女子单人皮艇（静水）船艇姿态特点的研究①

魏薇 赖寒

（山东体育学院 山东济南 250102）

女子单人皮艇（静水）船艇姿态特点的研究①

魏薇 赖寒

（山东体育学院 山东济南 250102）

利用船艇姿态测试分析系统，对女子单人皮艇（静水）500 m划行中皮艇姿态的变化规律进行分析。研究对象为女子皮艇运动员15名，包括国家健将级运动员3名，一级运动员4名，二级运动员8名。研究对象按照比赛强度完成500 m划行，选取第20 m，100 m，250 m，425 m四处为分析点, 分析指标包括艇身的仰俯角、横摇角、艇速和桨频等。在起航段和加速划段，皮艇具有较大的俯角、仰角及横摇角度，在途中划和冲刺划段，皮艇具有较小的俯角、仰角和横摇角，优秀女子单人皮艇运动员在划行中艇身具有较大仰俯角和较小横摇角的特征。

女子皮艇 姿态特点 仰俯角 横摇角 桨频

皮艇属于周期性动作结构水上运动项目，比赛时，运动员坐在艇内，面向前方，手持两头带桨叶的桨在皮艇的两侧轮流划动，并依靠脚操纵舵控制航向。当前有关静水皮艇项目的研究主要集中于划桨技术分析、竞速节奏分析以及体能评价与训练方法上，有关皮艇姿态与艇速关系的研究尚不多见。皮艇是在水面上进行的运动项目，艇身的俯仰和横向摇摆会影响水对船艇的阻力，进而影响船速。基于此，该研究从分析皮艇在划行中姿态的变化规律着手，研究皮艇行驶中姿态变化对船速的影响，进而为改进划船技术探索新思路。

1 研究对象和研究方法

1.1 研究对象

研究对象为女子皮艇运动员15名，包括健将级运动员3名，一级运动员4名，二级运动员8名。专项训练年限最长7年，最短两年。将健将级和一级运动员分为优秀组，8名二级运动员分为普通组。

1.2 研究方法

1.2.1 数据采集

15名测试对象以比赛的节奏与强度完成500 m划行，船艇姿态记录分析系统固定安装在皮艇背部，记录并存储艇身的姿态、航向、速度等参数。主要艇身姿态参数包括最大俯角、最大仰角、仰俯角、最大倾角、最小倾角和横摇角。船艇姿态记录分析系统由青岛海利华公司提供。

1.2.2 统计方法

2 结果与分析

皮划艇比赛的阶段划分，国内外研究人员有不同观点，但在起航、加速、途中划和冲刺这个基本竞速结构的构成上基本得到研究人员的认可。该文的划分方法是：500 m皮艇项目由起航(0～25 m)、 加速划(25～150 m)、途中划(150～420 m)与冲刺(420～500 m)四个阶段构成[3]。

该研究选取第20m，100 m，250 m，425 m四处为分析点, 分别代表起航阶段，加速划阶段，途中划阶段和冲刺阶段。考虑到左右桨交替划桨，以及划桨动作的波动性，从每个分析点开始截取12个连续的划桨动作，分析12次划桨过程中艇身姿态参数、桨频与艇速。12个划桨周期的艇身姿态参数分别取平均值，代表一个采集点的姿态参数。

皮艇所受阻力是影响船速的一个重要因素。皮艇所受的阻力主要由空气阻力、摩擦阻力、形状阻力、兴波阻力和碎波阻力组成。皮艇行驶中，随着运动员的划桨动作，皮艇周期性的上下仰俯和左右摇摆。皮艇的仰俯和摇摆改变了浸水面积和形状阻力系数，进而影响皮艇水阻力，最终影响艇速。我们利用仰俯角和横摇角分别反映皮艇的前后起伏和左右摇摆幅度。仰俯角对水阻力的影响较大，俯角大，意味着艇身前倾幅度大，浸水面积大，摩擦阻力和形状阻力都会增大，导致水阻力增大。横摇角主要反映船体的左右晃动幅度，横摇角越大，艇身的晃动越大，意味运动员保持船体平衡的能力越差。

2.1 优秀组不同阶段仰俯角度变化规律

由表1可见：20 m测试点属于起航段，该段一般耗时5～6秒，此时运动员体力充沛，以仅次于加速划段的桨频划桨，此段的最大仰角、最大俯角和仰俯角3项指标也是仅次于加速划段，说明运动员发力较狠，目的是尽快提高艇速，获得一个理想的位置。100 m测试点属于加速段，加速段一般耗时25～32 s，最快桨频和艇速都出现在此段，平均仰俯角相较起航段略有提高，艇身的起伏进一步加大，反映运动员在划桨时发力狠，力量大，为接下来的途中划争取一个比较有利的位次。250 m测试点属于途中划阶段，艇速相比起航段和加速段有比较明显的下降。此段是持续时间最长的一段，一般持续55～65 s。一般最低桨频出现在此段，运动员通过加大划桨幅度和划桨深度来尽量维持艇速，争取相对有利位置，为最后的冲刺积累充足的体能。此时糖酵解供能占主导地位，体内的乳酸含量较高，该段是运动员比较难受的阶段，由桨叶施加到水中的动力处于相对较低的水平，因此艇身的起伏幅度会进一步降低。425 m测试点属于冲刺划段，此段的最大仰角、最大俯角和仰俯角3项指标是最小的，说明艇身的起伏相比较途中划段进一步减小，说明运动员的体能已近极限，但为了获得好名次，运动员会加快划桨节奏，桨频略有提升，艇速会尽量保持甚至略有回升，但相较最高艇速仍有较大差距。

通过前面的分析，发现仰俯角与艇速之间存在一定的联系。仰俯角比较大时，对应的艇速也较快。船身的前后起伏主要由运动员的操桨动作造成，一个划桨周期可分为抓水阶段、动力阶段和回桨前段和回桨后段[4]。抓水阶段：从桨叶触水到桨杆与水面垂直；动力阶段：从桨杆与水面垂直直到桨叶完全出水；回桨前段：从桨叶完全出水到桨叶与水平面成180度；回桨后段：从桨叶与水平面成180度到桨叶再次触水。动力阶段，桨叶从与水面近乎垂直直到出水，桨叶施加最大动力，同时艇首下沉到最低点，产生最大俯角，水阻力达到最大。

马祖常认为皮艇比赛过程中的船速与平均桨力具有高度正相关性,平均桨力是船速的最终决定因素[9]。而桨频与船速之间的相关性则较为复杂,不相关、弱相关、低度相关、中度正相关和高度正相关都有例子存在[9]。而运动员施加在船桨上的桨力与艇身的仰俯角是相关联的，施加的力越大，艇身的仰俯幅度越大。表1显示，20 m测试点和425 m测试点的桨频差不多，但艇速相差很大，艇速的差距主要是桨力的差距造成的，这种差距可以由仰俯角的不同反映出来，20 m测试点的最大仰角、最大俯角和仰俯角都显著大于425 m测试点（P＜0.05）。由此可见，运动员全力划桨尽管会增大最大俯角、最大仰角和仰俯角，进而增加水阻力，但同时也反映运动员施加的桨力在增加，产生的推进力也在增加，增加的动力与增加的阻力相比较，推进力增加得更多，帮助获得更快的艇速。

表1 优秀组不同阶段皮艇测试指标一览表

表2 普通组与优秀组在不同阶段皮艇姿态对比表

2.2 优秀组不同阶段横摇角度变化规律

单人皮艇宽度只有51 cm，普通人仅仅坐在艇内都难以保持船艇的平衡，可运动员还要在艇内左右手交替完成划桨动作，同时还需两脚交替完成摆舵动作。运动员坐在艇内，用一支两端都有桨叶的桨左右交替划水。运动员完成划桨动作过程中艇身会交替向艇的两侧倾斜，左侧划桨时艇身向右侧倾斜，右侧划桨时向左侧倾斜。由于皮艇运动员普遍存在左右手力量不均衡的情况，导致两侧的倾斜角度存在有规律单侧幅度偏大的现象。如果是右手力量偏大，则会产生左倾角大于右倾角的情况，反之则会右倾角大于左倾角。我们将较大的倾角设为最大倾角，较小的倾角设为最小倾角。最小倾角加上最大倾角成为横摇角，横摇角越大，艇身左右晃动的幅度越大。由表1可以看出，20 m测试点代表起航段，此段横摇角在四个阶段中是最大的，意味着艇身的晃动幅度也是最大的。此段运动员体力充沛，为了尽快提高桨频和艇速，运动员会全力以赴增加划桨力量。100 m测试点代表加速划段，此段桨频往往加到最大，但皮艇的运行趋于稳定，划桨的力度相较起航略有下降，在这两个因素的共同作用下，艇身的晃动幅度会有所减少。250 m测试点代表途中划段，该段由于体能的快速下降，运动员很难维持在高桨频下划行，运动员往往会降低桨频，加大划距，减小划桨力度，提高划水效果等手段。与之相伴的是横摇角降低到较低水平，意味着此时的艇身晃动幅度较小。425 m测试点代表冲刺段，此阶段艇身的横摇角最小，即艇身的晃动幅度最小。通过途中划的调整，运动员肌肉工作能力得到部分恢复，此时运动员一般会提高桨频进行冲刺，获得较好的名次，但划桨的力度很难有大幅提高。

2.3 优秀组与普通组皮艇姿态的对比分析

由表2可见，四个采集点优秀组的艇速明显高于普通组，说明优秀组水平高于普通组。四个采集点，优秀组仰俯角都显著高于普通组（P＜0.05），由此前分析，我们知道较大的仰俯角往往意味着操桨者施加给水的动力更大，虽然同时船艇所受的水阻力也会增加，但推进力增加得更多，从而帮助获得更快的艇速。我们也发现在四个采集点，优秀组横摇角均显著小于普通组（P＜0.05），说明优秀组在行驶过程中艇身左右晃动的幅度小于普通组，显示优秀组皮艇运动员在控制船艇平衡能力上优于普通组，行驶更加稳定，稳定的船体有利于运动员更流畅对水施加动力。

3 结论与建议

（1）优秀组女子单人皮艇的桨频、艇速、仰俯角和横摇角在500m划行中有阶段性差异。在起航段和加速划段，皮艇具有较大的俯角、仰角及横摇角度，显示艇身起伏和晃动幅度较大，指示运动员通过高桨频和大桨力驱动皮艇获得高速。在途中划和冲刺划段，皮艇具有较小的俯角、仰角和横摇角，显示艇身起伏和晃动幅度较小，反映运动员划桨的力度在下降。

（2）在500 m全程划中的四个阶段，优秀组的仰俯角大于普通组，显示运动员施加的桨力更大，船艇阻力更大的同时能获得更大动力；但船艇横摇角小于普通组，意味着划行更加稳定，对皮艇的控制能力更强。

（3）优秀女子单人皮艇运动员在划行中艇身具有较大仰俯角和较小横摇角的特征。

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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，汉，湖北武汉人，硕士，助教，研究方向:运动人体科学。