力的生成率（RFD）
作者：OwenWalker
年3月9日
概要
力的生成率（RFD）是衡量爆发力的标准，或者简单地说，运动员可以产生力量的速度有多快。力的生成率较高的运动员在众多的运动表现测试中表现更好。因此，这突出了这一因素在运动员发展中的潜在重要性。虽然许多形式的训练已被证明能提高未经训练的个体的力的生成率，但只有抗阻训练和弹道训练已被证明能提高受过训练的运动员的这种素质。最后，虽然有多种方法来测量力的生成率，但时间间隔采样窗口似乎是最可靠的。
什么是力的生成率（RFD）？
力的生成率（RFD）是一个衡量爆发力的指标，或者简单地说，一个运动员能够多快地产生力量，因此就是“力的生成率”。这被定义为肌肉的收缩成分能够产生力的速度（1）。因此，提高运动员的RFD可以使他们更具爆发力，因为他们可以在更短的时间内产生更大的力量。培养一个更有爆发力的运动员可能会提高他们的运动表现。事实上，更高的RFD与更好的跳跃（2-8）、短跑（9）、自行车（10）、举重（5,6）甚至高尔夫挥杆表现（11）直接相关。
RFD通常被认为表现在拉长-缩短周期（SSC）中。根据拉长-缩短周期（SSC）的持续时间，练习分为慢速（≥毫秒）或快速SSC（≤毫秒）运动（12）。例如，反向跳跃（CMJ）被归入慢速SSC运动，因为SSC的时间大约毫秒（3）。另一方面，短跑被归类为快速SSC运动，因为SSC的持续时间在80-90毫秒之间（13）。表1显示了一些常见练习的SSC持续时间。
由于移动较慢，使用慢速SSC的练习比使用快速SSC的练习有更长的时间来产生力量，这意味着慢速SSC练习通常可以产生更高的峰值力（7,19）。然而，由于在慢速SSC运动中产生力量通常没有那么紧迫，它们往往不像快速SSC运动那样迅速产生力量。这意味着慢速SSC运动比快速SSC运动产生更低的RFD（7,19）。因此，慢速SSC练习比快速SSC练习产生更高的峰值力量，但RFD更低。
另一方面，由于在各种跳跃练习（7,5,20）中需要-毫秒来产生峰值力，快速SSC练习可能难以产生峰值力，因为SSC时间不够长。虽然它们可能不能产生峰值力，但由于运动速度，它们可能产生较大的RFD（表2）。
通常认为以较大的关节位移为特征的练习（即通过较大的运动范围的动作）通常被归类为慢速SSC运动。而具有较小关节位移的练习通常被称为快速SSC运动（21）。例如，CMJ（慢速SSC运动）比短跑（快速SSC）经历更大的关节位移（图1）。当没有研究确定它们属于什么分类时，这有助于区分什么是慢速SSC运动和什么是快速SSC运动。
什么原因导致力的生成率提高？
RFD的改善可能是肌肉肌腱刚性增加的结果（22,23），由于肌纤维类型或面积的改变（从I型到IIA型）而增强的肌力产生（24,25），以及在SSC早期（＜ms）神经驱动增加的结果（26,27）。相反，RFD似乎受到肌纤维类型变化（从IIX型到IIA型），以及肌束长度增加（导致肌肉刚性降低）（29）的负面影响（28）。
为什么力的生成率对运动很重要？
因为力量是许多运动表现的关键决定因素，优化运动员的爆发力可能是非常重要的（30-35）。研究发现，RFD与跳跃（2-8）、举重（5,6）、自行车（10）、短跑（9）甚至高尔夫挥杆（11）的表现直接相关，这表明更好的RFD可以导致更好的运动表现。此外，精英短跑运动员比训练有素的短跑运动员拥有更大的RFD（9）。总的来说，这些信息表明RFD可能对运动表现有重要贡献。
·RFD与更好的跳跃、短跑、自行车、举重和高尔夫挥杆表现有关
·精英水平的短跑运动员比训练有素的短跑运动员有更好的RFD
·爆发力训练运动员比非爆发力训练运动员有更大的RFD（36）。
·力量训练运动员比耐力运动员有更大的RFD（36）。
如何计算力的生成率
由于RFD是爆炸强度的表达式，它以牛/每秒（N·s-1）为单位测量。可以计算肌肉等长、向心和离心收缩的RFD，后两者在研究中被称为SSC的“正”和“负”加速阶段（2,3）。事实上，一项研究表明，离心RFD比向心RFD更能预测跳跃表现，因为它总结了肌肉和肌腱在关键时刻的几个内在特性（2）。不过，这还有待其他研究的验证。
为了测量等长运动和动态运动期间的各种表现的组成，开发了多种RFD测量方法：
1.平均RFD或IES（爆发力指数）（2,3,5,6,8,9,11,37,38）
2.时间间隔RFD（11,39）
3.瞬时RFD（40,41）
4.峰值或最大RFD（42,4,5,7,10,11,36）
5.到达峰值RFD的时间（11,7）
平均RFD：该值与Zatsiorsky（37）讨论的IES相同，是通过将峰值力除以达到峰值力的时间来计算（39）。然而，这种测量平均RFD的形式与时间间隔RFD和峰值RFD相比具有较低的可靠性水平（39）。这些较低的可靠性水平可能与每个运动员达到峰值力的时间有关，因为不是所有运动员都能在同一时间内达到峰值力。因此，使用预定时间间隔测量RFD可以统一这些变化。
如何计算平均RFD
示例——计算平均RFD
平均RFD＝峰值力N/达到峰值力的时间s
时间间隔RFD：虽然RFD的这种度量实际上与平均RFD相同，但它是以各种时间间隔计算的（例如0-30、0-50、0-90、0-、0-、0-和0-毫秒39]）.这个值简单地表示力的变化除以时间的变化。其计算方法是将时间间隔结束时的力除以时间间隔的持续时间（39）（表3）。只是要注意，计算RFD时，时间应该以秒计算，而不是毫秒。
如何计算时间间隔RFD
示例——以0-30毫秒的时间间隔计算RFD：
RFD＝力的变化N/时间的变化s
RFD＝30毫秒时的力N/0.03秒的时间间隔s
RFD＝50N/0.03s
RFD＝
体能教练应根据练习的性质选择他们希望使用的时间间隔。例如，如果练习是快速SSC运动（例如短跑80-90毫秒），那么可以建议≤毫秒的时间间隔可能是最合适的（例如0-50、0-90和0-毫秒）。此外，早期时间间隔（＜ms）通常被称为“早期阶段”RFD，而＞ms时间间隔被称为“后期阶段”RFD。
瞬时RFD：这个值是通过使用两个相邻数据点之间的最大切线斜率来测量的。换句话说，使用1毫秒时间间隔记录数据，并且由此，力的变化除以每1毫秒时间间隔的时间变化。由于该RFD值每1毫秒计算一次，因此它提供了RFD的非常精确的测量。
峰值或最大RFD：这个RFD值实际上和听起来一样简单，它是运动过程中产生的最大的RFD。最常见的是，通过大量采样窗口（1、2、5、10、20、30和50（40,39））期间测量峰值RFD来确定该值。例如，如果体能教练选择5毫秒的采样窗口，则他们将每5毫秒测量峰值RFD（例如，0-5、5-10和10-15毫秒，等等）。然后，他们将简单地从那些记录的RFD值中识别最大的RFD值，该值就是峰值RFD。虽然所有这些采样窗口都被报告为可靠的峰值RFD测量，但20毫秒采样窗口被证明是最可靠的（39）。表4说明了如何在等长表现期间识别峰值RFD。
根据这些数据，教练能够计算运动员的峰值RFD、达到峰值RFD的时间和平均RFD。这些变量是比较一组运动员的有用工具，以确定在快速产生力量方面谁是最好的和最差的。
达到峰值RFD的时间：如表4所示，RFD的这个值是非常直接的。它是用于测量表现的有用工具，因为它向教练提供关于运动员能够多快达到其最大爆发力（即峰值RFD）的信息。减少运动员达到峰值RFD的时间将允许他们在更短的时间内产生更大的力，因此可以增加他们的爆发力和整体运动表现。
效度和信度
RFD及其各种测量（平均RFD、时间间隔RFD、峰值RFD和达到峰值RFD时间）都已被证明是评估爆发力的有效和可靠的工具（11,39）。然而，用于评估RFD的最可靠的测量似乎是任何时间间隔采样窗口（即0-30、0-50、0-90、0-、0-、0-和0-毫秒），以及使用20毫秒窗口的峰值RFD（39）。因此，建议在测量RFD时最好使用这两个变量。
实际应用：如何提高力的生成率
增加RFD同时减少峰值RFD产生的时间，将导致力-时间曲线向左和向上移动（图2）。这种向左和向上的移动使运动员能够在短时间内产生更大的力量，最终提高他们的爆发力。
经常有人建议，如果要提高RFD，运动员必须在力-时间曲线的不同部分都进行训练。通过只对力-时间曲线的一部分（例如最大力量）进行训练，运动员很可能只会提高他们在这一模式的表现。例如，仅训练最大力量可能导致产生力的能力改善，但也可能导致达到该力的速度变慢（图3）。
由于结合力量和爆发力训练的训练设计一再被证明比单独的力量或速度训练更能提高运动表现（43），因此，大多数训练专家在其计划中通常使用一种全面的方法也就不足为奇了。
以下类型的训练均被证明可提高RFD：
·抗阻训练（44,45,46,47,48）
·弹道训练（49,50,51,52）
·奥林匹克举重训练（53）
·快速伸缩复合训练（54,55,50,56）
·平衡训练（57,58）
然而，只有下面列出的那些证实了在经受训练者或运动员群体中RFD的提高：
·抗阻训练（59,60,61,62,63）
·弹道训练（51,52）
因此，尽管许多训练方法已经被证明可以提高未经训练和老年男性和女性的RFD，但很少有研究表明在经受训练或运动员群体中的RFD提高。
总结
RFD是衡量爆发力的可靠指标，更高的RFD与更好的运动表现有关。RFD的改善可能是肌肉肌腱刚性增加的结果，通过肌肉纤维类型（从I型到IIA型）的改变，以及神经驱动的增加，增强了肌力产生。用于测量这一运动表现的组成部分的最可靠的值似乎是计算各种时间间隔的RFD和使用20毫秒采样窗口的峰值RFD。虽然已经证明许多训练方法可以提高运动表现（抗阻、弹道、奥举、快速伸缩复合和平衡训练），但只有抗阻和弹道训练被证明可以增加经受训练和运动员群体的RFD。
关于作者
OwenWalkerMScCSCS
ScienceforSport创始人兼负责人
OwenisthefounderanddirectorofScienceforSport.HewasformerlytheHeadofAcademySportsScienceandStrengthConditioningatCardiffCityFootballClub,andaninterimSportsScientistfortheWelshFA.Healsohasamaster’sdegreeinstrengthandconditioningandisaNSCAcertifiedstrengthandconditioningcoach.
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