[视频] 全浸游泳的策略

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灰熊喱嗨 发表于 2012-9-1 17:46:47
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全浸游泳的策略
仔细看,细思量(参考译文)
作者:罗斯•桑德斯教授(爱丁堡大学水上运动研究教育中心主任)
在《全浸游泳教程》这本书中,特里•拉夫林和约翰•戴维斯所表达的观点,是要以有趣和有效的方式更有效率地游泳,尤其是以《体格不强壮也能游好泳吗?》为题的第2章颇有吸引力。从生物力学的观点看,兼顾各方面的因素而得到的其它见解,这对成功地运用《全浸游泳教程》中的策略也许会起到一定的促进作用。

非常高兴此书的两位作者对划幅和划频相互影响的问题取得的共识。速度(V)是划幅和划频的乘积这已是无可争辩的事实(V = SL×SR )。然而,过去一直存在着这样一种倾向,不认同改变划频就会改变划幅,改变划幅就会改变划频这样的事实,这就是说,它们不是彼此独立的。因此,正如两位作者指出的那样,既增加划幅又增加划频未必就意味着速度的提高,事实上,还可能降低速度。

增加划频就会提高速度,这是人们很自然的想法。其实,这只适于这样一种情况,这种情况是:如果在完整的动作周期中和原来的速度基础上,由增加划频产生的较大推进冲量(推进力的平均值×推进力的作用时间)不会遇到相当的阻力冲量的增加(阻力的平均值×阻力的作用时间)。当推进冲量的增加超过阻力冲量的增加时,游泳运动员才会提高速度,直到一个完整动作周期的阻力冲量与推进冲量等同。 这种等同情况发生的原因是随着速度的提高阻力就会增加。
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 楼主| 灰熊喱嗨 发表于 2012-9-1 17:48:14
因为速度取决于推进冲量和阻力冲量的相互影响,所以我们需要用推进冲量和阻力冲量来考虑游泳,而不是用划幅和划频来考虑游泳。划幅、划频和速度都是游泳运动员努力提高推进冲量和减少阻力冲量的结果,我们应该认为划幅、划频和速度是推进冲量和阻力冲量的输出。为此,利用“冲量”的模式而不是传统的“划幅/划频”的模式来描述游泳更恰当。

请注意,冲量取决于力的大小和力的作用时间。那么,游泳运动员该做出什么样的选择来提高速度呢?他们基本上有四种选择或者是这四种选择的有效的综合,它们是∶

1. 增加推进力的量值
2. 增加推进力的作用时间
3. 减少阻力的量值
4. 减少阻力的作用时间
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 楼主| 灰熊喱嗨 发表于 2012-9-1 17:48:40
策略:增加推进力的量值和减少阻力的时间,这可行吗?

游泳运动员的自然本能是增加推进力的量值和减少动作周期的时间来减少阻力的时间。因此,运动员就要在水下较用力和较快地划水,而且还要较快地移臂,同时,还要减少手入水与开始下划以及后划动作之间的时间。由于减少了动作周期的时间,运动员就会自然地要加快打腿的频率。然而,这会使运动员暂时忽略打腿在推进力和阻力方面的影响,忽视要把注意力集中在通过手臂划水产生推进力上。

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 楼主| 灰熊喱嗨 发表于 2012-9-1 17:49:11
为提高速度而采取“快速划臂”的策略似乎完全符合逻辑,因为推进力量值的增加和动作周期时间的减少会使阻力冲量减少。所以,假如在下列条件下,采取这种策略来提高速度应该是行之有效的:

1、在水中快速划手会使划水时间减少,因划水时间的减少而减少的阻力冲量要大于增加的推进力量值对阻力的抵消。
2、阻力量值不增加

我们可以料想,尽管减少了推进力的作用时间,较快的划水仍然会产生较大的推进冲量,原因在于,我们通过下面的公式可知道推进力与手的划水速度的平方成正比:

Fh = ½CAdV2  

在此公式中:Fh是手产生的推进力,C是手以一定的方向对水流时流体阻力的系数,A是手对水流时与方向有关的横截面,d是流体的密度,V是手的速度。

不过,只能在下列条件下,推进力的量值才能对划水时间的减少予以补偿并产生较大的推进冲量:

1、手以适当的角度对水,以便系数C和横截面A呈最大值并且在理想的运动方向产生显著的推进力。
2、在划水期间,手臂始终快速运动并高质量地产生持续不变的推进力。
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 楼主| 灰熊喱嗨 发表于 2012-9-1 17:49:42
假定这些条件都能满足,那么,采取增加推进冲量和减少阻力冲量的时间来提高速度的策略也许是可行的。

现在,我们谈谈推进力的量值和快速的划水频率是否能够持续不变的问题。假设划水时推进力的量值很大,肌肉收缩速度很快,动作周期时间很少,那么,生理机能上的做功频率就要增加。做功频率的增加就意味着只能以加大用力程度来提高速度,但不能持久。然而,这不一定就表明游泳运动员将会回复到较慢的划水频率,运动员仍然要设法快速游进,设法采用保持高频率划水的策略!

不过,为了保持高频率划水,可能会出现几种情况妨碍上述附加条件的满足:

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 楼主| 灰熊喱嗨 发表于 2012-9-1 17:49:56
当运动员试图减少用力程度来保持快速划水速度时,划水的动作模式很可能出现一种或多种变化:

○ 游泳运动员可能会调整手的方向,减少手对水流的横截面和流体阻力的系数。也就是说,手要更容易地在水中“滑动”。虽然这样做能使手的运动速度持续不变,但产生的推动力就会减少,其结果是推进冲量也会减少。这可能会发生在开始划水和出水的前后,甚至会贯穿划程的中段。

○ 为了保持快速的划水频率,运动员可能会“缩短”划程。手不会尽量前够,而是在抓水前就让手“下落”,在出水期间还可能较早地放水。所以,虽然臂部动作的水下阶段可能与已往一样持续相同的时间,但产生推进力的时间却减少了。

○ 游泳运动员也许采用更“直”的划手路线。因为手的运动速度一定时,最快捷的路径就是直线。上文提到的公式表明,推进力的产生与手对水流的速度的平方有很大的关系。当手以一定的时间划过一定的距离时,直线划水的速度要慢于曲线划水的速度,因而直线划水产生的推进力就小。另外,直线划水推动的水流和水流流经手的实际速度要比手不断寻找 “静水”时小,更具体地说,最近有迹象表明,优秀的运动员都是结合划手路线的方向变化,利用曲线划水和甩旋产生额外的推进力。这意谓着在三种划水方式中,为了保持快速划水频率而采用直线划水路线的运动员可能会减少推进力。

我们也要考虑虽增加划频但阻力不增加的这种假设。就像我们在深入地探讨《全浸游泳教程》时,想知道它所采用的策略为什么有效一样,当划水频率增加时,很可能的情况是,事实上也是,增加划频就会增加阻力的量值。

对于奋力保持快速划水频率的运动员,眼下我们根据上述的讨论就能很容易地确定快速的划水频率对阻力的不利影响,这样的运动员很可能要“缩短”划程。在那种情况下,运动员的手臂很可能要陡峭地入水,就会遇到阻力的增加,而且,如果手臂在抓水前就由伸展的和流线型的姿势“下落”时,阻力还会增加。身体的平直性和流线型不佳时所增加的阻力也与增加划水频率有关。像我们考虑作者叙述的策略有效的原因一样,这些都有待于进一步的讨论。

 楼主| 灰熊喱嗨 发表于 2012-9-1 17:50:07
OK 还有什么策略?

《全浸游泳教程》所采用的策略是基于运动员不费力气就能提高速度这样的理念,它提倡减少划频而不是增加划频。这是违反人的直觉的! 这意味着动作周期较长,因此运动员受制于阻力的时间就较长。因而,不论动作周期时间的增加来提高速度会有几种选择:

1、增加推进力
2、增加推进力的作用时间
3、减少阻力

划幅的变化是改变动作周期时间的结果之一。当以一定的速度持续许多动作周期后,动作周期时间的增加就一定意谓着划幅的增加。然而,为了保持一定的速度,推进冲量与阻力冲量一定要相等。假设每个动作周期的阻力平均值都保持相同,那么增加动作周期的时间就意味着增加阻力冲量。为了使阻力冲量与相当的推进冲量对称,游泳运动员就必须增加推进力的量值或增加推进力的作用时间,这两种选择都意味着要增加用力程度。

按拉夫林和戴维斯所述,不增加用力程度就能提高速度的关键是减少阻力。减少阻力可以达到与已往相同的速度,但随之会减少划频。也就是说,要获得相同的阻力冲量就要较长时间地对减小的作用力进行补偿。如果要保持获得的阻力冲量与相当的推进冲量对称的话,那么,就要以减少划频来达到相同的速度。较慢的划频自然要导致较长的划幅,这符合V = SL×SR的恒定关系。

拉夫林和戴维斯指出,要减少阻力和增加划幅就要“手跟手”。当然,优秀的游泳运动员都是以划幅长而见长的。不过,要是把“手跟手”的目的看成是减少阻力,而不是增加划幅的话也许更可取。根据运动定律,当阻力减少时,划幅的增加是自然而然的事。言外之意,运动员要考虑的是如何减少阻力而不是如何增加划幅。当以一定的速度游进时,如果阻力减少,那么,必然的结果肯定就是划幅的增加。

在上述我们所预料的模式中,假定保持相同的速度,而且在动作周期中也保持相同的阻力冲量,从而动作周期中的推进冲量也会保持相同。假如阻力冲量相同,那么阻力量值减少时,动作周期的时间就会增加。这样我们就会在保持总的阻力冲量的基础上,使作用力的大小和力的作用时间产生了变化。现在我们可以用推进冲量来思考类似的模式了,也就是说,由于如上所述的阻力减少,当动作周期时间延长时,我们就可以考虑推进力和作用时间的相对大小了。

实际上,改变阻力并不需要改变产生推进力的方式。完成划水的方式相同,产生的推进冲量就相同。如果手臂在相同的时间内,以相同的速度移动相同的距离,那么推进冲量就会保持不变。然而,如上所述,由于阻力减少时动作周期时间就增加,所以对移臂阶段来说,就会余留较长的时间。最后的结果是,在水下的用力程度可能会与已往一样,但此时对划水时用力的肌肉群来说,却有了较长的恢复期。这意味着在完整的动作周期中,肌肉完成做功的时间延长了。也就是说,生理机能上的和以一定的速度游进时所需要的用力程度要比阻力减少之前小。

增加动作周期的时间除了能使恢复期较长外,还可能由此产生其它的优势。其一,游泳运动员可以从容地充分伸展入水后的移臂臂,这说明有可能加大划水的距离,从而产生较大的推进冲量。其二,手臂可以从流线型的姿势开始划水,这时可以在划水中及早地抓水。这不但会延长划水的时间,还会减少手抓水之前的阻力。回想那些试图保持快速划水频率的运动员的划水趋势,他们手臂前伸的程度都不足以形成流线型姿势。相反,他们都趋于陡峭地入水,并且在形成抓水姿势之前,就让手臂“下落”而形成引起阻力增加的姿势。这时余留的产生推进冲量的距离就比已有充分伸展时间的运动员要短。运动员还要有向后推手的时间,以便充分利用动作的幅度发力,而且要干净利索地出水,而不是为了保持快速的划水频率不得不过早地“放”水。以仓促的方式游泳的运动员会削短产生推进力阶段的时间,而且在出水时增加阻力。

看来,为了保持一定的速度,都到了要求不得不减少用力程度的地步了。运动员或以一定的用力程度来提高速度,或减少阻力。当这样做时,以任何一定的速度游进时,其必然结果是增加划幅和减少划频。这话听起来简单而明确,不过,说到减少阻力,也许是说起来容易,做起来难!

 楼主| 灰熊喱嗨 发表于 2012-9-1 17:50:33
如何减少阻力?

《全浸游泳教程》利用几个“窍门”来减少阻力。作者根据运动员的身体姿势和动作的目的,概括成游泳运动员能够形象具体化的三句话:

1、身体在水中更好地平衡
2、身体伸长
3、侧卧游

这些乍一看似乎很奇特。当然,我们不应该根据这些用词表面的意思去理解它们的涵义,作者是想让游泳运动员从概念上而不是从字面上去考虑问题。

平衡中的转动力矩

关于在水中平衡的问题,我们主要的烦恼是“沉腿”。在俯卧的漂浮姿势中,大多数游泳运动员的身体重心是远离头部,比浮心更靠近脚掌,这是因为胸腔的密度比腿小。由于重心和浮心不在一条直线上,所以身体就趋于下摆使腿部“下沉”。在游进时,倾斜着的身体和腿部就会增加阻力。在某种程度上,这可以通过打腿来克服。打腿会产生一种反向力矩使身体平衡,使身体更水平地前进。不过,打腿在体能上的耗费也是很明显的。

拉夫林和戴维斯提出,运动员要“按压浮漂”,既向下按压胸部促使身体成水平的姿势。然而,这只是一种很形象的比喻,当运动员也许能采用这个比喻时,这种平衡效应的力学上的真实起因是外在的力矩。因而,这种“浮漂”要借助以某种方式产生的外在力矩才可能被“按下”。在不借助某种机制产生外在力矩的情况下,“按压浮漂”就好比是“揪着鞋带自己提自己”。

因此,我们需要寻找一种能使身体平衡的途径,打腿是唯一的方式。在不打腿的情况下,水的压力推压斜向移动的身体会产生力矩,利用此力矩能使身体达到一种有一定的身体斜度和速度的平衡状态。这种作用力有助于抬高腿部。然而,当身体成一定角度在水中移动时,前进运动中的阻力也是相当大的。
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 楼主| 灰熊喱嗨 发表于 2012-9-1 17:51:08
上面的视频片断表明,运动员在打腿和不打腿时身体的平衡状态。很明显,当运动员不打腿时,身体转动平衡的角度很大,在运动中受到的拖曳阻力的影响也很大。

其它平衡力矩

还有什么力矩能使身体在水面平直?拉夫林和戴维思描述了一种能使身体“伸长”的“追赶”式划水技术。实质上,这种“追赶”式划水技术指的是移臂臂即将入水时,划水臂才开始划水。这需要延迟手臂入水后开始划水的时间才能做到。在移臂臂前移的时候,一臂前伸,身体保持流线型滑行,这样,身体就会有效地“长又长”。

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 楼主| 灰熊喱嗨 发表于 2012-9-1 17:51:33
拉夫林和戴维斯指出,采用“追赶”式划水技术会有助于身体“伸长”,因而符合应用于船舶设计的弗劳德原理而减少阻力。这个观点相当有感染力。的确,有证据说明,身材较高和四肢修长的游泳运动员除了在推动身体上占有优势外,在减阻上也占有优势。采用“追赶”式划水技术,使“船体”伸长,因而会减少波浪阻力,这是否符合弗劳德原理还需要更多的研究。对于游泳也采用和流线形船舶一样的方法取得优势来说,人类身体的形状也许太不规则了。

不过,与身体伸长所减少的波浪阻力相比,采用“追赶”式划水技术可能减少的形状阻力也许会相对地多一些。尤其是这种“追赶”式划水技术意味着在肺部的前面会有更多的配重,与那些技术不佳的运动员采用高频率划水相比,配重时间较长,因此重心和浮心会更接近于重合,从而减小使腿“下沉”的转动效应。

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