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Schwimmverein Limmat Zürich



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Schwimmgeschwindigkeit und Zuglänge

Von Felix Gmünder
1. Juli 2005

Swimming Speed and Stroke Length

By Felix Gmünder
1 Juli 2005


© Felix Gmünder, Schwimmverein Limmat Zürich.


Zusammenfassung

Um die Schwimmgeschwindigkeit im sub-maximalen, aeroben Bereich zu halten oder zu steigern, erhöhen gute Schwimmer in der Regel die Zuglänge bei konstanter Zugfrequenz.

Beim Überschreiten des maximalen Laktat-Steady-States nimmt die Zuglänge aber ab und die Zugfrequenz zu.

Das maximale Laktat-Steady-State bedeutet nicht nur einen physiologischen, sondern auch einen biomechanischen Schwellenwert, über dem die Zuglänge beeinträchtigt wird.

Die Gründe für die Abnahme der Zuglänge sind vermutlich die Ermüdung und die mangelnde Kraft, um bei hoher Schwimmgeschwindigkeit mit niedriger Frequenz zu schwimmen.

Die Autoren empfehlen den Trainern, bei ihren Schwimmerinnen und Schwimmern die Zuglänge und physiologische Messgrössen bei hohen Geschwindigkeiten auszuwerten. Es sollte oft langsam geschwommen werden mit dem Ziel, die Zuglänge zu verlängern. Die Schwimmer sollten versuchen, die Zuglänge im Bereich der maximalen aeroben Geschwindigkeit und darüber konstant zu halten.

Quelle: Dekerle J, Nesi X, Lefevre T, Depretz S, Sidney M, Marchand FH, Pelayo P.: Stroking parameters in front crawl swimming and maximal lactate steady state speed. Int J Sports Med. 2005 Jan-Feb;26(1):53-8.

Abstract

In order to maintain or increase swimming velocity in the sub-maximal, aerobic range, good swimmers increase their stroke length, keeping their stroke frequency constant.

Stroke length decreases when swimmers swim faster than the maximal lactate steady state swimming speed, and stroke frequency increases.

The maximal lactate steady state not only represents a physiological limit but also a biomechanical boundary beyond which the stroke length becomes compromised.

The reasons behind the decreasing stroke length most likely are muscle fatigue and declined ability to develop the force necessary to swim at high speed with low stroke frequency.

The authors recommend that coaches should examine stroke lengths and physiological parameters at high swimming speeds. Swimmers should take considerable time to swim at low speeds to improve their stroke lengths. They should try to keep the stroke length constant when swimming at maximal aerobic speed or above.

Source: Dekerle J, Nesi X, Lefevre T, Depretz S, Sidney M, Marchand FH, Pelayo P.: Stroking parameters in front crawl swimming and maximal lactate steady state speed. Int J Sports Med. 2005 Jan-Feb;26(1):53-8.

Ideale Verhältnisse fürs Techniktraining? © Limmat-Nixen Zürich

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1. Einleitung

Beim Menschen hängt die Schwimmgeschwindigkeit von der Zuglänge und der Zugfrequenz ab. Unter Zuglänge versteht man, wie weit der Körper mit einem Armzugzyklus nach vorne bewegt wird. Die Zugfrequenz bedeutet die Anzahl Armzugzyklen pro Minute (B.G. Hay: Swimming biomechanics, a brief review. Swimming Technique 9:15-21 (1983).

Bereits 1979 zeigten Craig und Pendergast (Med Sci Sports Exerc 11:278-283), dass Schwimmer eine bestimmte, vorgegebene Schwimmgeschwindigkeit mit der Variation der Frequenz oder der Zuglänge erreichen können. Allerdings wurden diese Tests nur über 25 Yards durchgeführt, d.h. es waren, abgesehen im Bereich der maximalen individuellen Sprintgeschwindigkeit, keine metabolischen Grenzen vorhanden. Craig und Pendergast (1979) vermuteten, dass sich die Ermüdung über längere Strecken durch eine Abnahme der Zuglänge und damit der Schwimmgeschwindigkeit bemerkbar macht. Die Qualität der Schwimmtechnik ist nicht nur von biomechanischen, sondern auch von physiologischen Faktoren abhängig.

Dekerle et al. (2005) untersuchten genau diese Frage, ob und wie sich die Zuglänge bei Strecken ab 200 Metern beim Übergang vom submaximalen, aeroben in den maximalen Bereich ändert.

Dekerle et al. (2005) gingen davon aus, dass nahe der maximalen Schwimmgeschwindigkeit die Zuglänge ermüdungsbedingt oder mangels Kraft abnimmt.

Als Schwellenwert für die Beeinträchtigung der Schwimmtechnik wurde die Geschwindigkeit, bei der sich im Blut noch ein Laktat-Steady-State einstellt, postuliert (VMLSS). VMLSS ist das moderne Konzept für die anaerobe Schwelle.

2. Methodisches Vorgehen

Die Untersuchung wurde mit einer homogenen Gruppe von elf gut trainierten Schwimmern durchgeführt (100 bis 200 Meter Wettkampfdistanz). Die maximale aerobe Geschwindigkeit wurde in einem 400-m-Rennen gemessen. VMLSS wurde mit vier 30-Minuten-Tests bei 75%, 80%, 85% und 90% der maximalen aeroben Geschwindigkeit bestimmt. Bei diesen Tests wurden auch immer die Zuglängen gemessen, um die Geschwindigkeit zu bestimmen, bei der die Zuglänge abnimmt.

Die Ergebnisse eines typischen Schwimmers werden gezeigt (Abb. 1 und 2). Die Schlussfolgerungen und Empfehlungen basieren auf statistisch signifikanten Resultaten.

3. Ergebnisse

In Abbildung 1 wird gezeigt, wie die Blut-Laktatkonzentration von der Schwimmgeschwindigkeit abhängt. Beim in Figur 1 gezeigten Schwimmer liegt VMLSS bei 85% der maximalen Geschwindigkeit.

In Abbildung 2 werden die Abhängigkeit der Zuglänge von der Geschwindigkeit (obere Kurve, rechte Skala) und die prozentualen Änderungen der Zuglänge (untere Kurve) gezeigt.

Bei diesem Schwimmer sieht man, dass die Zuglänge bei 85% der maximalen Geschwindigkeit deutlicher abzufallen beginnt. 85% MAS bedeutet bei diesem Schwimmer auch VMLSS (s. Figur 1).

1. Introduction

Swimming speed of humans is given by stroke length and frequency. By stroke length the distance the body is displaced during one stroke cycle is meant. By stroke frequency the number of stroke cycles per minute is meant (B.G. Hay: Swimming biomechanics, a brief review. Swimming Technique 9:15-21 (1983).

Already in 1979 Craig and Pendergast (Med Sci Sports Exerc 11:278-283) showed that swimmers can reach a given swimming speed by varying stroke frequency or stroke length. They tested swimmers swimming 25 yards, which did not limit speed physiologically except when sprinting. Craig and Pendergast (1979) concluded, that swimming longer distances would result in increased fatigue which could affect stroke length and thus swimming speed. The quality of swimming technique is affected not only by biomechanical but by physiological factors too.

Dekerle et al. (2005) investigated the question if and how stroke length at distances longer than 200 metres at the transition from sub-maximal, aerobic to the maximal swimming velocity changes.

Dekerle et al. (2005) assumed that stroke length deteriorates close to maximal swimming velocity because of muscle fatigue or lack of force.

It was found that the boundary above which swimming technique starts to deteriorate is the maximal lactate steady state swimming speed, SMLSS. SMLSS is the modern concept of what formerly was referred to as the anaerobic threshold.

2. Methods

The tests were made using a homogeneous group of eleven well trained swimmers (100 to 200 m competitors). Maximal aerobic speed was determined in an all-out race over 400 metres. SMLSS was determined in four 30-minutes tests at 75%, 80%, 85%, and 90% of the maximal aerobic speed. During each test, the stroke lengths were measured to find the speed when the stroke length starts to shorten.

The results of one typical swimmer are shown (Fig. 1 and 2). The conclusions and recomendations are based on statistically significant findings.

3. Results

Figure 1 shows how the blood lactate concentration depends on swimming velocity. The swimmer shown has a SMLSS at 85% of his maximal aerobic speed.

Figure 2 shows the dependence of stroke length (upper graph, right hand axis) and percent of stroke length change (lower graph, left hand axis) from swimming speed.

It can be seen that this swimmer's stroke length starts to deteriorate more markedly above 85% MAS. 85% MAS is this swimmer's SMLSS (s. Figure 1).

Abb. 1. Verlauf der Blut-Laktatkonzentration bei einem typischen Schwimmer bei den vier 30 Minutentests im submaximalen Bereich mit konstanter Geschwindigkeit. Bei diesem Schwimmer befindet sich die VMLSS bei 85% der maximalen aeroben Schwimmgeschwindigkeit MAS.

Fig. 1. Blood lactate concentration in a typical swimmer during the four 30-min submaximal constant speed tests. This swimmer's SMLSS is 85% of his MAS.

 

 

Abb. 2. Abhängigkeit der Zuglänge von der Schwimmgeschwindigkeit (obere Kurve, Skala rechts) und prozentuale Änderungen der Zuglänge (untere Kurve, Skala links) bei einem ausgewählten Schwimmer.

Fig. 2. Dependence between stroke length (top curve, right axis), percentual change of stroke length (lower curve, left axis) and swimming speed for one typical swimmer.

 

 

4. Schlussfolgerungen und Empfehlung

Das wichtigste Resultat dieser Studie ist, dass die Geschwindigkeit beim maximalen Laktat-Steady-State praktisch identisch mit der Geschwindigkei ist, bei der die Zuglänge deutlich abzunehmen beginnt. Das bedeutet, dass die Züge eines Schwimmers deutlich kürzer werden, wenn er versucht, längere Zeit schneller als seine VMLSS zu schwimmen. Die Zuglänge kann nur bei langsamen, aeroben Geschwindigkeiten hoch und konstant gehalten werden.

Diese Beobachtung stimmt mit in anderen zyklischen Sportarten wie Laufen oder Radfahren gemessenen Ergebnissen überein, nämlich dass die Ermüdung zu höheren Frequenzen und/oder kürzeren Schritten führt. Beispielsweise werden in 3000-m-Läufen die Schritte bei den meisten Läufern auf der letzten Runde auch dann kürzer, wenn die Geschwindigkeit nicht zunimmt. Auch im Radfahren nehmen die selbst gewählten Kadenzen im Verlaufe eines Rennens zu.

Die Autoren empfehlen den Trainern, bei ihren Schwimmerinnen und Schwimmern die Zuglänge und physiologische Messgrössen bei hohen Geschwindigkeiten auszuwerten. Es sollte oft langsam geschwommen werden mit dem Ziel, die Zuglänge zu verlängern und mit zunehmender Geschwindigkeit konstant zu halten, vor allem im Bereich der MAS und darüber.

4. Conclusions and Recommendation

The most important finding is that the speed of maximal lactate steady state is almost identical to the velocity at which the stroke length starts to drop more markedly. This means that swimming faster than the personal SLMSS entails shorter stroke lengths. High stroke lengths can only be maintained for a prolonged time at slow, aerobic speeds.

This observation goes in parallel with results found in other cyclic sports disciplines such as running or cycling where fatigue entails higher frequencies and/or shorter strides. For instance, 3000 m runner's strides get shorter during the last lap, even if the running speed does not change. Cyclists tend to choose faster cadences during races.

The authors recommend that coaches should examine stroke lengths and physiological parameters at high swimming speeds. Swimmers should take considerable time to swim at low speeds to improve their stroke lengths. They should try to keep the stroke length constant when swimming at maximal aerobic speed or above.


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