Основы техники спортивных способов плавания. О. Б. Галеева
в общем, гидродинамическом, сопротивлении возрастает с увеличением скорости. При скорости меньше 2 м/с доля волнового сопротивления составляет порядка 10–15 %, на скоростях более 2 м/с эта доля возрастает до 25 % и выше. При выполнении гребковых движений положение тела пловца непрерывно меняется, что также сказывается на волнообразовании, увеличивая его. Неблагоприятное влияние волнообразования проявляется еще и в том, что если скорость пловца по каким-то причинам меняется, например, замедляется, волны уходят вперед, отражаются от стенки бассейна и движутся навстречу, создавая дополнительное сопротивление. Аналогичная картина наблюдается, если два пловца плывут рядом с различной скоростью.
Ряд исследователей высказывают мнение, что именно волновое сопротивление является лимитирующим фактором, ограничивающим скорость плавания.
Сопротивление трения. Возникновение сопротивления трения обусловлено вязкостью воды и проявляется в слоях непосредственно прилегающих к телу. Этот прилегающий к телу слой воды получил название пограничного слоя (рис. 8). У поверхности тела частицы воды движутся с той же скоростью, что и тело. По мере удаления от тела скорость движения частиц воды снижается до 0 м/с. Если частицы воды движутся, не смешиваясь, без завихрений, то такой вид течения жидкости в пограничном слое называется ламинарным. Если слои воды смешиваются, то образуются завихрения – такой вид течения жидкости в пограничном слое называется турбулентным. В турбулентном слое тело испытывает большее сопротивление, чем в ламинарном.
Рис. 8. Схема обтекаемого сигарообразного тела в водном потоке
Все способы уменьшения сопротивления трения в спортивном плавании сводятся к возможно большей обтекаемости ламинарным потоком в пограничном слое:
• сглаживание выступов и неровностей на теле и в купальном костюме;
• использование купального костюма с минимальными показателями шероховатости;
• фиксация положения туловища, так как всякого рода качания тела способствуют возникновению поперечных течений и возмущений пограничного слоя [12].
В момент смены ламинарного потока турбулентным происходит скачкообразное увеличение сопротивления. Для различных тел скорость, при которой один вид течения жидкости вблизи тела сменяется другим, будет различна. Эта скорость получила название критической и зависит она от ряда факторов: формы, площади, поверхности, шероховатости и т. п.
Сопротивление вихреобразования. Сопротивление вихреобразования обусловливается вязкостью жидкости. Величина сопротивления вихреобразования во многом обусловлена формой тела. Поэтому сопротивление вихреобразования иногда называют сопротивлением формы.
При обтекании тела потоком на задней кромке возникают обратные течения. Отрываясь, течения образуют завихрения (гидродинамический след). В области завихрений давление существенно снижается, возникает разница давлений на передней и задней поверхности тела (рис. 9).
Рис. 9. Зависимость