Гидродинамика плавания и снаряжение

Кожное трение, сопротивление давления (формы) и волновое сопротивление вместе противодействуют пловцу на поверхности.

Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992 · знание

Вода примерно в 800-830 раз плотнее воздуха, поэтому скорости в воде гораздо ниже.

Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992 · знание

Как и в воздухе, сопротивление в воде примерно пропорционально квадрату скорости, поэтому необходимая мощность растёт примерно как куб.

Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992 · знание

Волновое сопротивление резко растёт со скоростью, поскольку пловец толкает перед собой всё большую носовую волну.

Источник: Vennell, Pease & Wilson, J Biomech 2006 · знание

Волновое сопротивление падало до малого на глубинах примерно 0,5-0,7 m, поэтому скольжение и отталкивание выполняют под водой.

Источник: Vennell, Pease & Wilson, J Biomech 2006 · знание

Движение под поверхностью избегает волнового сопротивления, поэтому обтекаемое скольжение дольше сохраняет скорость.

Источник: Vennell, Pease & Wilson, J Biomech 2006 · применение

Пассивное сопротивление измеряют на буксируемом неподвижном теле; активное сопротивление включает движения тела при настоящем плавании.

Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992 · знание

Тело с наклоном вниз представляет большее поперечное сечение, оставляя больший турбулентный след.

Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992 · знание

Валовой КПД кроля низкий; много энергии теряется в виде тепла и на перемещение воды, а не тела.

Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992 · знание

Поскольку сопротивление растёт примерно как v в квадрате, мощность растёт примерно как v в кубе: 1,1 в кубе это около 1,33.

Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992 · применение

Выталкивающая сила равна весу вытесненной воды.

Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992 · знание

Когда пловец неподвижно лежит на воде, наполненные воздухом лёгкие помещают центр плавучести ближе к голове, чем центр масс, который находится ближе к бёдрам; две силы образуют момент, опускающий ноги. В середине гребка картина меняется, как показал Yanai.

Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992 · знание

Жир (около 0,9 g/ml) плавает, а мышцы (около 1,06 g/ml) тонут, поэтому состав тела меняет плавучесть.

Источник: Pendergast et al., J Appl Physiol 1977 · знание

Морская вода с плотностью около 1,025 g/ml даёт большую выталкивающую силу, чем пресная.

Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992 · знание

Меньше воздуха в лёгких означает меньший вытесненный объём и меньшую плавучесть.

Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992 · знание

Большая жировая масса и меньший момент, опускающий ноги, давали женщинам более горизонтальное положение и меньшее сопротивление.

Источник: Pendergast et al., J Appl Physiol 1977 · знание

Подъём ног даёт более плоскую линию тела и меньшее сечение для воды.

Источник: Toussaint et al., Med Sci Sports Exerc 1989 · знание

Буй добавляет плавучесть в нижней части тела, противодействуя моменту, опускающему ноги.

Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992 · применение

Плотные, худые тела тонут сильнее, особенно в области ног, увеличивая сопротивление и усилие, необходимое для удара ногами.

Источник: Pendergast et al., J Appl Physiol 1977 · применение

Выталкивающая сила равна весу, поэтому тело остаётся на своей глубине без усилий.

Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992 · знание

Пена с закрытыми ячейками удерживает пузырьки азота, делая материал легче воды и теплоизолирующим.

Источник: Toussaint et al., Med Sci Sports Exerc 1989 · знание

Оба свода правил ограничивают толщину гидрокостюма 5 mm, чтобы ограничить плавучесть.

Источник: World Triathlon Competition Rules (2025) · знание

При скорости около 1,25 m/s гидрокостюм уменьшал активное сопротивление примерно на 12-14%.

Источник: Toussaint et al., Med Sci Sports Exerc 1989 · знание

Плавучесть полезнее всего в области бёдер и ног, а плечам нужна гибкость для гребка.

Источник: Chatard & Millet, Sports Med 1996 · знание

Скользкие покрытия уменьшают кожное трение и сбрасывают воду.

Источник: Chatard & Millet, Sports Med 1996 · знание

Тесный костюм сопротивляется расширению грудной клетки, увеличивая нагрузку на дыхание в воде.

Источник: Chatard & Millet, Sports Med 1996 · знание

Неплотное прилегание на шее или запястьях позволяет воде циркулировать, охлаждая пловца и увеличивая сопротивление.

Источник: Chatard & Millet, Sports Med 1996 · знание

Изоляция, которая помогает в холодной воде, удерживает тепло в тёплой воде, рискуя перегревом при тяжёлых усилиях.

Источник: Chatard & Millet, Sports Med 1996 · знание

Экономия силы растёт со скоростью, хотя более слабые пловцы выигрывают больше времени из-за положения тела.

Источник: Toussaint et al., Med Sci Sports Exerc 1989 · знание

Снятие рукавов уменьшает ограничение плеч; ноги, где плавучесть важнее всего, остаются закрытыми.

Источник: Chatard & Millet, Sports Med 1996 · применение

Десятки мировых рекордов были побиты в 2008-09 годах в полиуретановых костюмах, что привело к ограничению FINA костюмами из текстиля.

Источник: FINA Requirements for Swimwear Approval (2010) · знание

Панели с низкой проницаемостью добавляли плавучесть и сжимали тело в более обтекаемую форму.

Источник: FINA Requirements for Swimwear Approval (2010) · знание

Утверждённые костюмы должны быть текстильными; мужские костюмы идут от талии до колена, женские от плеча до колена.

Источник: FINA Requirements for Swimwear Approval (2010) · знание

Swimskin это текстильные костюмы с низким трением, надеваемые поверх гоночного костюма для уменьшения сопротивления при заплывах без гидрокостюма. World Triathlon разрешает их спортсменам возрастных групп на всех стартах и запрещает элите, U23, юниорам, юношам и параспортсменам на стандартных и более коротких дистанциях.

Источник: World Triathlon Competition Rules (2025) · знание

Swimskin должны быть текстильными, без неопрена, поэтому они не могут давать плавучесть.

Источник: World Triathlon Competition Rules (2025) · знание

Плотное удержание мягких тканей даёт более гладкий контур, уменьшая след и вибрацию.

Источник: FINA Requirements for Swimwear Approval (2010) · знание

Гидрофобная ткань сбрасывает воду, снижая трение и не давая костюму стать тяжёлым от воды.

Источник: FINA Requirements for Swimwear Approval (2010) · знание

Испытания для утверждения измеряют, среди прочих свойств, толщину, плавучесть и воздухопроницаемость.

Источник: FINA Requirements for Swimwear Approval (2010) · знание

Swimskin даёт меньшее сопротивление в воде и снимается в транзитной зоне.

Источник: World Triathlon Competition Rules (2025) · применение

Любой плавучий материал может сделать предмет одежды гидрокостюмом, который запрещён, когда гидрокостюмы не разрешены.

Источник: World Triathlon Competition Rules (2025) · применение

Отталкивание воды назад создаёт равную и противоположную силу, действующую на пловца.

Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992 · знание

Counsilman применил принцип Бернулли, утверждая, что руки работают как профили, создавая подъёмную силу.

Источник: Counsilman, Biomechanics in Swimming symposium (1971) · знание

Исследования позволяют предположить, что движущая сила возникает в основном от сил сопротивления на кисти и предплечье, с некоторым вкладом подъёмной силы.

Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992 · знание

Часть работы тратится впустую на проталкивание воды; пропульсивный КПД это полезная доля.

Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992 · знание

Исследования показали, что работа ног добавляет примерно 10% к скорости; её основная роль положение тела и равновесие.

Источник: Deschodt et al., Eur J Appl Physiol 1999 · знание

Рано поставленное вертикальное предплечье представляет большую площадь, обращённую назад, увеличивая движущую силу.

Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992 · знание

Большая поверхность давит на больше воды, увеличивая силу через плечо.

Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992 · знание

Когда кисть ускоряет воду, а не удерживает её, меньшая часть усилия перемещает тело.

Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992 · знание

Сила достигает пика во время гребка и падает во время выноса руки, поэтому скорость растёт и падает в каждом цикле.

Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992 · знание

Поскольку сопротивление резко растёт со скоростью, а ускорение требует работы, более ровная скорость обходится дешевле.

Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992 · применение

Лебёдка или буксирный трос тянет обтекаемого пловца, и фиксируется необходимая сила.

Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992 · знание

Система измерения активного сопротивления использовала подводные упоры с датчиками силы для оценки сопротивления во время плавания.

Источник: Hollander et al., Int J Sports Med 1986 · знание

Плавание на фиксированной привязи с датчиком силы даёт движущую силу без движения вперёд.

Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992 · знание

Плавание на месте меняет механику гребка и убирает сопротивление, поэтому лишь отчасти предсказывает свободное плавание.

Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992 · знание

Пловцы выполняют спринт с небольшим гидродинамическим телом и без него; изменение скорости даёт активное сопротивление.

Источник: Kolmogorov & Duplishcheva, J Biomech 1992 · знание

Акселерометры и гироскопы на теле записывают фазы гребка, вращение и изменения скорости.

Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992 · знание

Руки и ноги создают и движущую силу, и сопротивление, поэтому для их разделения нужны косвенные методы.

Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992 · знание

Подводный вид показывает то, чего не видно с бортика, например траекторию кисти и высоту бёдер.

Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992 · знание

Удвоение скорости буксировки примерно учетверяет силу сопротивления.

Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992 · знание

При неизменных усилии и темпе гребков более быстрое время или большая дистанция за гребок указывают на меньшее сопротивление.

Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992 · применение

Плавание на расстоянии 0-50 см позади ног уменьшало пассивное сопротивление примерно на 21%.

Источник: Chatard & Wilson, Med Sci Sports Exerc 2003 · знание

Боковое укрытие примерно на уровне бёдер давало меньшее снижение сопротивления, чем непосредственно позади.

Источник: Chatard & Wilson, Med Sci Sports Exerc 2003 · знание

Плавание в укрытии снижало потребление кислорода, лактат крови и воспринимаемое усилие при той же скорости.

Источник: Chatard & Wilson, Med Sci Sports Exerc 2003 · знание

На малых скоростях и при турбулентных следах укрытие позади пловца менее полное.

Источник: Chatard & Wilson, Med Sci Sports Exerc 2003 · знание

Польза наибольшая очень близко и быстро падает с расстоянием.

Источник: Chatard & Wilson, Med Sci Sports Exerc 2003 · знание

Плавание с той же скоростью с меньшим усилием уменьшает утомление, переносимое на следующие этапы.

Источник: Delextrat et al., Med Sci Sports Exerc 2003 · знание

Триатлеты, плывшие в укрытии, показывали лучшую эффективность езды на велосипеде после этого, чем после плавания в одиночку.

Источник: Delextrat et al., Med Sci Sports Exerc 2003 · знание

Хороший лидер задаёт линию, уменьшая, как часто идущий следом поднимает голову для ориентирования.

Источник: Chatard & Wilson, Med Sci Sports Exerc 2003 · применение

Плавание за более медленным пловцом экономит энергию, но может стоить времени в целом.

Источник: Chatard & Wilson, Med Sci Sports Exerc 2003 · применение

Правила запрета драфтинга действуют на велосипедном этапе; пловцы могут плыть в укрытии в воде.

Источник: World Triathlon Competition Rules (2025) · знание

Направление на течение (угол компенсации) гасит снос, так что фактический путь идёт прямо к цели.

Источник: Bowditch, American Practical Navigator (2019) · знание

Длина пути растёт как 1/cos(10 градусов), около 1,015, то есть примерно на 1,5% больше.

Источник: Bowditch, American Practical Navigator (2019) · применение

Отклонения добавляют длину, а коррекции ломают ритм, поэтому небольшие ошибки накапливаются на длинном заплыве.

Источник: Bowditch, American Practical Navigator (2019) · знание

Часы теряют сигнал каждый раз, когда рука погружена в воду, поэтому траектория между фиксациями оценивается.

Источник: Bowditch, American Practical Navigator (2019) · знание

Будучи закреплённым под шапочкой, он чаще открыт небу, чем наручное устройство.

Источник: Bowditch, American Practical Navigator (2019) · знание

Против течения скорость относительно дна уменьшается на скорость течения.

Источник: Bowditch, American Practical Navigator (2019) · знание

Медленный участок против течения длится дольше быстрого участка по течению, поэтому итоговый эффект замедление общего времени.

Источник: Bowditch, American Practical Navigator (2019) · знание

Приливные течения могут усиливаться или менять направление в течение окна гонки, меняя лучшую линию.

Источник: Bowditch, American Practical Navigator (2019) · знание

Движение буйков, водорослей или пловцов на разминке показывает направление и силу течения.

Источник: Bowditch, American Practical Navigator (2019) · знание

В условиях, сносящих пловцов с линии, более частое ориентирование позволяет заметить снос раньше, чем он добавит дистанцию.

Источник: Bowditch, American Practical Navigator (2019) · применение

Корпусная скорость растёт как квадратный корень из длины, поэтому более высокие пловцы встречают резкий рост волнового сопротивления при более высоких скоростях.

Источник: Vennell, Pease & Wilson, J Biomech 2006 · знание

На корпусной скорости длина носовой волны совпадает с длиной тела, и сопротивление резко растёт.

Источник: Vennell, Pease & Wilson, J Biomech 2006 · знание

Сложенные друг на друга кисти и голова, зажатая между руками, минимизируют лобовую площадь и сопротивление давления.

Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992 · знание

Поднятие головы наклоняет тело, погружая ноги и увеличивая сопротивление.

Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992 · знание

После бритья у пловцов был ниже лактат крови и лучше дистанция за гребок при той же скорости.

Источник: Sharp & Costill, Med Sci Sports Exerc 1989 · знание

Поворот на бок уменьшает поперечное сечение, обращённое к воде, на некоторых фазах гребка.

Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992 · знание

Ноги, расходящиеся за линию тела, увеличивают лобовую площадь и турбулентность.

Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992 · знание

Более длинные рычаги и большие поверхности помогают удерживать воду и проходить большее расстояние за гребок.

Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992 · знание

Отражённые волны добавляют турбулентность; разделители дорожек, поглощающие волны, уменьшают её в быстрых бассейнах.

Источник: Vennell, Pease & Wilson, J Biomech 2006 · знание

Поворот для вдоха с одним окуляром очков в воде сохраняет линию тела и бёдра высоко.

Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992 · применение

Сопротивление в воде так велико, что преодоление километра вплавь расходует в несколько раз больше энергии, чем бег на ту же дистанцию.

Источник: di Prampero et al., J Appl Physiol 1974 · знание

Энергетическая стоимость это метаболическая энергия, делённая на расстояние, отражающая сопротивление и эффективность.

Источник: di Prampero et al., J Appl Physiol 1974 · знание

Поскольку сопротивление растёт с квадратом скорости, энергия, затрачиваемая на метр, резко растёт при более высокой скорости.

Источник: di Prampero et al., J Appl Physiol 1974 · знание

Экономичность в плавании сильно зависит от техники, гораздо больше, чем в беге.

Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992 · знание

Различия в сопротивлении и пропульсивном КПД определяют скорость плавания при заданной аэробной способности.

Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992 · применение

Работа с преобладанием рук в горизонтальном погружённом положении достигает более низкого пикового потребления кислорода.

Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992 · знание

Пловцы, проходящие больше расстояния за гребок при заданной скорости, как правило, более экономичны.

Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992 · знание

Гидрокостюм уменьшает сопротивление, поэтому на метр нужно меньше метаболической энергии.

Источник: Chatard & Millet, Sports Med 1996 · знание

Улучшения техники снижают сопротивление и повышают пропульсивный КПД, улучшая скорость без увеличения аэробной мощности.

Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992 · применение

Более дешёвый заплыв оставляет больше гликогена и меньше утомления для более длинных велосипедного и беговых этапов.

Источник: Delextrat et al., Med Sci Sports Exerc 2003 · применение