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성윤 반
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1 한국체육학회지, 2017, 제 56 권제 3 호, The Korean Journal of Physical Education, 2017, 56(3), ISSN (Print) / ISSN (Online) 스키점프분석을위한운동역학연구동향 김혜영한국체육대학교 김흥수 평창동계올림픽조직위원회 이주성강원대학교김채은건국대학교 문제헌 서울대학교 요약 스키점프는오랜역사를가진종목으로비거리향상을위한다양한방법의과학적접근이이루어졌다 이연구는운동역 학과공기역학분야에서수행된스키점프관련선행연구를고찰하고최근연구동향을파악한후향후연구의방향에대 한제언을하고자수행하였다 먼저 운동역학분야에서는스키점프선수의활강및도약기술분석과여기에서작용하는 힘에관심을둔연구가진행되었고최근에는전구간분석을위하여측정용센서를도입한연구가진행되고있다 공기역 학분야에서는풍동실험과컴퓨터시뮬레이션을연계하여최적화된비행자세를찾기위한연구를진행하였다 이와같은 연구추세를반영하여추후스키점프분야에서진행되어야할연구를제언하면다음과같다 첫째 다양한측정용센서를 활용하여스키점프전구간의정보를획득하고분석해야한다 둘째 입체적인풍동실험과컴퓨터를활용한유체역학분석 이진행되어야한다 셋째 선수의부상방지를위한생체역학적측면에서접근하는연구를제안한다 넷째 우리선수맞춤형스키점프장비개발에대한연구가진행되길기대한다 주요어 스키점프 리뷰 운동역학 공기역학 이연구는 년도한국체육대학교연구년제교수지원을받아수행되었음 c

2 614 한국체육학회지제 56 권제 3 호 서론 스키점프경기는 년프랑스샤모니에서개최 된제 회동계올림픽부터정식종목으로채택되어 현재까지시행하고있는오랜역사를가진종목이 다 송주호 스키점프는약 속도에 이르는활강을시작으로도약 비행그리고착지구간으로구분할수있는데 각구간마다공기저항 마찰력 양 항비 등스포츠과학 요인이숨어있다 따라서스키점프에대한연구도 매우오랜기간에걸쳐서다양한방법으로진행되 었는데 과 의연구에서제 시한도약구간 에서의신체중심속 도 비행궤적등에대한 차원운동학적정보가대 표적인초기연구라할수있다 이후다수의비디 오카메라를고정한후동기화시키는방법을활용하 여도약및초기비행구간 에서의 차원동작분석을수행하였으나 비행구간 전체는분석하지못하였다는한계가있다 운동역학적분석도진행되었는데도약을하는칸테 에지면반력측정기를설치 스키 바인딩에로드셀부착 인 솔형태의족저압과근전도측정기를부착하는방 법 을활용하여 도약구간에서선수가발휘하는힘의크기와이동방 향 주동근등에대한정보를제공하였다 따라서 초창기에진행된스키점프관련연구들은도약구간 과초기비행구간에서수행하는선수의동작과힘을분석하는데주력했다고할수있다 비행구간에대한분석은풍동실험을통하여외적 환경변화에따른선수와스키의자세를조절해가 면서최적화된양항비즉양력과항력의비율을찾 기위해수행되었다 비행경로 는비디오분석을통하여획득한이동궤적과탄도 학및공기역학적변수를매개변인으로투입하여 양 항력과속도에따른선수의비행궤적예측프로그램을개발하여산출한다 이러한방법을통하여비행구간에서작용하 는바람방향변화에따른스키각도제어측면의 연구를가능하게하여비행거리향상을위한유용한정보를제공하였다 또한선수의표면적과양력및항력을고려 한비행궤적의회귀방정식에공격각 신체와스키 의각 스키각을최적화한다면최대 까지비행거리가증가할수있다고보고하였다 최근에는스키점프전구간의하지관절움직임을분석하기위하여관성측정장비 를도입하였고스키의기울기로 신뢰도를평가한결과오차범위가 로매우높은결과를보였다 또한한시간동안의 각도정보를저장할수있는장비도개발되어데이터확보가용이해졌고 도약과비행구간에서의신체중심위치 속도및수직력등의동적파라미터를자동으로산출하는시스템도개발되었다 이렇듯스키 점프와관련된연구는과학기술발전과함께다양한테크놀로지가적용되었다는것을알수있다 따라서이연구는운동역학과공기역학분야에서 수행된스키점프관련선행연구를고찰하고최근 연구동향을파악한후 향후연구의방향을제언하 고자한다 특히 평창동계올림픽을일년앞두 고개최된 삿포로동계아시안게임에우리나라 스키점프선수 명이참가했다 이들의경기력향상 에필요한선수맞춤형연구지원을위해서이리뷰연구가도움이되길바란다 운동역학분야의연구동향 운동학적분석 는도약에서착지구간까지스

3 스키점프분석을위한운동역학연구동향 615 키점프의단계를도약 이륙 초기비행 안정화비 행 착륙준비및착륙의 단계로구분하였다 도약 전활강구간 에서의수평속도는비거 리와비례하기때문에높은속도를유지하기위한전략을수립해야한다 이를위해활강자세는정면의항 력을줄이고수평속도를최대화할수있도록 신체중심을낮게유지해야한다는보고가있다 는국제스키연맹 홈페이지에서 시즌에개최된 개대회에서 명의 스키선수가수행한 번의경기결과를수집하여 분석한결과활강구간속도는비거리와밀접한관 련이있다고보고하였다 등 은활강 자세에서신체주요관절의작용을파악하기위한연구를진행하였다 연구대상자는 년부터 년까지오스트리아인스부르크에서개최된 월 드컵에참가한 명이며 차원비디오분석을통 한신체중심위치와주요관절의각도를산출한후 상관분석을실시하였다 그결과신체중심의위치는 무릎과상체의위치에영향을받았고무릎과발목 관절각도의상관계수가높은결과로나타나하지자세를강조하였다 도약구간의운동학적분석과관련된연구를살펴 보면 과 가수행한성공적스키점프동작을추출하기위해관절각도 각속도 공격각도등의운동학적분석을실시한연 구가대표적이다 이후 와 는 년부터 년까지오스트리 아인스부르크에서열린월드컵대회에참가한선 수들을대상으로하체와상체의운동학적데이터를 수집하였다 그결과활강구간에서발목과무릎관절 각도는감소하고상체와고관절각도가증가하였다 고보고하였다 또한당시최정상급선수들의비거 리는증가한반면 도약구간의평균속도는낮아졌 다고하였다 이러한결과는운동수행기술과장비 의발전그리고선수의신체적특성변화등으로 설명될수있다고하였다 국내에서는스키점프국 가대표선수를대상으로활강동작과도약동작 초기 비행자세등이비거리에영향을주는운동학적변인들을분석하였다 송주호 송주호 문영진 스키점프에서도약동작은극단적인상황에 서짧은시간에이루어져야하기때문에가장중요하면서난이도가높은구간으로여겨지고있다 등 은토리노올림픽에서 스키점프대회에참가한모든선수들의도약구 간 약 을고속카메라 대를사용하여촬영한후 운동학적분석을실시하였다 그결과정상급선수 들은활강구간에서더높은속도로진입하였고이 는활강자세에서신체중심과하지관절각을낮게유 지함으로나타난공기역학적효율성으로설명하였 다 와 는슬로베니아국가대표선 수 명을대상으로도약구간에서의운동학적요인 과비거리와의관계를파악하는연구를수행하였 다 그결과비거리와직접적으로영향을미치는 요인은활강속도와도약속도 간접적인영향을 미치는요인은도약위치로정하였다 도약동작 에대한평가는주로고관절과무릎관절의변화 분석을통해이루어졌다 도약구간에서무릎관절 의이동범위는약 정도를보였고최대신전 각속도는약 전후로보고되고있다 초기비행구간은도약에서안정된비행자세로의 전환되는과정을포함한다 이단계에서선수는가 능한빠르게안정된비행자세를취해야하기때문에 도약동작과함께가장중요한단계라할수있다 이와관련하여 와 는각기 다른경기력을보이는세집단의노르딕복합선수 들의초기비행구간의기술수준을평가하기위하 여스키점프선수들과비교분석을실시하였다 그 결과스키점프선수들은공기저항을감소시키기위 하여발목각도를낮게유지하는반면에노르딕복 합선수들은활강구간에서의속도증가에주로집중하였다고결론지었다 와 는고속카메라를활용하여

4 616 한국체육학회지제 56 권제 3 호 비행구간에서전방기울기각도를포함한주요신 체관절과비거리와의상관분석을실시하였다 그결 과상체전방기울기각도및신체와스키의각도 가작을수록비거리와공기역학적인힘계수사이에서긍정적인관계로보고하였다 착지구간을운동학적으로분석한연구는거의 보고되고있지않다 이러한원인은실험환경적인요소와측정장비의한계로파악된다 착지구간에서는 안정적인자세가최선의과제이지만비거리향상 을위해착지준비를가능한지연하려는노력을한 다 하지만이와같은전략은불안정한착지로연 결될수있기때문에오히려더부정적인영향을 미칠수있다는상반적인견해도보고되고있다 운동역학적분석 스키점프종목을대상으로진행한국내연구중 지면반력측정기를활용한연구는장비와시설의제한으로인하여보고되지못하고있는실정이다 해외에서는 년대부터스키점프칸테에설치된 지면반력측정기를활용한연구가다수진행되었다 이측정방 법의가장큰장점은선수의경기력에방해요인으 로작용하지않기때문에대회에서도측정이가능 하다는것이다 하지만단점으로는칸테일부분인약 만측정할수있다는한계를갖고있다 와 는 년캘거리동계올 림픽의 스키점프대에지면반력측정기를설 치한후측정한결과정상급선수일수록지면반 력수치가높다고보고하였다 또한 와 는 년에개최된스키점프대회에서 위까지입상한선수의최대지면반력이도달하 는시점을분석하였는데 순위가높을수록도약직 전의지면반력이증가한다는패턴이보인다고보고 하였다 주니어선수와시니어선수의도약시최대 지면반력을반복측정하였는데시니어선수의경우 최대지면반력과비거리는양의상관관계를보인 반면에주니어선수들의경우뚜렷한특징을보이지않는다는연구도진행되었다 스키점프에서운동역학적분석을수행할수있는 다른방법은모바일측정시스템을활용하는것이 다 와 연구는족저압 및근육활동과관련하여포괄적인운동역학적정보를제공한초기의연구로볼수있다 와 의연구에서는 명의선수 를대상으로족저압과근전도측정을하여활강마 지막구간에서는발가락아래의압력이높았으나 도약순간에는발뒤꿈치의압력이높아진다고보고 하였다 도약구간에서활성화되는근육은주로무 릎관절및둔부주변의근육으로비복근의경우는 예상과다르게낮은활성도롤보인다고하였다 외 측광근과내측광근은도약의마지막 이내에서 높은근활성도를보인반면에대둔근은전체이륙 단계에주로기여하는것으로보고하였다 이외에 도실험실환경에서시뮬레이션실험을통하여근 육활동과조절패턴에대한정보를제공하였다 하 지만착지구간을운동역학적으로분석한연구는 와 의연구를제외하고찾아 보기힘들었다 이연구에서는족저압측정기를 활용하여착지시선수의발에작용하는힘을측 정하였으며 그결과체중의 배에해당하는 힘이측정되었다고보고하였다 비교적최근에진 행된 와 의연구에서는 를활용하여신체분절을구성한후역동역학 방법에의한하지관절의부하와모멘트 를추정하였다 검증을위하여지면반력측정기로부터실제측정한자료와비교하였으며 부하 모멘트 의오차가나타났다고보고하였다 이 연구는스키점프와같이운동역학적분석을위한 측정이어려울경우운동학적자료를활용하여관 절의부하와모멘트를추정할수있는방법을제시했다는데그의미가크다

5 스키점프분석을위한운동역학연구동향 617 측정용센서의활용 운동학및운동역학적연구들에서살펴본바와 같이기존의측정장비로일정한구간내에서만분 석할수있다는한계가있었다 이를극복하기위하 여 와 는 축가속 도센서와단일축지자계센서를조합하여선수의 신체에부착한후스키점프전구간에대한정보를획득하였다 이와동시에도약구간과초기비행구간은고속 카메라로촬영하여시각적피드백에도움이될수 있는자료로가공하였다 등 은 를활용하여스키점프전구간을분석하기위 한연구를진행하였다 훈련시 명의자료를반 복측정하여활강와착지구간에서스키의기울기 각도로신뢰도분석을수행한결과오차범위가 의매우높은결과로나타났다 따라서 를활용한측정장비는스키점프전구간분석 이가능하고비디오기반의장비보다간편할뿐만 아니라분석이용이하다는장점이있기때문에다 수의연구대상자를측정하여일반화가가능한 차 원운동학적분석도구임을강조하였다 또한도약 과비행구간에서의신체중심위치 속도및수직력 등의동적파라미터를자동으로산출하는시스템을 개발하여경기력수준별로수월하게구분할수있 었으며 이연구에서분석한동적파라미터들은비거리와상관관계가있다고보고하였다 알파인스키동작의 차원동작분석을수행하기 위하여 은 기반의동작분석슈트와실시간으로분석이가능한위성항법장치 를활용하였다 이시스템을통하여알파인스키전구간의이동궤적및선수각관절움직임데이터를획득하였다 이방법은적은인력으로알파인스키전구간을 측정할수있는장점이있으며 비디오카메라기 반기술에비해측정비용이절감되는효과를얻을 수있다고하였다 이와같은연구방법은스키점 프동작에도충분히적용가능하다 또한 와 는실시간으로피드백이가능한미세전자 기계시스템 과 를통합한장치를스키 스노보드 및산악자전거와같은스포츠에적용하여공중점 프를자동으로감지한후체공시간등의정보를제공할수있다고하였다 지금까지운동역학분야에서진행된주요연구결 과를바탕으로스키점프경기력향상을위한제언 은다음과같다 첫째 활강구간에서는높은수평속 도를유지하기위하여신체중심과하지관절각을낮 게해야할것으로판단된다 둘째 도약구간에서는 발뒤꿈치를통한지면반력을활용하고대퇴근육과 둔근을동원하여고관절과무릎관절의신전각속도 를 로전후로유지해야바람직한도약기술 이될것이다 셋째 비행자세는상체의전방기울 기각도및신체와스키의각도가작을수록비거리 에유리할것으로판단된다 하지만착지자세에대 해서는일치된견해를보이고있지않아추후이부분에대한연구가진행되길기대한다 공기역학분야의연구동향 풍동실험 활강구간에서최대속도를얻기위해서는스키와 설면의마찰력과공기에의한항력을최소화해야한다 이를실현하기위해선수자세에 변화를주어항력을최소화하기위한풍동실험연구가주로진행되었다 손갑식 류민형 조진수 초기풍동실험연구에서는풍속의변화 따른도약시간 지면반력 양력및항력을측정하 는기초연구가진행되었다 그결과풍속이증가할 수록활강구간의항력은증가한반면에도약시양 력이증가하여도약구간에서의소요시간과최대지 면반력이감소한다고설명하였다 이러한결과는실

6 618 한국체육학회지제 56 권제 3 호 표 1. 본연구에서조사한운동역학분야에서출간된주요연구현황 저자및연도연구목적주요결과실험장소측정장비분석구간 와 와 와 와 와 경기력향상을위한조사연구 도약동작근전도및족저압평가 도약동작의근활성도 족저압분석 점프대와실험실의근활성도 족저압비교 스키점프부츠와훈련용운동화간근활성도 족저압비교 도약동작향상을위한주요근육활용방안제시 도약구간의족저압앞꿈치 뒤꿈치 도약구간전반앞꿈치 도약후반뒤꿈치족저압상승 도약전근활성도 족저압패턴차이발생 점프부츠착용시무릎및엉덩이신전근의역할강조 송주호 경기력향상을위한기초자료제시칸테에서도약하는속도유지중요 송주호와문영진 정량적기술자료제공도약직전최적의상체각도 등 비행구간조사연구 상체및스키와지면이낮을수록비거리상승 등 초기비행구간운동학적분석비행자세도달시간 초 등 도약및비행자세분석 관성센서를활용한선수의움직임특성분석 활강구간속도와비거리의상관관계활강속도와비거리의정상관관계 등 와 등 등 등 와 와 등 와 등 등 운동역학적분석 비거리에영향을미치는요인분석 를활용측정시스템개발 평가 비행동작최적화를위한요인분석 동계올림픽참가선수도약동작분석 활강구간의선수신체분절의운동학적매개변수분석 비행동작기술분석 도약동작의동적운동학적변수의구조관계분석 도약자세가비거리에미치는영향분석 스키점프와노르딕복합선수의수행력비교 를활용한점프탐지를위한알고리즘제안 시스템평가 활강구간의신체분절간관계분석 운동역학적자료조사를통한연구방향제시 상대적인체중과최대스키길이정량화 관성센서를활용한측정시스템효과검증 제한된허용변수내최적화된비행자세제시 고관절과무릎관절의움직임과비거리의정상관관계 년연구결과발목및무릎관절각도감소 몸통과엉덩이각증가 점핑거리와공기역학적힘의정상관관계 도약시수직속도와비거리와의정상관관계 이륙초기점퍼의운동학적자세모델제시 스키점프가노르딕선수보다도약단계에서더높은무릎신전각속도 를활용한점프탐지를위한새로운알고리즘제안 비디오기반데이터와비교하여 오차율 도약시발목과무릎관절의상관계수 으로가장높음 등 시스템을활용한역학적측정수직가속도와비거리정상관관계 와 관절계측을통한운동역학적분석 활주구간에서지면반력 신체관절의힘 모멘트추정결과제공 경기현장 훈련현장 실험실 차원동작분석 차원동작분석 리뷰연구 웨어러블디바이스 지면반력측정기 족저압측정기 근전도측정기 풍동실험 모델링컴퓨터시뮬레이션 활강구간 도약구간 비행구간 착지구간 전구간을의미함

7 스키점프분석을위한운동역학연구동향 619 제스키점프현장에서수행한공기역학적조건과유사하다고하였다 비행구간에서최적의기술을발휘하기위한자세를규명하는연구도진행되었는데 등 의연구에서는횡단면에서두스키사이각도 와신체와스키가이루는각도 를최적화하기위한연구를수행하 였다 그결과두스키간각도에서는비행전반부 에서는증가시켜야하고이후에는일정하게유지하 여야비거리에유리할것으로보고하였다 또한풍 속이 보다낮을경우신체와스키가이루 는각도는 전후를유지하여야비행거리를증가시킬수있다는구체적인정보를제공하였다 등 은비행구간에서기술형태에따른차이를공기역학적으로분석하기위한연구를진행하였다 이연구에서는 스타일 과평행스타일 기술을분석하였는데 공격각도 가높을경우브이스타일의양력 이평행스타일보다높았다 또한착지자세에서도 브이스타일의양력이높았고항력이낮은결과로 나타났기때문에브이스타일기술을구사하여야비거리를늘릴수있다고하였다 손갑식등 은한국인체형을고려하여최적의비행자세를결 정하기위한연구를수행하였다 그결과스키와지 면의각약 발목각 고관절각 두 스키간각 팔과상체의각약 에서최대양항비가도출되었다고보고하였다 컴퓨터시뮬레이션 컴퓨터시뮬레이션연구는도약부터비행구간까지 선수의자세로비거리를추측하기위해수행하였고컴퓨터를활용한유체역학 과수학적모델을활용하는시뮬레이션이대표적이라할수있다 등 은스키점프선수모형을통한풍 동실험결과와 시뮬레이션을공기역학적으로 비교하기위한연구를진행하였다 분석은도약구간 에서공격각도에따른자세변화에의한공기역학 적힘을산출하는방식을적용하였으나풍동실험 결과와 시뮬레이션결과는일치하지않는것 으로결론지었다 이에연구진은풍동실험결과를 기반으로비행구간에서선수에게영향을미치는요 인을컴퓨터시뮬레이션에대입하는방법을제시하 였다 이후 는 등 이제시한 방법과역동역학을활용하여스키점프선수의비 행경로 비거리및착지시충격력등의정량적정보를산출하여제시하였다 와 는풍속이비거리에미치는영향을규명하기 위하여 까지의풍속을 단위로적용한후컴퓨터시뮬레이션을수행하였다 그결과풍속이없는조건을기준으로순풍 의경우 역풍의경우 의 비거리변화가나타났다고하였다 또한이결과는 풍속의변화에따른선형적인증감을보이지않는 다고하였다 하지만지금까지진행된 연구에서는비교적낮은정확도의 방정식을활용하여양력 과항력을예측하였다는한계가있다 이를개선하 고자실제스키점프선수의비행자세를 차원스캔 하여얻은모델에보다정밀한해상도로분석할수 있는 방법을적용한 연구가진행되었다 그결과 는풍동실험을통하여얻은자료와비교하여양력 항력 의오차를보였고 는양력 항력 의오차로나타나 차원모델과 를활용한새로운분석방법을제시하였다 이한솔 김우진 최해천 이정일 수학적모델을활용한 등 의연구는 활강구간에서최적화된자세를분석하기위하여수 행하였다 스키점프선수 명을대상으로신체파라 미터를반영하여발 다리 대퇴 상체로구성되는 모델을생성한후 와 가제시 한활강자세를반영하였다 또한스키점프대에서하 강하는이동궤적 양력 항력 설면에의한마찰력

8 620 한국체육학회지제 56 권제 3 호 등의외적인요인을수치로대입한후얻은결론에 의하면 곡선구간에서직선구간으로진입하면서압 력중심이급격히변하기때문에최적의활강자세 를유지하기위해서는무릎관절의모멘트를적절 히활용해야할것으로보고하였다 와 는영상을통하여획득한도약구간에 서스키점프선수 명이수행한 차원관절각도 자료를활용하여최적화된도약자세의수학적모 델을제시하였다 이를통하여비거리에가장큰영 향을미치는다섯가지요인으로발목 무릎 고관 절의각도와발목관절그리고어깨관절의축이진 행방향과이루는경사각을제시하였다 등 은비거리와도약시공격각도와신체와스키가이루는각도를최적화하는작업을수행하였다 그결과비행에적절한활강속도와최적화된공격 각도및신체와스키가이루는각도를유지된다면 에서규제하는스키길이제한으로인한비거리차이는크지않을것으로판단하였다 스키점프장비 스키점프장비에관한연구는운동역학과공기역 학분야에비하여적은수의연구가진행되었다 주 로진행된연구는스키점프경기복의재질과형태 스키점프부츠의운동역학적평가를위한연구였다 등 은풍동실험을실시하여 경기복과스키길이에따른양력과항력을측정하 였다 그결과공기역학적힘은선수에게 스 키에 작용되었으며 강성이높은재질의경기복이안정적인비행에유리할것으로보고하였다 이와함께스키의길이가 증가할수록공기역학 적힘은 증가한다고하였다 등 은 규정에맞는직물재질 의타이트한경기복 정도주름이있는경기 복과플라스틱재질의마네킹을비행자세로유지시 킨후 부터 까지의풍속으로풍 동실험을진행하였다 그결과 이상의풍 속에서부터경기복의양력이항력보다높아지기 시작했으며 경기복간차이에서는타이트한경기복 이느슨한경기복의양력보다높았다고보고하였 다 와 는스키점프부츠와 지상점프훈련시착용하는운동화의차이를분석 하기위한연구를진행하다 도약동작과수직및 전후지면반력 주요근육의근활성도 족저압을측정한결과스키점프부츠의도약후발목 무릎 고관절각도는운동화보다낮았다 또한수직 전 후이동속도 충격력에서도스키점프부츠가운동화 보다낮은결과로나타났다 이러한결과는운동화 가전방으로압력중심을이동시키기수월하기때문이라보고하였다 지금까지확인한스키점프장비에관한연구는 대부분스키점프경기복과부츠에국한되었고스키 개발에관한연구는거의보고되지않고있는실정 이다 이러한이유는스키와설면의마찰력을최소 화하기위한기초과학적근거가아직부족한이유 로이해된다 하지만최근에들 어알파인스키개발을위한연구가활발하게진행 되고있다 과 의 연구에서는다운힐 스키의기하학적인구 조 너비 높이 길이 에따른운동에너지 속도 스키 와설면의마찰력등을분석하였다 그결과급경사 에서스키의길이가길고너비는좁고높이가낮을수록 의운동에너지가감소한다고보고하였다 와 는스키어의무릎부상방지를위하여대회전스키의사이드컷반경에대한연구를진행하였다 명의스키선수들이참여하였으며 와수학적모델을활용하여운 동에너지 속도 시간 이동궤적을분석하였다 그 결과사이드컷반경이높은스키의운동에너지가 약 낮았으며 스키디자인시고려해야할것이라하였다

9 스키점프분석을위한운동역학연구동향 621 표 2. 본연구에서조사한공기역학분야에서출간된주요연구현황 저자및연도연구목적주요결과실험장소측정장비분석구간 등 등 안정성과평형성향상분석 스키길이및스키복의공기역학적관계규명 규정변경에의한점프대설계및교육방법도출 공기역학적힘의 는몸체와 의스키에작용 등 비행구간의공기역학적힘분석수학적접근법적용효과 등 도약동작의공기역학적힘과근전도분석 근전도진폭변화를통한근육활성도유사성입증 와 선수체질량과비거리와의관계체질량과비거리의역상관관계 등 등 등 와 등 등 등 등 손갑식등 와 등 이한솔등 최적의 스타일비행기술제시 스타일비행자세결정을위한공기역학적힘분석 활강구간에서의정적자세분석 선수개인별비행자세최적화 풍동실험과시뮬레이션을통한공기역학적비행자세분석 컴퓨터시뮬레이션을활용한비행경로분석 스키점프복과주변장비성능실험설계및평가 자세와스키점프복의공기역학적최적화를위한평가 스키점프복공기역학적성능평가 한국인체형최적비행자세의공기역학적분석 풍속증감에따른비거리변화 컴퓨터시뮬레이션을활용한비행자세최적화 고해상도모델링을활용한양력과항력예측 스키간각도는비행의전반부에서증가하여일정하게유지 지면효과판유무에따른스키개방각증감 활강시수직력 족저압력중심시뮬레이션결과제공 컴퓨터시뮬레이션을통한훈련방법개선피드백제공 위치변화가성능에미치는영향예측기반자료형성 시뮬레이션모델을이용한점프길이 착지충격 비행경로계산 스키점프기류시각화 점핑슈트의공기역학적성능평가 타이트한스키점프복의양항비가높음 최대양향비를내는비행자세제시 컴퓨터시뮬레이션을통한풍속 풍향보정시스템검증 비행및착륙행동안정화와비행스타일측정시스템평가 최상의공기역학적성능을위한최적자세제시 경기현장 훈련현장 실험실 차원동작분석 지면반력측정기 족저압측정기 근전도측정기 풍동실험 모델링컴퓨터시뮬레이션 활강구간 도약구간 비행구간 착지구간 전구간을의미함 향후연구방향제언 스키점프종목을분석한운동역학과공기역학분야의연구는매우오랜시간동안진행되었다 운동역학분야에서는대부분현장에서활강및도 약구간에서의비거리향상을위한연구를수행하 여의미있는정보를제공하였다 하지만실험환 경에따른측정기술의한계로전구간을정량적 으로분석한연구는최근에들어서야진행되었다 이들연구가가능하게된계기는보다저렴 한가격으로개발된 센서를활용한측정방법 을도입하였기때문이다 이미스키종목에서는 기반의동작분석슈트와 를활용하여 차원동작분석을수행하였다고소개한바있다 또한 와수학적모델을활용하여추정한신체중심의오차는위치 속도 로매우정확한정보를제공하고있다

10 622 한국체육학회지제 56 권제 3 호 따라서알파인스키에비하여정적인자 세로구성되는스키점프종목에적용할경우보다높은정확도와적용효과를도출할수있을것이다 공기역학분야에서는대부분실험실상황에서풍 동실험을활용하여최적화된비행자세를찾기위한연구를진행하였다 손갑식등 최근에는비행자세향상뿐만아니라 경기복의표면과재질에따른성능평가를수행한연구로확장되고있다 또한컴퓨터시뮬레이션을통하여그 당시실험을통하여얻을수없었던선수의비행경 로 비거리및착지시충격력등의정량적정보를 예측하여제공하였다 하지만비행자 세에비해활강및도약자세에대한연구가상대적 으로부족하였고스키개발에관한연구는수행되 지않았다는한계가있다 이에지금까지고찰한선 행연구를바탕으로스키점프관련향후연구방향을제안하면다음과같다 첫째 등으로구성된측정용센서를 활용하여스키점프전구간의정보를획득하여분 석해야한다 측정자료의정확도향상이나외적환 경에대한정보를얻기위해서기압센서를활용하 여비교적오차범위가높은 고도의보정이가 능하고풍압센서는풍압 풍속등정보를제공하여 외부요인을설명할수있을것이다 이와같은정 보는스키점프경기력향상에기여할수있고풍동 실험 컴퓨터시뮬레이션등의연구를확장시킬수있는기초자료가될것이다 둘째 다양한조건에서풍동실험과 분석이 진행되어야한다 지금까지진행된공기역학기반의 연구는대다수가비행자세의양항비분석에중점을 두었다 따라서풍향 풍속의변화에따른최적화 된자세를풍동실험을통하여도출한다면비거리 향상에큰기여를할것으로판단된다 또한우리나 라스키점프선수의전신을스케일링한자료를 분석에활용하여결과의신뢰도를높여야할것이다 셋째 도약과착지구간에서생체역학적측면에서 연구를제안한다 기존운동역학분야의연구에서는 비거리향상에관심을두고도약구간에서의근육의 역할과착지시부상방지를위한연구는다루지 않았다 따라서도약구간에서동원되는근육의종 류 크기등을파악하여훈련에적용한후평가하는 연구는매우의미있을것으로판단된다 또한근골 격계시뮬레이션을활용하여착지시하지관절에 작용하는부하등을산출하여제시한다면부상방 지연구수행을위한의미있는자료가될것으로사료된다 넷째 스키점프장비개발에대한연구가진행되 어야한다 가스키길이와유니폼제한규정을 두면서장비의개선은경기력에상당한영향을미 칠것으로판단된다 하지만현재스키장비개발 에관한연구는거의보고된바없고경기복의성 능평가만진행되었다 따라서국가주도형으로진 행되고있는스키점프연구개발사업에대한기대가크다 이상과같이제시한연구를수행하기위해서는 선수와지도자등스포츠현장전문가와스포츠과학 자그리고공학분야전문가가함께하는융 복합 연구가진행되어야한다 스포츠현장의선수들과지 도자들이필요로하는기술수요를파악하고지원하 기위해서이들과의지속적인소통이무엇보다중 요하다 또한스포츠과학자의경우스포츠현장을잘 이해하고있으므로연구방향설정과향후지속인 현장적용을수행해야할주체이다 공학분야에서는고도의분석기법을도입하여측정자료의재생산 장비개발등의연구를수행한다면연구의파급효과는극대화될것이다 참고문헌 손갑식 류민형 조진수 스키점프비행자세에따른공력해석 한국항공우주학회지 송주호 스키점프의운동학적분석 한국체육학회지 송주호 문영진 스키점프의도약동작과초

11 스키점프분석을위한운동역학연구동향 623 기비행동작에관한연구 체육과학연구 이한솔 김우진 최해천 이정일 스키점프선 수의공력성능및자세제어 대한기계학회창립 주년기념학술대회

12 624 한국체육학회지제 56 권제 3 호

13 스키점프분석을위한운동역학연구동향 625

14 626 한국체육학회지제 56 권제 3 호 논문투고일 : 논문심사일 : 심사완료일 :

스키 점프의 생체역학적 연구

스키 점프의 생체역학적 연구 연구 대상자 연령(세) 신장(cm) 체중(kg) 운동경력(년) 스키 플레이트 특성 길이(cm) 무게(kg) A(CYJ) 21 162.0 53 12 237 3.56 B(KCK) 19 173.0 55 8 253 3.80 C(KHK) 20 175.0 62 12 256 3.80 선행 연구 변인 조사 ꀻ 실험 계획 및 설계 ꀻ 촬 영 ꀻ 디지타이징 위치 좌표 계산 운동학적