# Гидродинамика плавания и снаряжение · Триатлон, Уровень 8: Эксперт

Триатлон · Уровень 8: Эксперт · Insporta Book (https://book.insporta.app/ru/triathlon/level-8/swim-hydrodynamics-and-equipment/)

Гидродинамика плавания и снаряжение: 100 фактов, 10 тестов.

Физика движения в воде: сопротивление в воде, плавучесть и положение тела, наука о гидрокостюмах, плавательные комбинезоны и правила для костюмов, движущая сила, измерение сопротивления и силы, драфтинг, течения и навигация, обтекаемость и энергетика плавания.

## Тест 1: Сопротивление в воде

- Кожное трение, сопротивление давления (формы) и волновое сопротивление вместе противодействуют пловцу на поверхности. (Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992)
- Вода примерно в 800-830 раз плотнее воздуха, поэтому скорости в воде гораздо ниже. (Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992)
- Как и в воздухе, сопротивление в воде примерно пропорционально квадрату скорости, поэтому необходимая мощность растёт примерно как куб. (Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992)
- Волновое сопротивление резко растёт со скоростью, поскольку пловец толкает перед собой всё большую носовую волну. (Источник: Vennell, Pease & Wilson, J Biomech 2006)
- 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)
- Движение под поверхностью избегает волнового сопротивления, поэтому обтекаемое скольжение дольше сохраняет скорость. (Источник: Vennell, Pease & Wilson, J Biomech 2006)
- Пассивное сопротивление измеряют на буксируемом неподвижном теле; активное сопротивление включает движения тела при настоящем плавании. (Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992)
- Тело с наклоном вниз представляет большее поперечное сечение, оставляя больший турбулентный след. (Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992)
- Валовой КПД кроля низкий; много энергии теряется в виде тепла и на перемещение воды, а не тела. (Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992)
- 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)

## Тест 2: Физика плавучести и положения тела

- Выталкивающая сила равна весу вытесненной воды. (Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992)
- 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)
- 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)
- Морская вода с плотностью около 1,025 g/ml даёт большую выталкивающую силу, чем пресная. (Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992)
- Меньше воздуха в лёгких означает меньший вытесненный объём и меньшую плавучесть. (Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992)
- Большая жировая масса и меньший момент, опускающий ноги, давали женщинам более горизонтальное положение и меньшее сопротивление. (Источник: Pendergast et al., J Appl Physiol 1977)
- Подъём ног даёт более плоскую линию тела и меньшее сечение для воды. (Источник: Toussaint et al., Med Sci Sports Exerc 1989)
- Буй добавляет плавучесть в нижней части тела, противодействуя моменту, опускающему ноги. (Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992)
- 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)
- Выталкивающая сила равна весу, поэтому тело остаётся на своей глубине без усилий. (Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992)

## Тест 3: Наука о гидрокостюмах

- Пена с закрытыми ячейками удерживает пузырьки азота, делая материал легче воды и теплоизолирующим. (Источник: Toussaint et al., Med Sci Sports Exerc 1989)
- Оба свода правил ограничивают толщину гидрокостюма 5 mm, чтобы ограничить плавучесть. (Источник: World Triathlon Competition Rules (2025))
- При скорости около 1,25 m/s гидрокостюм уменьшал активное сопротивление примерно на 12-14%. (Источник: Toussaint et al., Med Sci Sports Exerc 1989)
- Плавучесть полезнее всего в области бёдер и ног, а плечам нужна гибкость для гребка. (Источник: Chatard & Millet, Sports Med 1996)
- Скользкие покрытия уменьшают кожное трение и сбрасывают воду. (Источник: Chatard & Millet, Sports Med 1996)
- Тесный костюм сопротивляется расширению грудной клетки, увеличивая нагрузку на дыхание в воде. (Источник: Chatard & Millet, Sports Med 1996)
- Неплотное прилегание на шее или запястьях позволяет воде циркулировать, охлаждая пловца и увеличивая сопротивление. (Источник: Chatard & Millet, Sports Med 1996)
- Изоляция, которая помогает в холодной воде, удерживает тепло в тёплой воде, рискуя перегревом при тяжёлых усилиях. (Источник: Chatard & Millet, Sports Med 1996)
- 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)
- Снятие рукавов уменьшает ограничение плеч; ноги, где плавучесть важнее всего, остаются закрытыми. (Источник: Chatard & Millet, Sports Med 1996)

## Тест 4: Плавательные комбинезоны и правила для тканевых костюмов

- 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))
- Панели с низкой проницаемостью добавляли плавучесть и сжимали тело в более обтекаемую форму. (Источник: FINA Requirements for Swimwear Approval (2010))
- Утверждённые костюмы должны быть текстильными; мужские костюмы идут от талии до колена, женские от плеча до колена. (Источник: FINA Requirements for Swimwear Approval (2010))
- 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))
- Swimskin должны быть текстильными, без неопрена, поэтому они не могут давать плавучесть. (Источник: World Triathlon Competition Rules (2025))
- Плотное удержание мягких тканей даёт более гладкий контур, уменьшая след и вибрацию. (Источник: FINA Requirements for Swimwear Approval (2010))
- Гидрофобная ткань сбрасывает воду, снижая трение и не давая костюму стать тяжёлым от воды. (Источник: FINA Requirements for Swimwear Approval (2010))
- Испытания для утверждения измеряют, среди прочих свойств, толщину, плавучесть и воздухопроницаемость. (Источник: FINA Requirements for Swimwear Approval (2010))
- Swimskin даёт меньшее сопротивление в воде и снимается в транзитной зоне. (Источник: World Triathlon Competition Rules (2025))
- Любой плавучий материал может сделать предмет одежды гидрокостюмом, который запрещён, когда гидрокостюмы не разрешены. (Источник: World Triathlon Competition Rules (2025))

## Тест 5: Как пловцы создают движущую силу

- Отталкивание воды назад создаёт равную и противоположную силу, действующую на пловца. (Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992)
- Counsilman применил принцип Бернулли, утверждая, что руки работают как профили, создавая подъёмную силу. (Источник: Counsilman, Biomechanics in Swimming symposium (1971))
- 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)
- Часть работы тратится впустую на проталкивание воды; пропульсивный КПД это полезная доля. (Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992)
- 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)
- Рано поставленное вертикальное предплечье представляет большую площадь, обращённую назад, увеличивая движущую силу. (Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992)
- Большая поверхность давит на больше воды, увеличивая силу через плечо. (Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992)
- Когда кисть ускоряет воду, а не удерживает её, меньшая часть усилия перемещает тело. (Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992)
- 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)
- Поскольку сопротивление резко растёт со скоростью, а ускорение требует работы, более ровная скорость обходится дешевле. (Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992)

## Тест 6: Измерение сопротивления и силы в воде

- Лебёдка или буксирный трос тянет обтекаемого пловца, и фиксируется необходимая сила. (Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992)
- 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)
- Плавание на фиксированной привязи с датчиком силы даёт движущую силу без движения вперёд. (Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992)
- Плавание на месте меняет механику гребка и убирает сопротивление, поэтому лишь отчасти предсказывает свободное плавание. (Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992)
- Пловцы выполняют спринт с небольшим гидродинамическим телом и без него; изменение скорости даёт активное сопротивление. (Источник: Kolmogorov & Duplishcheva, J Biomech 1992)
- Акселерометры и гироскопы на теле записывают фазы гребка, вращение и изменения скорости. (Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992)
- Руки и ноги создают и движущую силу, и сопротивление, поэтому для их разделения нужны косвенные методы. (Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992)
- Подводный вид показывает то, чего не видно с бортика, например траекторию кисти и высоту бёдер. (Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992)
- Удвоение скорости буксировки примерно учетверяет силу сопротивления. (Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992)
- При неизменных усилии и темпе гребков более быстрое время или большая дистанция за гребок указывают на меньшее сопротивление. (Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992)

## Тест 7: Драфтинг в воде

- Плавание на расстоянии 0-50 см позади ног уменьшало пассивное сопротивление примерно на 21%. (Источник: Chatard & Wilson, Med Sci Sports Exerc 2003)
- Боковое укрытие примерно на уровне бёдер давало меньшее снижение сопротивления, чем непосредственно позади. (Источник: Chatard & Wilson, Med Sci Sports Exerc 2003)
- Плавание в укрытии снижало потребление кислорода, лактат крови и воспринимаемое усилие при той же скорости. (Источник: Chatard & Wilson, Med Sci Sports Exerc 2003)
- На малых скоростях и при турбулентных следах укрытие позади пловца менее полное. (Источник: Chatard & Wilson, Med Sci Sports Exerc 2003)
- Польза наибольшая очень близко и быстро падает с расстоянием. (Источник: Chatard & Wilson, Med Sci Sports Exerc 2003)
- Плавание с той же скоростью с меньшим усилием уменьшает утомление, переносимое на следующие этапы. (Источник: Delextrat et al., Med Sci Sports Exerc 2003)
- 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)
- Хороший лидер задаёт линию, уменьшая, как часто идущий следом поднимает голову для ориентирования. (Источник: Chatard & Wilson, Med Sci Sports Exerc 2003)
- Плавание за более медленным пловцом экономит энергию, но может стоить времени в целом. (Источник: Chatard & Wilson, Med Sci Sports Exerc 2003)
- Правила запрета драфтинга действуют на велосипедном этапе; пловцы могут плыть в укрытии в воде. (Источник: World Triathlon Competition Rules (2025))

## Тест 8: Течения, линии и физика навигации

- Направление на течение (угол компенсации) гасит снос, так что фактический путь идёт прямо к цели. (Источник: Bowditch, American Practical Navigator (2019))
- Длина пути растёт как 1/cos(10 градусов), около 1,015, то есть примерно на 1,5% больше. (Источник: Bowditch, American Practical Navigator (2019))
- Отклонения добавляют длину, а коррекции ломают ритм, поэтому небольшие ошибки накапливаются на длинном заплыве. (Источник: Bowditch, American Practical Navigator (2019))
- Часы теряют сигнал каждый раз, когда рука погружена в воду, поэтому траектория между фиксациями оценивается. (Источник: Bowditch, American Practical Navigator (2019))
- Будучи закреплённым под шапочкой, он чаще открыт небу, чем наручное устройство. (Источник: Bowditch, American Practical Navigator (2019))
- Против течения скорость относительно дна уменьшается на скорость течения. (Источник: Bowditch, American Practical Navigator (2019))
- Медленный участок против течения длится дольше быстрого участка по течению, поэтому итоговый эффект замедление общего времени. (Источник: Bowditch, American Practical Navigator (2019))
- Приливные течения могут усиливаться или менять направление в течение окна гонки, меняя лучшую линию. (Источник: Bowditch, American Practical Navigator (2019))
- Движение буйков, водорослей или пловцов на разминке показывает направление и силу течения. (Источник: Bowditch, American Practical Navigator (2019))
- В условиях, сносящих пловцов с линии, более частое ориентирование позволяет заметить снос раньше, чем он добавит дистанцию. (Источник: Bowditch, American Practical Navigator (2019))

## Тест 9: Форма тела и обтекаемость

- 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)
- На корпусной скорости длина носовой волны совпадает с длиной тела, и сопротивление резко растёт. (Источник: Vennell, Pease & Wilson, J Biomech 2006)
- Сложенные друг на друга кисти и голова, зажатая между руками, минимизируют лобовую площадь и сопротивление давления. (Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992)
- Поднятие головы наклоняет тело, погружая ноги и увеличивая сопротивление. (Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992)
- 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)
- Поворот на бок уменьшает поперечное сечение, обращённое к воде, на некоторых фазах гребка. (Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992)
- Ноги, расходящиеся за линию тела, увеличивают лобовую площадь и турбулентность. (Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992)
- Более длинные рычаги и большие поверхности помогают удерживать воду и проходить большее расстояние за гребок. (Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992)
- Отражённые волны добавляют турбулентность; разделители дорожек, поглощающие волны, уменьшают её в быстрых бассейнах. (Источник: Vennell, Pease & Wilson, J Biomech 2006)
- Поворот для вдоха с одним окуляром очков в воде сохраняет линию тела и бёдра высоко. (Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992)

## Тест 10: Энергетика плавания

- 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)
- Энергетическая стоимость это метаболическая энергия, делённая на расстояние, отражающая сопротивление и эффективность. (Источник: di Prampero et al., J Appl Physiol 1974)
- 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)
- Экономичность в плавании сильно зависит от техники, гораздо больше, чем в беге. (Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992)
- Различия в сопротивлении и пропульсивном КПД определяют скорость плавания при заданной аэробной способности. (Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992)
- Работа с преобладанием рук в горизонтальном погружённом положении достигает более низкого пикового потребления кислорода. (Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992)
- Пловцы, проходящие больше расстояния за гребок при заданной скорости, как правило, более экономичны. (Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992)
- Гидрокостюм уменьшает сопротивление, поэтому на метр нужно меньше метаболической энергии. (Источник: Chatard & Millet, Sports Med 1996)
- Улучшения техники снижают сопротивление и повышают пропульсивный КПД, улучшая скорость без увеличения аэробной мощности. (Источник: Toussaint & Beek, Sports Med 1992)
- 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)

Источники: Рецензируемая литература по спортивной инженерии и физиологии, а для устоявшихся фактов — опубликованные данные испытаний и стандарты

Пройти тесты: https://insporta.app/try?utm_source=book&utm_medium=referral