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Kennzahl für die Schwimmtechnik

1. April 2008

Swimming Stroke Mechanics Parameter

1 April 2008

Richard Quick erklärt seinen Stanford-Schwimmerinnen die Grundregeln für die gute Schwimmtechnik: Körperhaltung (Posture/In-Line), Schweben (Balance) und Vortrieb (Propulsion).

Von / By Felix K. Gmünder

© Felix Gmünder, limmatsharkszürich

Einleitung

Schwimmen ist eine technisch sehr anspruchsvolle Sportart, und ein grosser Teil des Trainings wird deshalb der Verbesserung der Schwimmtechnik gewidmet.

Wie kann die Qualität der Schwimmtechnik überhaupt bestimmt werden?

Der beste Messwert ist die Zuglänge, bzw. die Anzahl Züge, die bei einer bestimmten Geschwindigkeit pro Bahnlänge benötigt werden.

Die Zuglänge eines Schwimmers exakt zu messen ist schwierig; man würde dafür eine Videoaufzeichnung und -auswertung in einem vermessenen Schwimmbecken benötigen. Die Anzahl Züge pro Bahn zu zählen ist zwar ungenau, vor allem auf der kurzen Bahn, einerseits weil die Dauer der Gleitphase nach dem Abstossen nicht immer gleich lang ist, und andererseits die Zuglänge auch von der Schwimmgeschwindigkeit und dem Ermüdungsgrad abhängt. Mit zunehmender Geschwindigkeit und Ermüdung nimmt der "Schlupf" zu, d.h. man benötigt mehr Züge pro Bahn.

Dennoch ist für eine einfache Beurteilung der Qualität die Kennzahl der Anzahl Züge genügend genau, vor allem dann, wenn eine 50-m-Bahn zur Verfügung steht und die Gleitphase, die Schwimmgeschwindigkeit und der Ermüdungsgrad immer gleich bleiben. Eine genaue Methodik wird unten beschrieben.

Bei einer Verbesserung der Schwimmtechnik werden pro Bahnlänge weniger Züge benötigt; dies gilt für alle vier Schwimmlagen. Die Technik hat sich aber auch dann verbessert, wenn mit der gleichen Anzahl Züge schneller geschwommen werden kann.

Im Training sollte man sich angewöhnen, die Anzahl Züge pro Bahn zu zählen und beispielsweise darauf zu achten, dass diese in Serien nicht zunimmt (der Ermüdung trotzen).

Genaue Messung der Zuglänge für die Technikkontrolle

Die genaue Zuglänge kann mit Hilfe der Schwimmgeschwindigkeit und Zugfrequenz über eine bekannte Distanz berechnet werden (Maw und Volkers 1996), wie im Folgenden gezeigt wird.

  1. Der Test besteht aus einer Serie von 7 x 50 m, die in einem 2 Minuten Intervall in einem 50-m-Becken geschwommen werden. Die Schwimmer schwimmen ihre Hauptlage.
  2. Die erwünschte Zeit für die 50er wird wie folgt bestimmt: Der langsamste, erste 50 er wird etwa 12 Sekunden langsamer geschwommen als die vermutete Tagesbestzeit. Jeder nachfolgende 50er wird nach Möglichkeit 2 Sekunden schneller geschwommen als der vorhergehende, bis zum letzten, siebenten in der vermuteten Tagesbestzeit. Meistens schwimmt man den ersten 50er zu schnell.
  3. Es wird von der Wand abgestossen.
  4. Mithilfe von zwei Trainingsuhren an jedem Beckenende wird alle 2 Minuten gestartet.
  5. Die Zugfrequenz ZF und -länge ZL wird für jeden 50er wie folgt berechnet:
    • Messung der Schwimmzeit über die 40-m-Strecke zwischen den Rückenwendeflaggen auf die Zehntelsekunde (Start bzw. Stoppen der Zeitmessung beim Passieren des Kopfes). Ungefähr bei der 15-m- und 35m-Marke wird die Dauer von 3 Schwimmzyklen gestoppt (Zyklusbeginn z.B. beim Eintauchen einer Hand; Bei Brustschwimmern ist es einfacher, das Auftauchen des Kopfes als Beginn eines Zyklus zu verwenden).
    • Die Zugfrequenz (Zyklen pro Minute) beträgt: ZF = (60 x 3)/(Zeit für die drei Zyklen in Sekunden). Alternativ kann eine Stoppuhr mit Zugfrequenzmessfunktion verwendet werden.
    • Wenn beispielsweise für 3 Zyklen 4.25 Sekunden benötigt werden, beträgt die Zugfrequenz ZF = (60 x 3)/4.25 = 42.4 Zyklen pro Minute.
    • Für die Zugfrequenz bei einem 50er wird der Durchschnittswert der Messungen bei 15 und 35 m verwendet.
    • Die Zuglänge berechnet sich aus der Schwimmgeschwindigkeit geteilt durch die Zugfrequenz: ZL = (V x 60) / ZF. V x 60 ergibt die Schwimmgeschwindigkeit in Metern pro Minute; V berechnet sich als 40 m / benötigte Zeit in Sekunden.
  6. Die Werte für die Zuglängen für die sieben 50er werden in einem x-y-Diagramm grafisch aufgetragen: Auf der y-Achse die Zuglängen, auf der x-Achse die Schwimmgeschwindigkeit. Die mehr oder weniger gerade Linie fällt in der Grafik von oben links nach unten rechts ab.
  7. Eine Verbesserung der Schwimmtechnik erkennt man entweder daran, dass bei Messungen etwa in monatlichem Abstand die Zuglänge bei gleicher Geschwindigkeit zunimmt (Die Kurve rutscht nach oben), oder die Geschwindigkeit bei gleichbleibender Zuglänge zunimmt (Kurve rutscht nach rechts). Idealerweise verläuft die Kurve wie eine Gerade, wie die in der Grafik vom 5. August..
  8. Eine gute Technik sollte vom langsamsten bis zum schnellsten 50er beibehalten werden. Gute Schwimmer können ihre Technik bis zum schnellsten 50er kontrollieren, bei schlechteren Schwimmern fällt die Technik "auseinander", was sich in einem Knick in der Kurve nach unten bemerkbar macht; ab diesem Knickpunkt wird die Technik ineffizient (siehe Grafik, Testergebnis vom 4. Februar).

Introduction

Swimming is a technically demanding sport and a substantial proportion of the training is devoted to the improvement of a swimmer's technique.

How can you determine the quality of stroke mechanics?

The best parameter is distance per stroke (stroke length) or the number of strokes a swimmer needs per lap at a given swimming speed.

It is difficult to measure distance per stroke in practise. You would need to video record the swimmer in a pool with marks. Counting the number of strokes per lap is inaccurate, in particular in a short course pool. On the one hand the duration of travelling under water after the push-off can vary, on the other hand swimming speed and fatigue also affect stroke length. With increasing velocity and exhaustion "slippage" increases, which means the number of strokes per lap gets higher.

Nevertheless, for a simple evaluation of the stroke mechanics' quality, the number of strokes per lap is accurate enough, in particular if the swimmer uses a long course pool and can control travelling distance after push-offs, his or her swimming speed, and the degree of exhaustion. For an exact method to determine stroke length see below.

With improving quality less strokes per lap are needed. This applies to all four strokes. On the other hand, the swimmer's technique has improved if he or she can swim faster with the same number of strokes per lap.

When training, swimmers should always count the number of strokes per lap and make sure that they don't increase in a series even if one becomes exhausted.

Method to determine distance per stroke to monitor swimming technique

Distance per stroke can be calculated from velocity and stroke rate by recording stroke characteristics over a known distance in the pool (Maw and Volkers 1996), and this method is described in the following section.

  1. The protocol for this test is 7 x 50m swims on a 2min cycle. All swimmers use their main stroke. A 50 m pool is mandatory for this test.
  2. The target times for the test are determined as follows. The slowest swim (ie swim no. 1) is undertaken approximately 12s slower than the predicted best time on the day. Each of the following swims is then undertaken approximately 2s faster than the preceding swim, until the seventh and final (and maximal effort) swim is completed. A common mistake is for the swimmer to start too fast on the first swim.
  3. All swims utilise a push start.
  4. Using a pace clock at each end, the starting time is every 2 minutes.
  5. Record stroke rate and distance per stroke for each repeat using the following procedures:
    • The time to swim between the backstroke turn flags is taken with a stopwatch (to a tenth of a second). Timing the head as it goes through the 5 and 45 m points is recommended as the best method to record the time taken. At approximately the 15m mark (ie within the first 25m segment) and the 35 m mark (ie within the second 25m segment) three complete stroke cycles are recorded. The swimmer must be surfaced from their push start by the 5m point to accurately take these measurements.
    • Stroke rate (strokes.min-1) is measured using the base three stroke rate facility on the stopwatch. The stopwatch is started as the swimmer's hand enters the water to commence a stroke. For breaststroke, it is often easier to use the point where the head comes up rather than the hand entry. At the completion of three complete stroke cycles, the stopwatch is stopped as the same hand enters the water for the fourth time. Alternatively the stroke cycles can be timed and stroke rate calculated using the equation (Maw and Volkers 1996):
    • SR = (60 x 3) / time for three strokes (seconds)
    • For example, if three consecutive strokes takes 4.25s, then SR = (60 x 3) / 4.25 = 42.4 strokes/min.
    • The average of the two stroke rates (ie at the 15 and 35m points) is used to represent the stroke rate for that swim.
    • Distance per stroke is calculated using the equation DPS = (V x 60) / SR (strokes per minute) which converts the units from strokes per second to strokes per minute.
  6. Plot on a graph distance per stroke (y-axis) against swimming speed (x-axis).
  7. Swimming technique gets better either when DPS increases with constant speed (the graph moves up) or when speed increases with constant DPS (graph moves to the right). Ideally, the graph is more or less linear (monthly checking) as the one of 5 August in the graph below.
  8. It is desirable for good technique to be maintained from the slowest to fastest swim. Better performed swimmers are able to 'hold their stroke together' at the fastest speeds while less-skilled performers lose control evidenced by non-linear changes in distance per stroke. Inspection of the graph should indicate the speed at which control of stroke mechanics starts to deteriorate (see graph test result of 4 February).
Der Verlauf der Kurve vom 4. Februar beginnt ab einer Geschwindigkeit zwischen 92 und 98 m/min nach unten abzuknicken, d.h. die Technik wird ab dieser Geschwindigkeit ineffizient. Ein halbes Jahr später ist der Schwimmer nicht nur in der Lage, mit gleicher Zuglänge schneller zu schwimmen, sondern die Kurve verläuft fast linear, was auf eine verbesserte Technik hinweist. The graph of 4 February begins to drop between a velocity of 92 and 98 m/min, which means that the technique starts to deteriorate at this swimming speed. Half a year later, not only is the swimmer able to swim faster with the same distance per stroke, but the graph is almost linear over the full range, which indicates an improved swimming technique.
 
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