Zusammenfassung

Das Studium sportlicher Bewegungen ist Teil einer bewegungswissenschaftlichen Betrachtungsweise des Menschen. Dabei sind Bewegungsmotivation, Bewegungsintension, Bewegungsdurchführung und Bewegungsergebnis die Hauptinteressensbereiche der Forschung. Mit biomechanischen Methoden können wichtige Erkenntnisse, vor allem in den Bereichen Bewegungsdurchführung und Bewegungsergebnis, beigetragen werden. Sehr viele Forschungseinrichtungen und Institute erzielen gute Ergebnisse durch Messungen direkt am Menschen sowohl im Labor als auch im Feld. Das benutzte Instrumentarium umfasst hierfür meist dreidimensionale Kraftmessplatten, hochauflösende Videoanalyseverfahren und Ableitung der Muskelaktivität durch Oberflächenelektroden (EMG).
Daneben besteht die Möglichkeit durch Modellbildung und Simulation an Rechnern mit einer problemangepassten Vereinfachung der Bewegung weitere, in der Realität nicht messbare Details zu erforschen. Komplexe sportliche Bewegungen mit einem dreidimensionalen Ganzkörpermodell stellen hier eine große Herausforderung dar. Durch die große Zahl der Freiheitsgrade ist es besonders wichtig, sehr genau zwischen Detailliertheit und Vereinfachung des Modells abzuwägen. Denn in beiden F¨allen droht wenig Aussagekraft durch entweder zu viele unbestimmte Parameter, die zur Modellierung aller Details notwendig sind, oder zu wenigen Freiheitsgraden, die wichtige Effekte systematisch ausschließen. Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem Skisprung und der Fragestellung, wie gut es möglich ist eine komplexe sportliche Bewegung dieser Art durch möglichst einfache Modellierung der Gelenke, der Umgebungsinteraktion und der aktiven Kontrolle der Bewegung vorwärtsdynamisch zu simulieren.

(Zwischen)Ergebnisse

Die Darstellung der aerodynamischen Kräfte, Luftwiderstand und Auftrieb, in den Abbildungen (können zur Verfügung gestellt werden) verdeutlichen den Anteil des Luftwiderstandes (x-Anteil) und den Anteil an Auftrieb (z-Anteil). Die Koordinaten sind in Inertialdarstellung gewählt. Insgesamt sind die Kräfte entgegen der Bewegungsrichtung allerdings zu groß, vor allem im Bereich des Absprungs ab t = 1, 2 s. Dies zeigt auch die Einzeldarstellung des Körpersegments Thorax in einer weiteren Abbildung. Es wurde versucht, diese Daten mit vorhandenen FEM-Rechnungen zu vergleichen. Dies scheiterte vorerst daran, dass die Daten eine Druckverteilung einer bestimmten Fluglage angeben und zusätzliche Parameter, wie Bewegungsgeschwindigkeit, Körpergröße und Gewicht fehlten. Die in den Ergebnissen sichtbar große Kraft entgegen der Bewegungsrichtung beim Absprung ist sehr wahrscheinlich der bedeutenste Grund, weshalb die Sprungweite nur zirka 45 m beträgt. Da Luftwiderstand und Auftrieb voneinander unabhängig berechnet werden, ist hier die Möglichkeit gegeben, eine Optimierungsrechnung durchzuführen. Aus dieser Rechnung sollte nach Validierung der Aerodynamikelemente eine aus aerodynamischer Sicht optimale Sprungsequenz ermittelt werden können.