Критическая мощность и W' - Продвинутая модель результативности в велоспорте

Овладейте критической мощностью (CP) и W Prime (W') для превосходного распределения сил, прогнозирования усталости и гоночной стратегии. Наиболее научно обоснованная модель для велосипедной производительности.

🎯 Ключевые моменты

  • Критическая мощность (CP) — это максимальная устойчивая мощность для длительных нагрузок — более научно обоснована, чем FTP
  • W' (W Prime) — это ваша анаэробная работоспособность выше CP, измеряемая в килоджоулях
  • Баланс W' отслеживает истощение и восстановление анаэробной емкости в реальном времени во время поездок
  • CP ≈ FTP + 5-10W на практике, но CP рассчитывается математически из нескольких усилий
  • Критически важно для MTB и переменных нагрузок, где распределение сил и управление всплесками являются необходимыми

Что такое критическая мощность?

Критическая мощность (CP) — это наивысшая скорость метаболизма, которая может поддерживаться без усталости в течение продолжительных периодов. Она представляет границу между устойчивым аэробным метаболизмом и неустойчивой нагрузкой, требующей анаэробного вклада. В отличие от FTP (одноразовая оценка за 1 час), CP математически получена из нескольких максимальных усилий различной продолжительности, что делает её более надёжной и научно подтверждённой.

Наука, лежащая в основе критической мощности

Теория критической мощности появилась из исследований физиологии упражнений в 1960-х годах и была усовершенствована для велоспорта в 1990-х. Модель основана на гиперболической зависимости мощности от продолжительности:

Зависимость мощности от продолжительности

t = W' / (P - CP)

Где:

  • t = время до истощения
  • P = выходная мощность
  • CP = критическая мощность (ватты)
  • W' = анаэробная работоспособность (килоджоули)

Что это означает: При любой мощности выше CP у вас есть конечное количество работы (W') до истощения. При самой CP теоретически можно продолжать бесконечно. Ниже CP вы никогда не используете W' и можете поддерживать усилие очень долго.

📚 Научная основа

Критическая мощность подтверждена десятилетиями рецензируемых исследований:

  • Jones et al. (2019): "Critical Power: Theory and Applications" - всесторонний обзор в Journal of Applied Physiology
  • Poole et al. (2016): "Critical Power: An Important Fatigue Threshold" - подтверждает CP как физиологический порог
  • Vanhatalo et al. (2011): Демонстрирует, что CP соответствует максимальному устойчивому состоянию лактата

Критическая мощность против FTP: Ключевые различия

Функциональная пороговая мощность (FTP)

Определение: Максимальная мощность, устойчивая примерно 1 час.

Тестирование: Одно 20-минутное или 60-минутное усилие.

Расчёт: FTP = 95% от 20-минутной мощности (или 100% от 60-минутной мощности).

Плюсы:

  • Просто тестировать и понимать
  • Требуется одно усилие
  • Широко используемый отраслевой стандарт
  • Интегрировано в TrainingPeaks, Zwift и т.д.

Минусы:

  • Одноточечная оценка (менее надёжная)
  • Психически требовательное 20-60 мин усилие
  • Ошибки в распределении влияют на точность
  • Нет измерения анаэробной емкости

Критическая мощность (CP)

Определение: Максимальная устойчивая мощность теоретически бесконечной продолжительности.

Тестирование: Множественные максимальные усилия (типично 3-7 мин, 12 мин, 20 мин).

Расчёт: Математическая подгонка кривой из нескольких точек данных.

Плюсы:

  • Научно обоснованная (множественные усилия)
  • Включает W' (анаэробная емкость)
  • Лучшая точность, чем одиночный FTP-тест
  • Позволяет отслеживать баланс W'

Минусы:

  • Требуется 3-5 отдельных максимальных усилий
  • Более сложный расчёт
  • Менее широко понимаемый
  • Более требовательный протокол тестирования

🔍 На практике: CP ≈ FTP + 5-10W

Для хорошо тренированных велосипедистов критическая мощность обычно на 5-10 ватт выше, чем FTP. Пример:

  • FTP: 250W (из 20-минутного теста)
  • CP: 257W (из 3-минутных, 12-минутных, 20-минутных тестов)

CP представляет теоретический порог бесконечной продолжительности, в то время как FTP — это практическая оценка мощности за 1 час. Оба полезны — FTP для простоты, CP для точности и отслеживания W'.

Что такое W' (W Prime)?

W' (произносится "W Prime") — это конечное количество работы, которую вы можете выполнить выше критической мощности. Думайте об этом как о вашей "анаэробной батарее" — ограниченном энергетическом запасе, который истощается при езде выше CP и медленно восстанавливается при езде ниже CP.

Определение W'

W' = (P - CP) × t

Где:

  • W' = анаэробная работоспособность (килоджоули)
  • P = выходная мощность (ватты)
  • CP = критическая мощность (ватты)
  • t = время до истощения (секунды)

Пример: Если вы можете поддерживать 350W в течение 5 минут, а ваша CP составляет 250W:
W' = (350 - 250) × 300 = 30,000 джоулей = 30 kJ

Типичные значения W'

Уровень велосипедиста Диапазон W' (kJ) Что это означает
Любитель 10-15 kJ Ограниченная способность к всплескам, короткие атаки
Соревнующийся любитель 15-20 kJ Умеренная анаэробная емкость, типичный диапазон
Элитный шоссе 20-25 kJ Высокая способность к всплескам для атак и спринтов
Элитный MTB/CX 18-23 kJ Оптимизирован для повторяющихся всплесков

💡 Понимание W' в реальной езде

Пример W' = 20 kJ:

  • 1 минута при 350W (100W выше CP = 250W) = 6 kJ истощено → осталось 14 kJ
  • 2 минуты при 300W (50W выше CP) = 6 kJ истощено → осталось 8 kJ
  • 30 секунд при 450W (200W выше CP) = 6 kJ истощено → осталось 2 kJ
  • Если W' истощается до нуля → вы выдохлись, необходимо опуститься ниже CP для восстановления

Как рассчитать ваши CP и W'

Чтобы определить вашу критическую мощность и W', вам нужны множественные максимальные усилия разной продолжительности. Стандартный протокол использует 3-5 гонок на время:

Стандартный протокол тестирования CP

Тест 1

3-минутное максимальное усилие

После тщательной разминки выполните полное 3-минутное усилие. Запишите среднюю мощность (например, 330W). Отдохните 30-60 минут перед следующим тестом (или тестируйте в отдельный день).

Тест 2

12-минутное максимальное усилие

Выполните 12-минутную гонку на время с максимальной устойчивой мощностью. Запишите среднюю мощность (например, 275W). Полностью отдохните перед финальным тестом.

Тест 3

20-минутное максимальное усилие

Завершите 20-минутное усилие в стиле FTP. Запишите среднюю мощность (например, 260W). Это ваш тест самой длинной продолжительности.

Расчёт

Математическая подгонка кривой

Постройте график мощности против времени и подгоните к гиперболической кривой. Bike Analytics делает это автоматически:

  • CP: Асимптота кривой мощность-продолжительность (например, 250W)
  • W': Константа кривизны (например, 18 kJ)

⚠️ Лучшие практики тестирования

  • Постоянные условия: Все тесты в одном месте, передачи, оборудование
  • Полный отдых: Никаких тяжёлых тренировок за 24-48ч перед каждым тестом
  • Правильное распределение: Каждое усилие должно быть действительно максимальным для этой продолжительности
  • Достаточный интервал: 24-48 часов между тестами, если не протокол одного дня
  • Калиброванный измеритель мощности: Нулевое смещение перед каждым тестом

💡 Альтернатива: Используйте существующие данные поездок

Если у вас есть данные о мощности из недавних гонок или тяжёлых поездок, Bike Analytics может оценить CP и W' из вашей кривой мощности-продолжительности:

  • Лучшая 3-минутная мощность за последние 90 дней
  • Лучшая 5-минутная мощность
  • Лучшая 12-минутная мощность
  • Лучшая 20-минутная мощность

Этот метод "исторических лучших" менее точен, чем специальные тесты, но обеспечивает разумную начальную оценку.

Баланс W': Отслеживание усталости в реальном времени

Баланс W' (W'bal) отслеживает истощение и восстановление вашей анаэробной емкости в реальном времени во время поездок. Это наиболее мощное применение модели CP для распределения сил и гоночной стратегии.

Как работает W'bal

Фаза истощения (выше CP):

  • При езде выше CP, W' истощается линейно
  • Скорость = (Текущая мощность - CP)
  • Пример: 50W выше CP = истощение 50 джоулей/секунду

Фаза восстановления (ниже CP):

  • При езде ниже CP, W' восстанавливается экспоненциально
  • Скорость восстановления зависит от того, насколько ниже CP
  • Более низкая мощность = более быстрое восстановление
  • Постоянная времени τ ≈ 377 секунд (модель Skiba)

Интерпретация W'bal

W'bal = 100%: Полностью восстановлен, готов к всплескам

W'bal = 75%: Всё ещё сильный, можно атаковать

W'bal = 50%: Умеренная усталость, будьте осторожны

W'bal = 25%: Высокая усталость, ограниченная способность к всплескам

W'bal = 0%: Полностью истощён, необходимо ехать ниже CP

Ключевое понимание: Даже краткие восстановления ниже CP восстанавливают W'. 30-секундное восстановление при 150W (100W ниже CP) может восстановить 2-3 kJ W'.

🚴 Пример: Управление W'bal в гонке MTB

Сценарий: 90-минутная кросс-кантри гонка, CP = 250W, W' = 20 kJ

  • Круг 1 (0-15 мин): Консервативный темп, W'bal остаётся 80-100%
  • Круг 2 (15-30 мин): Тяжёлый подъём (350W в течение 90с) → W'bal падает до 55%
  • Восстановление (30-35 мин): Лёгкий спуск (150W) → W'bal восстанавливается до 70%
  • Круг 3 (35-50 мин): Техническая секция со всплесками → W'bal колеблется 60-75%
  • Круг 4 (50-65 мин): Атака на подъёме (380W в течение 60с) → W'bal падает до 40%
  • Финальный круг (65-90 мин): Тщательно управлять W'bal, сохранить для финишного спринта

Результат: Отслеживая W'bal, гонщик точно знает, когда возможны всплески и когда необходимо восстановление. Никаких догадок, основанных на "ощущениях".

Практические применения CP и W'

1. Распределение сил на длинных подъёмах

Используйте CP для определения устойчивой мощности подъёма. Если продолжительность подъёма 30+ минут, целевая мощность должна быть ≤ CP. Небольшое превышение CP допустимо, но отслеживайте W'bal, чтобы не "взорваться" перед вершиной.

Пример: 40-минутный подъём

  • CP = 250W: Устойчивая целевая мощность
  • 260W (10W выше CP): Небольшое погружение в W', но устойчиво для 40 мин
  • 280W (30W выше CP): Слишком высоко, W' полностью истощается примерно за 11 минут

2. Стратегия гонок MTB и циклокросса

Гонки по пересечённой местности включают постоянные всплески мощности выше CP. Используйте W'bal для управления "сожжёнными спичками" — каждый всплеск истощает W', и периоды восстановления должны быть достаточными для восстановления емкости.

Управление всплесками MTB:

  • Перед атакой: Проверьте W'bal ≥ 60% (достаточно резервов)
  • Во время всплеска: Примите истощение W', но знайте цену
  • После всплеска: Опуститесь ниже CP для восстановления W' перед следующим усилием
  • Поздняя гонка: Если W'bal < 30%, избегайте больших всплесков — вы взорвётесь

3. Тактика критериума и шоссейной гонки

Критериумы требуют повторяющихся ускорений и атак. W'bal помогает вам знать, когда вы можете ответить на атаки и когда нужно отпустить отрыв.

Решение об атаке в крите:

  • W'bal = 85%: Идите с отрывом — у вас есть резервы
  • W'bal = 40%: Рискованно — можете взорваться в погоне
  • W'bal = 15%: Оставайтесь в пелотоне, восстанавливайте W' для финального спринта

4. Разработка интервальной тренировки

Используйте CP и W' для точной структуры интервалов. Для интервалов VO₂max мощность должна быть CP + (W' / продолжительность интервала).

Пример: 5-минутные интервалы VO₂max

  • CP = 250W, W' = 20 kJ
  • Целевая мощность: 250W + (20,000J / 300s) = 250W + 67W = 317W
  • Это полностью истощает W' за 5 минут
  • Восстановление: 5-10 мин ниже CP для восстановления W'

5. Распределение сил в гонке на время

Для гонок на время длиннее 30 минут ехать немного ниже CP, чтобы избежать истощения W'. Сохраните W' для финишного всплеска.

Распределение на 40K TT:

  • Первые 35K: 95-98% от CP (сохранить W')
  • Финальные 5K: Постепенно увеличивать до CP + 10-20W (использовать W')
  • Финальный 1K: Полностью опустошить W' (спринтерский финиш)

Критическая мощность и W': Часто задаваемые вопросы

CP лучше, чем FTP?

CP более научно обоснован, потому что он получен из нескольких усилий, а не одного теста. Однако FTP проще и широко понимаем. Для большинства велосипедистов FTP достаточен. Используйте CP, если вам нужна точность, отслеживание W' или модели распределения гонки. На практике CP ≈ FTP + 5-10W.

Сколько времени требуется для полного восстановления W'?

Восстановление экспоненциальное, не линейное. При 100W ниже CP, W' восстанавливается ~50% за 6 минут, 75% за 12 минут, 90% за 20 минут. Полное восстановление (99%+) занимает 30-40 минут при очень низкой мощности. Чем ниже CP вы едете, тем быстрее восстанавливается W'. Полный отдых (0W) НЕ оптимален — лёгкое вращение (~100-150W) ускоряет восстановление.

Могу ли я тренироваться для увеличения W'?

Да — W' тренируемая через анаэробные интервалы. Интервалы VO₂max (3-8 мин при 110-120% CP) и повторяющиеся всплески (30-90с при 150%+ CP) расширяют W'. Шоссейные спринтеры и MTB гонщики обычно имеют более высокую W', чем гонщики на выносливость. Тренировочный фокус: 1-2 сессии/неделю высокоинтенсивных интервалов, которые полностью истощают W', с последующим адекватным восстановлением.

Уменьшается ли W' по мере прогрессирования поездки?

Да — ёмкость W' уменьшается с накопленной усталостью. Рано в поездке у вас может быть доступно 20 kJ. После 2-3 часов тяжёлой езды эффективная W' может упасть до 12-15 kJ. Вот почему поздние всплески в гонке ощущаются труднее — ваш анаэробный резерв скомпрометирован. Bike Analytics может моделировать это истощение W' с использованием факторов усталости.

Как часто следует повторно тестировать CP и W'?

Каждые 8-12 недель во время прогрессирования тренировок. CP увеличивается медленнее, чем FTP (она более стабильна). W' может значительно измениться при целевой анаэробной тренировке. Повторно тестируйте после крупных тренировочных блоков, болезни или травмы. CP/W' более устойчивы к краткосрочным колебаниям физической формы, чем FTP.

Могу ли я использовать CP для домашних тренировок?

Абсолютно — CP идеальна для домашних тренировок. Умные тренажёры обеспечивают стабильную мощность, делая тестирование CP очень точным. Zwift, TrainerRoad и другие платформы поддерживают тренировки на основе CP. Отслеживание W'bal идеально работает в помещении, где мощность постоянна. Многие тренеры предпочитают CP для структурированных домашних тренировок.

Что такое модель баланса W' Skiba?

Модель доктора Филипа Skiba 2012 года математически отслеживает истощение и восстановление W'. Она использует дифференциальные уравнения с постоянной времени τ ≈ 377 секунд для кинетики восстановления. Эта модель реализована в WKO5, Golden Cheetah и Bike Analytics. Это золотой стандарт для расчёта W'bal в реальном времени во время поездок. Исследование: Skiba et al. (2012, 2014, 2021) в Medicine & Science in Sports & Exercise.

Могут ли CP и W' предсказать гоночную производительность?

Да — с высокой точностью для усилий 3-60 минут. Модель CP может предсказать время до истощения при любой заданной мощности. Пример: Если CP = 250W и W' = 20 kJ, вы можете поддерживать 300W точно 6,67 минут (20,000J / 50W = 400s). Для более длинных усилий (>60 мин) CP немного переоценивает устойчивую мощность из-за дополнительных факторов усталости.

Как высота влияет на CP и W'?

CP уменьшается ~1% на 300м выше 1500м высоты. W' меньше затронута, потому что анаэробная емкость не зависит от кислорода. На 2500м ожидайте падения CP на 3-4%, но W' остаётся похожей. Это означает, что на высоте ваша устойчивая мощность падает, но ваша способность к всплескам (относительно новой CP) сохраняется. Повторно тестируйте CP на высоте для точных тренировочных зон.

Следует ли использовать CP для тренировки порога Зоны 4?

Да — CP точно определяет порог Зоны 4. Пороговые интервалы должны быть при 95-105% от CP. В отличие от FTP (оценённого из одного теста), CP обеспечивает математически выведенный порог. Для устойчивых темповых усилий (2×20 мин) ехать при CP. Для более коротких интервалов (5×5 мин) ехать при CP + 3-5%. Bike Analytics рассчитывает тренировочные зоны из CP автоматически.

Научные ссылки

Jones, A.M., Burnley, M., Black, M.I., Poole, D.C., & Vanhatalo, A. (2019)

Critical Power: Theory and Applications

Journal of Applied Physiology, 126(6), 1905-1915.

Всесторонний обзор теории критической мощности, физиологических основ и практических применений для спортсменов и тренеров.

Skiba, P.F., Chidnok, W., Vanhatalo, A., & Jones, A.M. (2012)

Modeling the Expenditure and Reconstitution of Work Capacity Above Critical Power

Medicine and Science in Sports and Exercise, 44(8), 1526-1532.

Представляет модель баланса W' с экспоненциальной кинетикой восстановления. Основа для отслеживания W'bal в реальном времени.

Skiba, P.F., & Clarke, D.C. (2021)

The W′ Balance: Mathematical and Methodological Considerations

International Journal of Sports Physiology and Performance, 16(11), 1561-1572.

Обновлённый обзор методов расчёта баланса W', валидационных исследований и практических соображений по реализации.

Poole, D.C., Burnley, M., Vanhatalo, A., Rossiter, H.B., & Jones, A.M. (2016)

Critical Power: An Important Fatigue Threshold in Exercise Physiology

Medicine and Science in Sports and Exercise, 48(11), 2320-2334.

Подтверждает критическую мощность как физиологический порог, разделяющий тяжёлые и интенсивные зоны упражнений.

Clark, I.E., Vanhatalo, A., Thompson, C., et al. (2021)

A Comparative Analysis of Critical Power Models in Elite Road Cyclists

European Journal of Applied Physiology, 121, 3027-3037.

Сравнивает различные методы расчёта CP у элитных велосипедистов. Показывает, что CP соответствует точке респираторной компенсации.

📚 Дополнительное чтение

  • Training and Racing with a Power Meter (3rd Ed.) Хантера Аллена и Эндрю Коггана - Глава о критической мощности и W'
  • Документация программного обеспечения WKO5 - Подробные руководства по реализации CP и W'bal
  • Анализ CP в Golden Cheetah - Инструменты с открытым исходным кодом для подгонки кривой CP

Связанные ресурсы

Тестирование FTP

Изучите стандартный 20-минутный протокол теста FTP и как FTP связан с критической мощностью.

Руководство FTP →

Тренировочные зоны

Понимание 7-зональной системы тренировок на основе мощности, выведенной из CP или FTP.

Тренировочные зоны →

Тренировочная нагрузка

Узнайте, как CP влияет на расчёт TSS и общее управление тренировочным стрессом.

TSS и PMC →

Готовы отслеживать CP и W'bal?

Скачать Bike Analytics бесплатно

Включает продвинутое отслеживание CP и баланса W'