De Klapschaats

Dat de klapschaats een revolutie in het schaatsen heeft gebracht is in middels bekend, echter het voordeel van de klapschaats wordt pas sinds midden jaren negentig door iedereen  erkend.  Dat is rijkelijk laat, omdat het idee voor de klapschaats al begin jaren ’80 door bewegingswetenschappers van de VU werd geopperd. De eerste prototypes verschenen in 1985. En ze werden ook aangeboden aan de Nederlandse kernploeg. Hein Vergeer en de meeste van zijn teamgenoten zagen er echter niets in en de klapschaats verdween weer in de anonimiteit. Het duurde tot het seizoen 1994-1995 voordat er serieus gebruik van werd gemaakt. Junioren van het district Zuid-Holland waren de eerste die er systematisch op gingen rijden. Doordat ze opmerkelijke verbeteringen van hun PR’s lieten zien, volgde de rest van de junioren het jaar erop. Omdat de senioren dachten dat ze te veel kracht hadden voor dat bewegende scharniertje en bang waren dat de ISU de klapschaats zou verbieden als ze er aan gewend waren,  begonnen ze er nog niet aan. Echter nadat Tonny de Jong Europees kampioen was geworden op klapschaatsen en daarmee de onaantastbare Duitse dames had verslagen in het seizoen 1996-1997 volgde alle professionele schaatsers. De beelden van Japanse coaches die in de achterbak van de auto van Nederlandse schaatsleveranciers op de parkeerplaats van Thialf  aandachtig keken naar de nieuwe schaatsen zijn legendarisch. Op de winterspelen van Nagano schaatste iedereen ermee en werden vele wereldrecords verbroken.

Sinds de invoering van de klapschaatsen zijn de tijden 3-5% sneller geworden. Deze snellere tijden vragen om 7-12 % meer mechanisch vermogen bij een snelheid van zo’n 43 km per uur1. Uit de studie van de Koning et al. bleek dit verschil  te zitten in mechanische efficiëntie van de schaatsbeweging. Dit betekent dat bij een zelfde hoeveelheid energie die het lichaam produceert de klapschaats efficiënter schaatssnelheid maakt dan de gewone schaats.

De theorie achter het mechanische voordeel van de klapschaats is nog steeds niet rond. Een groot verschil tussen de vaste en de klapschaats is, dat tijdens de afzet (hiermee bedoel ik de situatie dat de schaats nog contact heeft met het ijs) bij een vaste schaats weinig rotatie van de voet mogelijk is (dat werd de schaatsers ook zo geleerd in die tijden; ze moesten het afrollen van de afzet onderdrukken). Er werd gedacht dat het voordeel van de klapschaats lag in het vermogen om de enkel te strekken bij de afzet. Er zou daardoor meer vermogen uit de enkel kunnen worden gehaald. Daarnaast zou de ijswrijving die normaal door het krassen van de punt van vaste schaatsen ontstaat bij klapschaatsen afwezig zijn, wat ook een grote winst op zou leveren.  Echter bij een studie van Houdijk en de Koning uit 2000 bleek dat er geen verschil was in arbeid geleverd door het enkel gewricht en de mate van enkelstrekking tussen een vaste schaats en een klapschaats. Tevens bleek de ijswrijving van het prikken van de punt in het ijs heel erg klein te zijn2. Die theorieën konden dus de prullenbak in.

Tot op heden is er nog geen sluitende theorie die ook ondersteund wordt door onderzoek. De hypothese die in 2000 is ingebracht berust op momenten. Een moment is een natuurkundige term die het effect van een kracht op de draaiing beschrijft en bestaat uit de loodrechte afstand van de kracht naar het draaipunt maal de grootte van de kracht.  Er is aangetoond dat zowel bij de vaste schaats als bij de klapschaats er in het laatste gedeelte van de afzet, draaiing van de voet optreedt. In beide gevallen is er dus sprake van een draaipunt, echter de plaats van dat draaipunt is anders. Bij vaste schaatsen draait de schaats om de punt van de ijzers, terwijl bij klapschaatsen er draaiing plaatsvindt in het scharnier. Door die kleinere afstand is het moment van de zwaartekracht die moet worden overwonnen kleiner bij de klapschaats  en gaat draaien en dus de afzet makkelijker. Echter of dit ook in praktijk zo blijkt en hoe dit precies zit, is nog onduidelijk. De laatste jaren zijn er echter geen nieuwe onderzoeken uitgekomen die deze hypothese onderzocht hebben.

Een interessante vraag  die uit de bovenstaande hypothese rolt, is of er een optimale plaats van het scharnierpunt is. Een studie uit 2005 bekeek of er een optimale scharnierplaats was voor een zo groot mogelijke energie in de afzet. Ze bekeken 4 percentages: 55 % , 62,5%, 70% en voor een aantal deelnemers 77,5 %. In figuur 1 wordt duidelijk wat ze bedoelen met die percentages. Ze bedoelen het percentage dat  de ankle lever lengte is t.o.v. de schoenlengte. Door het draaipunt of pivot point  naar voren te plaatsen wordt dat percentage groter. Bij de eerste klapschaatsen was overigens die verhouding 63%, tegenwoordig is dat verstelbaar. De resultaten gaven aan dat er geen eenduidig antwoord was op de vraag wat de optimale afstelling was. Het verschilde per schaatser. Het grootste deel van de schaatsers (81%) had echter de optimale output bij of 55% of 62,5 % afstelling 3. De studie geeft dus aan dat er een persoonlijke optimale afstelling is voor elke individuele schaatser. Op zich is dat niet heel raar als je bedenkt hoe complex de schaatsafzet is. Er zijn zoveel factoren die bepalen wat de optimale afstelling en aansturing is van de spier- en gewrichtsketen van het afzetbeen, dat ook die afstelling  niet voor iedereen hetzelfde is. Een bijpassende klapschaats zou dus ook heel goed individueel kunnen zijn. Daaruit voortvloeiend zouden topschaatsers dus eigenlijk moeten testen wat de optimale afstelling van hun klapmechanisme is.

klapschaats

Figuur 1. Uitleg over de gebruikte percentages in de studie van Van Horne en Stefanyschyne. Het percentage bestaat uit de lengte van de enkel hefboom (Ankle lever) gedeeld door de schoenlengte maal 100. Het plaatje is overgenomen uit de studie van Van Horne en Stefanyschyne.

27 jaar na de eerste prototypes van de klapschaatsen weten we dus eigenlijk nog steeds niet waarom hij nou precies zoveel sneller is dan de vaste schaatsen. Daarnaast is er in het model van de huidige schaatsen weinig anders dan toen. Dus of die eerste schaatsen waren briljant, of het is wachten op de volgende revolutie.

Referenties:

1) de Koning JJ, Houdijk H, de Groot G, Bobbert MF, From biomechanical theory to application in top sports: the Klapskate story. Journal of Biomechanics  2000; 33:1225-1229

2)Houdijk  H, de Koning  JJ, de Groot G, Bobbert MF  & van Ingen Schenau GJ, Push-off mechanics in speed skating with conventional skates and klapskates. Medicine and Science in Sports and Exercise, 2000; 32, 635-641.

3)van Horne S and  Stefanyshyn DJ, Potential Method of Optimizing the Klapskate Hinge Position in Speed Skating. Journal of applied Biomechanics, 2005; 21: 211-222

 

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *