女子單人皮艇（靜水）船艇姿態(tài)特點的研究①

魏薇 賴寒

（山東體育學院 山東濟南 250102）

女子單人皮艇（靜水）船艇姿態(tài)特點的研究①

魏薇 賴寒

（山東體育學院 山東濟南 250102）

利用船艇姿態(tài)測試分析系統(tǒng)，對女子單人皮艇（靜水）500 m劃行中皮艇姿態(tài)的變化規(guī)律進行分析。研究對象為女子皮艇運動員15名，包括國家健將級運動員3名，一級運動員4名，二級運動員8名。研究對象按照比賽強度完成500 m劃行，選取第20 m，100 m，250 m，425 m四處為分析點, 分析指標包括艇身的仰俯角、橫搖角、艇速和槳頻等。在起航段和加速劃段，皮艇具有較大的俯角、仰角及橫搖角度，在途中劃和沖刺劃段，皮艇具有較小的俯角、仰角和橫搖角，優(yōu)秀女子單人皮艇運動員在劃行中艇身具有較大仰俯角和較小橫搖角的特征。

女子皮艇 姿態(tài)特點 仰俯角 橫搖角 槳頻

皮艇屬于周期性動作結構水上運動項目，比賽時，運動員坐在艇內，面向前方，手持兩頭帶槳葉的槳在皮艇的兩側輪流劃動，并依靠腳操縱舵控制航向。當前有關靜水皮艇項目的研究主要集中于劃槳技術分析、競速節(jié)奏分析以及體能評價與訓練方法上，有關皮艇姿態(tài)與艇速關系的研究尚不多見。皮艇是在水面上進行的運動項目，艇身的俯仰和橫向搖擺會影響水對船艇的阻力，進而影響船速?；诖?，該研究從分析皮艇在劃行中姿態(tài)的變化規(guī)律著手，研究皮艇行駛中姿態(tài)變化對船速的影響，進而為改進劃船技術探索新思路。

1 研究對象和研究方法

1.1 研究對象

研究對象為女子皮艇運動員15名，包括健將級運動員3名，一級運動員4名，二級運動員8名。專項訓練年限最長7年，最短兩年。將健將級和一級運動員分為優(yōu)秀組，8名二級運動員分為普通組。

1.2 研究方法

1.2.1 數(shù)據(jù)采集

15名測試對象以比賽的節(jié)奏與強度完成500 m劃行，船艇姿態(tài)記錄分析系統(tǒng)固定安裝在皮艇背部，記錄并存儲艇身的姿態(tài)、航向、速度等參數(shù)。主要艇身姿態(tài)參數(shù)包括最大俯角、最大仰角、仰俯角、最大傾角、最小傾角和橫搖角。船艇姿態(tài)記錄分析系統(tǒng)由青島海利華公司提供。

1.2.2 統(tǒng)計方法

2 結果與分析

皮劃艇比賽的階段劃分，國內外研究人員有不同觀點，但在起航、加速、途中劃和沖刺這個基本競速結構的構成上基本得到研究人員的認可。該文的劃分方法是：500 m皮艇項目由起航(0～25 m)、 加速劃(25～150 m)、途中劃(150～420 m)與沖刺(420～500 m)四個階段構成[3]。

該研究選取第20m，100 m，250 m，425 m四處為分析點, 分別代表起航階段，加速劃階段，途中劃階段和沖刺階段。考慮到左右槳交替劃槳，以及劃槳動作的波動性，從每個分析點開始截取12個連續(xù)的劃槳動作，分析12次劃槳過程中艇身姿態(tài)參數(shù)、槳頻與艇速。12個劃槳周期的艇身姿態(tài)參數(shù)分別取平均值，代表一個采集點的姿態(tài)參數(shù)。

皮艇所受阻力是影響船速的一個重要因素。皮艇所受的阻力主要由空氣阻力、摩擦阻力、形狀阻力、興波阻力和碎波阻力組成。皮艇行駛中，隨著運動員的劃槳動作，皮艇周期性的上下仰俯和左右搖擺。皮艇的仰俯和搖擺改變了浸水面積和形狀阻力系數(shù)，進而影響皮艇水阻力，最終影響艇速。我們利用仰俯角和橫搖角分別反映皮艇的前后起伏和左右搖擺幅度。仰俯角對水阻力的影響較大，俯角大，意味著艇身前傾幅度大，浸水面積大，摩擦阻力和形狀阻力都會增大，導致水阻力增大。橫搖角主要反映船體的左右晃動幅度，橫搖角越大，艇身的晃動越大，意味運動員保持船體平衡的能力越差。

2.1 優(yōu)秀組不同階段仰俯角度變化規(guī)律

由表1可見：20 m測試點屬于起航段，該段一般耗時5～6秒，此時運動員體力充沛，以僅次于加速劃段的槳頻劃槳，此段的最大仰角、最大俯角和仰俯角3項指標也是僅次于加速劃段，說明運動員發(fā)力較狠，目的是盡快提高艇速，獲得一個理想的位置。100 m測試點屬于加速段，加速段一般耗時25～32 s，最快槳頻和艇速都出現(xiàn)在此段，平均仰俯角相較起航段略有提高，艇身的起伏進一步加大，反映運動員在劃槳時發(fā)力狠，力量大，為接下來的途中劃爭取一個比較有利的位次。250 m測試點屬于途中劃階段，艇速相比起航段和加速段有比較明顯的下降。此段是持續(xù)時間最長的一段，一般持續(xù)55～65 s。一般最低槳頻出現(xiàn)在此段，運動員通過加大劃槳幅度和劃槳深度來盡量維持艇速，爭取相對有利位置，為最后的沖刺積累充足的體能。此時糖酵解供能占主導地位，體內的乳酸含量較高，該段是運動員比較難受的階段，由槳葉施加到水中的動力處于相對較低的水平，因此艇身的起伏幅度會進一步降低。425 m測試點屬于沖刺劃段，此段的最大仰角、最大俯角和仰俯角3項指標是最小的，說明艇身的起伏相比較途中劃段進一步減小，說明運動員的體能已近極限，但為了獲得好名次，運動員會加快劃槳節(jié)奏，槳頻略有提升，艇速會盡量保持甚至略有回升，但相較最高艇速仍有較大差距。

通過前面的分析，發(fā)現(xiàn)仰俯角與艇速之間存在一定的聯(lián)系。仰俯角比較大時，對應的艇速也較快。船身的前后起伏主要由運動員的操槳動作造成，一個劃槳周期可分為抓水階段、動力階段和回槳前段和回槳后段[4]。抓水階段：從槳葉觸水到槳桿與水面垂直；動力階段：從槳桿與水面垂直直到槳葉完全出水；回槳前段：從槳葉完全出水到槳葉與水平面成180度；回槳后段：從槳葉與水平面成180度到槳葉再次觸水。動力階段，槳葉從與水面近乎垂直直到出水，槳葉施加最大動力，同時艇首下沉到最低點，產(chǎn)生最大俯角，水阻力達到最大。

馬祖常認為皮艇比賽過程中的船速與平均槳力具有高度正相關性,平均槳力是船速的最終決定因素[9]。而槳頻與船速之間的相關性則較為復雜,不相關、弱相關、低度相關、中度正相關和高度正相關都有例子存在[9]。而運動員施加在船槳上的槳力與艇身的仰俯角是相關聯(lián)的，施加的力越大，艇身的仰俯幅度越大。表1顯示，20 m測試點和425 m測試點的槳頻差不多，但艇速相差很大，艇速的差距主要是槳力的差距造成的，這種差距可以由仰俯角的不同反映出來，20 m測試點的最大仰角、最大俯角和仰俯角都顯著大于425 m測試點（P＜0.05）。由此可見，運動員全力劃槳盡管會增大最大俯角、最大仰角和仰俯角，進而增加水阻力，但同時也反映運動員施加的槳力在增加，產(chǎn)生的推進力也在增加，增加的動力與增加的阻力相比較，推進力增加得更多，幫助獲得更快的艇速。

表1 優(yōu)秀組不同階段皮艇測試指標一覽表

表2 普通組與優(yōu)秀組在不同階段皮艇姿態(tài)對比表

2.2 優(yōu)秀組不同階段橫搖角度變化規(guī)律

單人皮艇寬度只有51 cm，普通人僅僅坐在艇內都難以保持船艇的平衡，可運動員還要在艇內左右手交替完成劃槳動作，同時還需兩腳交替完成擺舵動作。運動員坐在艇內，用一支兩端都有槳葉的槳左右交替劃水。運動員完成劃槳動作過程中艇身會交替向艇的兩側傾斜，左側劃槳時艇身向右側傾斜，右側劃槳時向左側傾斜。由于皮艇運動員普遍存在左右手力量不均衡的情況，導致兩側的傾斜角度存在有規(guī)律單側幅度偏大的現(xiàn)象。如果是右手力量偏大，則會產(chǎn)生左傾角大于右傾角的情況，反之則會右傾角大于左傾角。我們將較大的傾角設為最大傾角，較小的傾角設為最小傾角。最小傾角加上最大傾角成為橫搖角，橫搖角越大，艇身左右晃動的幅度越大。由表1可以看出，20 m測試點代表起航段，此段橫搖角在四個階段中是最大的，意味著艇身的晃動幅度也是最大的。此段運動員體力充沛，為了盡快提高槳頻和艇速，運動員會全力以赴增加劃槳力量。100 m測試點代表加速劃段，此段槳頻往往加到最大，但皮艇的運行趨于穩(wěn)定，劃槳的力度相較起航略有下降，在這兩個因素的共同作用下，艇身的晃動幅度會有所減少。250 m測試點代表途中劃段，該段由于體能的快速下降，運動員很難維持在高槳頻下劃行，運動員往往會降低槳頻，加大劃距，減小劃槳力度，提高劃水效果等手段。與之相伴的是橫搖角降低到較低水平，意味著此時的艇身晃動幅度較小。425 m測試點代表沖刺段，此階段艇身的橫搖角最小，即艇身的晃動幅度最小。通過途中劃的調整，運動員肌肉工作能力得到部分恢復，此時運動員一般會提高槳頻進行沖刺，獲得較好的名次，但劃槳的力度很難有大幅提高。

2.3 優(yōu)秀組與普通組皮艇姿態(tài)的對比分析

由表2可見，四個采集點優(yōu)秀組的艇速明顯高于普通組，說明優(yōu)秀組水平高于普通組。四個采集點，優(yōu)秀組仰俯角都顯著高于普通組（P＜0.05），由此前分析，我們知道較大的仰俯角往往意味著操槳者施加給水的動力更大，雖然同時船艇所受的水阻力也會增加，但推進力增加得更多，從而幫助獲得更快的艇速。我們也發(fā)現(xiàn)在四個采集點，優(yōu)秀組橫搖角均顯著小于普通組（P＜0.05），說明優(yōu)秀組在行駛過程中艇身左右晃動的幅度小于普通組，顯示優(yōu)秀組皮艇運動員在控制船艇平衡能力上優(yōu)于普通組，行駛更加穩(wěn)定，穩(wěn)定的船體有利于運動員更流暢對水施加動力。

3 結論與建議

（1）優(yōu)秀組女子單人皮艇的槳頻、艇速、仰俯角和橫搖角在500m劃行中有階段性差異。在起航段和加速劃段，皮艇具有較大的俯角、仰角及橫搖角度，顯示艇身起伏和晃動幅度較大，指示運動員通過高槳頻和大槳力驅動皮艇獲得高速。在途中劃和沖刺劃段，皮艇具有較小的俯角、仰角和橫搖角，顯示艇身起伏和晃動幅度較小，反映運動員劃槳的力度在下降。

（2）在500 m全程劃中的四個階段，優(yōu)秀組的仰俯角大于普通組，顯示運動員施加的槳力更大，船艇阻力更大的同時能獲得更大動力；但船艇橫搖角小于普通組，意味著劃行更加穩(wěn)定，對皮艇的控制能力更強。

（3）優(yōu)秀女子單人皮艇運動員在劃行中艇身具有較大仰俯角和較小橫搖角的特征。

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G80

A

2095-2813(2017)08(a)-0223-02

10.16655/j.cnki.2095-2813.2017.22.223

魏薇（1981，10—），女，漢，湖北武漢人，碩士，助教，研究方向:運動人體科學。