Домашние вело- и эллиптические тренажеры отличаются от тренажеров, которыми оснащаются фитнес-центры, системой торможения. Если вы крутите педали велотренажера либо переступаете на педалях эллиптического тренажера (в этом случаи ступни ног движутся не по окружности, а по эллипсу, отсюда и название тренажера), вы раскручиваете маховик тренажера.
Чем массивнее маховик, тем комфортнее работа, поскольку маховик своей инерцией сглаживает толчки и способствует равномерному движению. Чтобы на вращение маховика затрачивалась работа, маховик должен тормозиться, и чем сильнее торможение, тем бóльшая работа затрачивается на его вращение.
Наиболее совершенна электромагнитная (или индукционная) система торможения (или создания сопротивления вращению), но она же и наиболее дорогая. Маховик тормозится магнитным полем, создаваемым расположенной рядом с маховиком катушкой. Напряженность создаваемого катушкой магнитного поля зависит от силы пропускаемого через катушку электрического тока.
Чем больше ток, тем больше сопротивление вращению, тем выше нагрузка, которую приходится преодолевать. Ток в катушке задается с панели тренажера, что и позволяет регулировать нагрузку. Нагрузка устанавливается очень точно, с большим количеством ступеней, практически бесступенчато. Такие устройства, называемые велоэргометрами, можно встретить в медицинских центрах, подобная же система нагрузки встречается в тренажерах высокого класса фитнес-центров.
В более дешевых домашних тренажерах применяется магнитная механическая система торможения. Принцип действия ее схож с вышеописанной электромагнитной системой, но вместо катушки (электромагнита) на колодке установлен ряд постоянных магнитов, соединенных с ручкой ручной регулировки нагрузки (обычно с 8 ступенями) стальным тросиком.
В положении ручки 1 (наименьшая нагрузка) магниты отдалены от стального маховика, и в слабом магнитном поле маховик при вращении тормозится незначительно. При переводе ручки в положение 2 колодка с магнитами приближается к маховику, торможение возрастает, и т.д. до наибольшей нагрузки при положении ручки 8.
Статья, собственно, не просветительская, все вышеизложенное можно встретить в других источниках. Но ни в одном вы не найдете, как посредством тренажера с ручной механической магнитной нагрузкой определять, сколько калорий вы потратили, выставив подходящую нагрузку и добросовестно поработав заданное время (или отработав по дисплею заданное количество километров).
Если вы до приобретения домашнего тренажера занимались в фитнес-центре, вопрос может вызвать недоумение. Ведь на панели тренажера отмечается время работы, преодоленное расстояние, и количество затраченных калорий. Но пытливый ум вскоре заметит, что при работе на домашнем тренажере на каждый километр расстояния всегда насчитывается одно и то же количество калорий - 15 ккал.
Эта величина (15 ккал) от скорости не зависит (так и должно быть, энерготраты при ходьбе, скандинавской ходьбе, беге и езде на велосипеде лиюо самокате мало зависят от скорости движения, достаточно учитывать преодоленное расстояние), но она не зависит и от величины нагрузки, что совершенно абсурдно и немыслимо на тренажерах высокого класса. По затратам энергии при различных видах физической нагрузки советуем ознакомиться с нарративом, в котором есть все необходимые ссылки.
Дело в том, что при электромагнитной системе торможения нет проблемы завести в компьютер панели управления всю необходимую для расчета производимой работы информацию – отдельно заводится скорость с соответствующих датчиков, а по другому каналу снимается информация о силе торможения, путем измерения заданного в обмотке электромагнита тока.
Другое дело, что подобная система для правильности показаний на панели требует калибровки тренажера при производстве (и периодической в процессе эксплуатации, что по понятным причинам, если это не оборудование в кабинете медицинской диагностики, вряд ли делается).
При магнитной механической системе компьютер ничего не знает о положении колодки с магнитами (т.е. о положении ручки нагрузки), в него заводится лишь скорость с датчиков скорости, что позволяет вычислять лишь пройденное расстояние. Чем и объясняется работа счетчика калорий – 15 ккал на каждый километр и баста.
Тогда возникает законный вопрос, на какой ступени нагрузки это значение справедливо. Ввиду шаткости всей системы подсчета калорий, производитель на этот вопрос не отвечает, и всячески его обходит. Единственная надежда на то, что существует внутризаводская документация, как-то этот вопрос регламентирующая, и перед выпуском готовая продукция как-то настраивается.
Внутри тренажера предусмотрена регулировка длины тросика, соединяющего ручку регулировки нагрузки с колодокой с магнитами, и на 8-й ступени, при максимальной нагрузке, колодка с магнитами касаться маховика не должна, должен обеспечиваться некий минимальный. Этот зазор регулируется, для чего предусмотрен специальный винт.
В сети достаточно советов от умельцев, как этот зазор регулировать, чтобы изменить нагрузку в большую сторону, если она вас по какой-то причине перестала устраивать. Понятно, что после подобной «настройки» говорить о соответствии показаний дисплея по калориям каким-то стандартам не приходится. Обычно, при минимальном зазоре на 8-й ступени, на 1-й ступени зазор между маховиком и перемещаемым концом колодки достигает 1,7 см (другой конец колодки, как вы видели на видео, вращается на оси).
Нам довелось изучить эллиптический тренажер с заводской настройкой, и спешим поделиться с вами лайфхаком, как достаточно точно отслеживать затрачиваемые калории на всех ступенях нагрузки. Прежде всего предстояло определить путем измерения, какая механическая нагрузка какому положению ручки нагрузки соответствует. Для подобных измерений существует специальное оборудование, но мы обошлись без него. Человек – также достаточно совершенный измерительный прибор, частота пульса чутко реагирует на интенсивность совершаемой работы, см. нашу статью «Оценка затрат энергии путем измерения или мониторинга пульса».
При этом, даже при определенной неточности оценки абсолютных значений мощности (что определяется степенью тренированности человека-измерителя, при большей тренированности соответствующая определенной нагрузке частота пульса ниже), относительные значения, т.е. отношение мощности на каждой ступени к мощности на 1-й ступени, оцениваются достаточно точно. Результаты измерения оказались достаточно любопытными. На 1-й ступени затраты в точности соответствуют показаниям счетчика калорий, на каждой последующей равномерно возрастают на 0,3 от исходных показаний. Ниже табличка, которая поможет вам в том разобраться.
Из таблицы следует, что при скорости 15 км/ч (по индикатору скорости на панели) за час можно потратить от 1,0*15*15=225 ккал до 3,1*15*15≈700 ккал.
Или, в качестве примера, если на ступени 3 вы пробежали 8 км, вы потратили 24*8=192 ккал. Хотя достаточно было дождаться на панели показания 120 ккал, и с учетом коэффициента 1,6 (для третьей ступени) считать, что сожжено 192 ккал.
Надеемся, что ваш домашний тренажер соответствует приведенным оценочным суждениям, успешных вам тренировок.
P.S.
Для пущей убедительности статья дописывается, прилагаются исходные данные, по результатам эксперимента с замером пульса на разных ступенях нагрузки, в графической форме. Экспериментальные данные приведены в форме гистограммы (столбчатой диаграммы), сверху столбиков приписаны измеренные значения поправочных коэффициентов.
По измеренным значениям проведена линия линейного тренда, и вычисленная средствами Excel формула, из которой и следует увеличение коэффициента на 0,3 на кажждой следующей ступени. Гистограмма на каждой ступени от этого значения отклоняется в пределах погрешности измерения, более точные измерения возможны посредством измерения газообмена. На практике слеудет пользоваться таблицей, а не графиком.
Пример
Например, если желательно затратить 200 ккал, а состояние здоровья и тренированность позволяют работать на 3 ступени (коэффициент 1,6), заниматься на тренажере следут до показаний счетчика калорий 200/1,6=125 (ккал). Если бы тренировка шла на 6 ступени (коэффициент 2,5), эта величина бы отработалась к показанию 200/2,5=80 (ккал).
И мы уже писали, что если бы тренажер подвергался несанкционированной регулировке, показания бы перестали соответствовать заводской регулировке.