击发前0.25 s开始，实弹条件下侧方(latero-lateral)与前后(antero-posterior) CoP位移较此前瞄准时段的增加量显著大于空枪条件(配对样本t检验 p＜0.05)。持枪稳定性(hold stability)、瞄准精度(aiming accuracy)与扳机扣动洁净度(triggering cleanness)在实弹条件下均显著差于空枪条件(p＝0.046、0.050、0.005)，尽管总体射击成绩在空枪时仅精确度高约1 cm(p＝0.208)。结论：使用实弹射击时，瞄准阶段末期的姿势晃动显著改变——运动员产生预期姿势调整(anticipatory postural adjustments, APAs)作为前馈运动以补偿步枪后坐力(recoil)，保证击发时及击发后的身体稳定，这使瞄准更具挑战性。高水平冬季两项运动员应在静息及疲劳训练条件下最大限度增加立姿实弹射击比例，以恰当掌控瞄准末期阶段的姿势与瞄准控制。

论文解读——《Postural and aiming control in dry and real biathlon standing shooting》发表于《Sport Sciences for Health》

研究背景与立项依据

冬季两项是越野滑雪与卧姿/立姿射击结合的项目，脱靶数是决定比赛成绩的最关键因素之一。立姿射击受运动员–步枪系统精细动作与姿势行为影响，较小重心压力中心(center of pressure, CoP)位移尤其沿射击线垂直方向(antero-posterior, AP)与较好射击表现相关。高水平运动员年射击量可达约22 000发，其中空枪射击(dry shooting，无弹药)占比可达50％，训练假定有无弹药不影响瞄准与射击表现。然而此前尚无数据阐明有/无弹药对立姿射击时瞄准策略与姿势控制的影响。研究人员假设步枪后坐力(recoil)会改变实弹射击时的瞄准与姿势行为，因而设计并开展此项对照研究。

研究对象与方法概要

研究对象为6名参加国际冬季两项联盟杯(IBU Cup)或世界杯(World Cup)级别赛事的意大利国家女子冬季两项队女运动员，于安特霍尔茨(Antholz)射击场在步枪归零后静息状态下随机顺序完成各2组空枪与实弹立姿射击，每组5发，共4组20发。使用SCATT MX–W2光电瞄准系统安装于枪管，提取射击成绩(shooting performance，命中环数0–10)、持枪稳定性(hold stability，击发前最后1 s瞄准轨迹速度)、瞄准精度(aiming accuracy，最后1 s平均瞄点与靶心距离)及扳机扣动洁净度(triggering cleanness，击发前0.25 s瞄准轨迹速度)；使用自制矩形测力台(80×40 cm，四角UMMC-200载荷传感器，80 Hz)同步采集侧方(latero-lateral, LL)与前后(antero-posterior, AP)方向CoP位移，以录音信号识别击发时刻并截取击发前－1～－0.6 s、－0.6～－0.25 s、－0.25 s至击发三时段计算CoP平均速度。正态分布经Shapiro–Wilk检验，瞄准参数采用配对样本Student's t检验，CoP参数采用双因素重复测量ANOVA(条件×时段)及Bonferroni事后检验，显著性水准设为p＜0.05。

研究结果

Results——射击参数结果

实弹与空枪总体射击成绩无显著差异(p＝0.208)；但持枪稳定性(p＝0.046)、瞄准精度(p＝0.050)与扳机扣动洁净度(p＝0.005)在实弹条件下均显著劣于(数值增大)空枪条件，表明实弹射击时瞄准过程控制更差。

Results——CoP速度结果

LL方向CoP速度受条件(COND)、时段(INSTANTS)及条件×时段交互作用均显著(p＜0.001)；事后检验显示仅实弹条件下进入击发前最后0.25 s时LL速度较前两时段显著升高(均p＜0.001)。AP方向CoP速度时段主效应与条件×时段交互显著(p＝0.015、0.003)，实弹条件下最后0.25 s AP速度亦显著高于前两时段(p＝0.028、0.002及p＝0.001)。空枪条件下三时段CoP速度无显著变化。

讨论与结论翻译总结

讨论指出虽静息下整体射击成绩未因有无弹药不同，但实弹射击引发击发前约250 ms开始的CoP快速移向支撑脚(后脚)及AP小幅增加，被解释为预期姿势调整(anticipatory postural adjustments, APAs)——中枢神经系以前馈方式预先对抗可预期的步枪后坐力扰动，减小击发后代偿性姿势晃动。该APA伴随瞄准参数恶化(持枪稳定性降约13％、扳机扣动洁净度降约15％、弹着中心距靶心约多1 cm)。此现象为空枪训练所缺失，故仅依赖空枪无法模拟实弹所需末期姿势控制要求。

Conclusion(结论原文浓缩翻译)

使用常规弹药射击时，瞄准阶段最后部分侧方与前后方向CoP晃动显著增大：运动员采取预期姿势调整(APAs)作为前馈运动以补偿步枪后坐力(recoil)，保证击发时及击发后身体稳定。尽管射击成绩相似，但因击发前瞬间姿势晃动增大，实弹条件下持枪稳定性、瞄准精度和扳机扣动洁净度均劣于空枪。结果表明高水平冬季两项运动员训练中应尽量增加实弹立姿射击比例，使其能妥善应对实弹射击瞄准末期对姿势与瞄准控制的更高要求，这在疲劳条件下尤为重要。