Силы+плавание+Чертов

противодействия (реакции) для сохранения прямолинейного поступательного движения тела с целью создать подъемную силу. Эти движения есть результат противодействия. Возможно, что при более совершенной анатомии тела человека никакие поперечные компоненты движений не понадобились бы: двигательный аппарат человека просто стремился бы генерировать лобовое сопротивление на гребущих поверхностях для эффективного продвижения вперед.

Когда рука находится в воде, она не всегда создает продвигающую силу, а только тогда, когда движется в определенном направлении с определенным углом атаки. Остальное время, пока рука находится в воде, она увеличивает общее динамическое сопротивление тела. Весьма вероятно, что пловцы должны стараться минимизировать время, в течение которого рука создает дополнительное сопротивление, и максимизировать время, в течение которого рука создает продвигающую силу.

Сила лобового сопротивления является доминирующей при создании продвигающей силы при плаванием кролем на груди, на спине и баттерфляем.

Создание продвигающей силы в брассе происходит иначе, чем в других способах плавания. Траектория движений рук имеет доминирующий латеральный компонент. Результирующая продвигающая сила создается одновременными движениями обеих рук. Характерно, что компоненты силы, обусловленные лобовым сопротивлением, направлены в стороны от направления движения, частично погашают друг друга и вносят минимальный вклад в создание продвижения. Таким образом основной вклад в создание продвигающей силы вносит подъемная сила, возникающая на кистях и предплечьях в стороны под углом атаки. Интересно отметить тот факт, что общее гидродинамическое сопротивление, создаваемое во время выноса руки вперед, превышает величину тяги, создаваемой пловцом во время гребка.

Силы гидродинамического сопротивления. Когда пловец не создает достаточную по величине продвигающую силу, скорость его замедляется. Часто можно наблюдать то, что некоторые пловцы как бы скользят по воде без видимого усилия, другие — производят хорошее впечатление при плавании на низких скоростях, но при попытке увеличить скорость оказывается, что они не в состоянии это сделать. Данные факты обусловлены величиной сопротивления, создаваемого пловцами во время плавания.

Существует три компонента общего гидродинамического сопротивления (базируясь на данных гидродинамики и исследованиях в области кораблестроения):

а) поверхностное (сопротивление трения);

б) вихревое сопротивление, или сопротивление формы, обусловленное образованием зоны вихрей в кильватере тела и пропорциональное площади поперечного сечения тела, взаимодействующей с «набегающим» потоком;

в) волновое сопротивление, образованное частью объема воды, вытесняемого телом.

Эта классификация имеет практическое значение для тренеров и пловцов. Тем не менее, в последние годы исследования сконцентрировались вокруг соотношения активного и пассивного сопротивления. Пассивное сопротивление — это сопротивление, испытываемое телом пловца при пассивной буксировке в стоячей воде или при экспозиции подвижному потоку в гидроканале. Обычно пассивное сопротивление измеряется в положении скольжения. Активное сопротивление создается движениями пловцов и, как считается, включает в себя величину пассивного сопротивления (активное сопротивление всегда больше пассивного). Другие исследователи заостряли внимание на отдельных видах сопротивления: лобовом, вихревом, сопротивлении трения. Следует отметить, что фронтальное и вихревое сопротивление являются категориями,

описывающими один и тот же вид сопротивления — сопротивления давления (или формы), обусловленного градиентом сил давления на фронтальной и тыльной поверхностях тела.

Важно провести анализ сопротивления во время соревнований. Если удастся снизить величину общего гидродинамического сопротивления, то таким образом можно будет увеличить скорость плавания. Внимание тренеров должно быть сосредоточено на действиях, снижающих тормозящие силы и повышающих скорость плавания. Понимание природы сопротивления является необходимым элементом современной теории подготовки пловцов. Эта проблема имеет гораздо большее практическое значение, чем ранее предполагалось. Выполнение рабочих движений ни в коей мере не должно сопровождаться созданием излишнего сопротивления. Умеренное рабочее усилие при минимальном сопротивлении может иметь гораздо больший полезный эффект, чем максимальное усилие, сопровождаемое значительным увеличением сопротивления.

Гидродинамическое сопротивление, действующее на тело (за исключением кистей и предплечья), должно быть настолько маленьким, насколько это возможно. Угол атаки тела, его поперечное сечение в направлении движения и площадь смачиваемой поверхности должны быть минимизированы. Каждый из трех видов сопротивления имеет прямое приложение к работе над совершенствованием техники плавания. Категории активного и пассивного сопротивления являются слишком общими для использования на практике.

Сопротивление трения (поверхностное сопротивление) возникает при движении потока вдоль грубой поверхности. Эта часть пассивного сопротивления. Гладкость кожного покрова, волосяной покров, качество плавательного костюма являются факторами, создающими трение при движении пловца в водной среде. Зависимость сопротивления трения от скорости плавания носит линейный характер. Считается, что при скорости плавания 1–2 м/сек доля сопротивления трения от суммарной величины гидродинамического сопротивления составляет примерно 15–20 %.

Секрет снижения сопротивления трения кроется в поддержании ламинарного характера обтекающего потока. Вода в ламинарном потоке напоминает «многослойный бутерброд», каждый слой которого скользит относительно соседнего. Пограничный слой потока как бы прилипает к его поверхности и движется с той же скоростью, что и тело. Каждый последующий слой движется с несколько меньшей скоростью, чем предыдущей. На некотором расстоянии от тела слои воды остаются неподвижными. Данная совокупность водных слоев, достаточно тонкая (толщина зависит от качества поверхности тела и скорости движения). Пока поток остается ламинарным, он как бы обеспечивает смазку для скольжения тела сквозь воду. Малейшая шероховатость, острые выступы вызывают вихреобразование (турбулентность). В турбулентном пограничном слое вода, контактирующая с телом или тканью костюма, закручивается в микроскопические вихри, трение повышается и отнимает полезную энергию от движущегося тела. Маловероятно, что тело человека целиком обтекается ламинарным потоком. Скорее всего, лишь некоторые участки его поверхности. Тем не менее, снижение турбулентности в пограничном потоке может привести к снижению общего сопротивления.

Бритье волосяного покрова кожи на теле и ногах, но не на предплечьях может снизить сопротивление трения. Снижение трения сопровождается снижением энергозатрат на каждый гребок. Плотно облегающий костюм из ткани со структурой, снижающей вихреобразование — еще один способ снижения сопротивления трения.

Необходимо подчеркнуть, что трущая поверхность должна не обязательно быть предельно гладкой, но скорее иметь текстуру, удерживающую тончайшую водяную пленку, увлекаемую пловцом на своем теле. Результатом будет трение воды о воду, которое намного меньше по величине, чем трение даже очень гладкой кожи о воду.

Сопротивление формы обусловлено особенностями геометрии тела пловца и является еще одним компонентом пассивного сопротивления (но может быть и частью активного сопротивления). Его

величина зависит от плотности воды, формы и площади поперечного сечения тела и пропорциональна квадрату скорости. Наибольшая площадь поперечного сечения, перпендикулярная потоку, у взрослого спортсмена в горизонтальном положении с вытянутыми вперед руками составляет 0,070–0,095 м2.

Когда тело движется в водной среде, силы сопротивления среды действуют на тело в направлении строго назад. Эти силы составляют сопротивление формы. Когда встречный поток взаимодействуют с телом, он направляется в стороны и следует вдоль контура тела. Если тело обладает обтекаемой формой, водный поток движется почти беспрепятственно вдоль тела. Если же форма не является обтекаемой, как форма руки, подставленной перпендикулярно потоку, вода не может плавно обтечь такое препятствие, и происходит отрыв потока с образованием вихревых «карманов» и воронок позади тела (руки).

Интересной особенностью таких «карманов» является пониженное давление в этих объемах. Это низкое давление взаимодействует с высоким давлением (напором) воды на фронтальной поверхности тела. Результирующий градиент давления и определяет величину сопротивления формы.

Этот вид сопротивления тем больше, чем выше скорость плавания. Вместе с тормозящим эффектом, оказывающим на тело пловца, сопротивление формы вносит вклад в создание подъемной силы, а также продвигающих сил, создаваемых кистью и предплечьем в гребковых движениях.

Сопротивление формы увеличивается, если положение тела пловца отклоняется от горизонтального (приподнимание головы, вертикальные движения туловища). Это ведет к периодическому увеличению площади поперечного сечения и, соответственно, к снижению скорости плавания.

Сопротивление формы может быть снижено путем придания телу горизонтальной ориентации. Нужно стараться, чтобы таз и бедра двигались в пространстве, как бы в проекции головы и плеч. То есть нужно плыть так плоско, как это возможно. Так новый вариант удара ног в брассе призван уменьшить опускание колен вниз. Во время удара ногами бедра приподнимаются вверх. Максимальная продвигающая сила, таким образом, достигается при более обтекаемом положении тела.

Волновое сопротивление создается при движении пловца по поверхности воды или на незначительной глубине под водой. Так как волнообразование требует энергии, то единственным ее источником является пловец. Энергия, которая может быть использована для создания пропульсивных сил, теряется на волнообразование.

Возникающие на поверхности воды при движении пловца волны могут быть разбиты на две группы: на систему расходящихся и поперечных волн. Расходящиеся (или по-другому — косые) волны возникают у передней и задней части тела. Гребни косых волн расположены по отношению к диаметральной плоскости под углом около 40°. Линии, проходящие через начало косых волн, составляют к диаметральной плоскости угол около 20°.

Поперечные волны движутся поперек линии движения. Если посмотреть на пловца сбоку, то можно увидеть, что у линии головы и плеч поднимается передняя волна. В этом месте зарождаются как косые, так и поперечные волны. Поперечную волну необходимо учитывать при выполнении вдоха и при движении рук над водой. Гребень передней волны расположен у головы.

Следующая волна начинает подниматься за тазом. Впадина между передней и задней волнами расположена у поясницы. При медленном плавании эти волны отчетливо не видны. Однако при

максимальной скорости они значительно увеличиваются, а спина пловца обнажается почти до поясницы.

Источниками волнообразования являются:

—акцентированные вертикальные движения («вылетание» из воды в баттерфляе, приподнимание головы для вдоха в кроле);

—поперечные и любые другие движения, отклоняющие тело от горизонтального положения;

—неравномерное продвижение пловца («рывки») также создает волны.

Волновое сопротивление — наиболее вредное. Оно увеличивается пропорционально кубу скорости пловца. В то же время этот вид сопротивления может являться объектом контроля пловца. Величина волнового сопротивления может быть снижена за счет устранения излишних вертикальных и боковых движений.

Каждый вид гидродинамического сопротивления вносит вклад в снижение скорости плавания. Нужно помнить, что когда пловец увеличивает скорость плавания в 2 раза, сопротивление трения также возрастает в 2 раза, в то время как сопротивление формы возрастает в 4 раза, а волновое сопротивление — в 8 раз!!! С увеличением скорости волновое сопротивление и сопротивление формы увеличиваются настолько, что наступает момент, когда дальнейшее увеличение мощности движений (и энергозатрат) не будет сопровождаться улучшением результата.

Поэтому каждое новое техническое действие, которому обучается пловец, должно быть предварительно оценено с позиций создаваемого гидродинамического сопротивления. Сопротивление снижает скорость плавания. Эффективная техника, прежде всего, создает наименьшее сопротивление и таким образом повышает эффективность плавательных движений.