A gyorsúszóknak például magától értetődőnek tűnhet, hogy ha ujjaikat összeszorítják, és kis kupolát képeznek a kezükből, nagyobb erőt tudnak kifejteni, mintha nyitott ujjakkal kanalaznák a vizet.
Adrian Bejan, a Duke Egyetem gépészmérnök professzora szerint azonban nem ez a helyzet. Ő és kollégái az állatok mozgását modellezve megmérték, pontosan mekkora erőt fejtenek ki a széttárt ujjak a vízre. Vizsgálataik szerint körülbelül 50 százalékkal nagyobb erőt lehet kifejteni, ha az ujjak az átmérőjük egyötöde és kétötöde közti távolságra nyitva vannak, mintha teljesen össze vannak zárva.
Ennek oka az úgy nevezett határréteg: amikor az enyhén nyitott ujjak vízzel érintkeznek, egy viszkózus réteg keletkezik rajtuk, ami nem folyik keresztül az ujjakon, hanem hozzájuk tapad és így növeli a erőkifejtés felületét. Ahogy egy szélesebb evezővel is jobban lehet evezni, úgy a kissé szétnyitott ujjakkal is jobban lehet szelni a vizet. A nagyobb erőkifejtés jobban előre és felfelé húzza az úszót, ami azért hasznos, mert minél kevesebb testfelület érintkezik a vízzel, annál kisebb az úszó testének ellenállása.
A legjobb karpozicionálásról is erősen megoszlanak a vélemények mind a gyors-, mind a hátúszás tekintetében. A hagyományos proppelerszerű evezős technikát egyre inkább felváltja a kanalazó mélymerítős módszer, ami gyorsabb haladást tesz lehetővé, de jóval fárasztóbb. A hagyományos propelleres technika során az úszó olyan magasra emelkedik a víz felé, amennyire csak tud, majd karját függőlegesen, egy S betűt leírva először teste felé, majd attól ellenkező irányban mozgatja.
”A kar behajlítva marad, miközben a kéz, a vállal egy vonalban beleér a vízbe, majd a test közepe felé mozog, majd újra kiemelkedik a vízből” - magyarázza Rajat Mittal, a Johns Hopkins Egyetem gépészmérnök professzora. A propeller mindig a mozgás irányára merőlegesen mozog és ez tolja előre az úszót. A mélymerítős módszer ezzel szemben az evezést veszi alapul, ahol a karok az erőt a mozgás irányára párhuzamosan fejtik ki.
Mittal professzor és Alfred von Loebbecke amerikai profi úszók víz alatti videóit megfigyelve egy animációs program segítségével modellezte az úszók karjait és megmérték az általuk kifejtett erőt.
”Vizsgálataink szerint a mélymerítéses technika sokkal hatékonyabb és célravezetőbb, mint a propelleres úszás” - nyilatkozta Mittal professzor. Hátúszásban az úszók 18 százalékkal nagyobb erőt tudnak kifejteni a kanalazós módszerrel, mint a propelleres technikával. Onnantól az extra sebesség mértéke már csak az adott úszó erőnlétén és technikáján múlik. Ez persze nem azt jelenti, hogy a hagyományos módszert nyugdíjba kellene küldeni, hiszen például a nagyobb távokat úszóknak sokkal inkább ajánlott. A rövidtávúszók, mint Michael Phelps azonban inkább a kanalazós módszert alkalmazzák.
Mittal a rajt- és fordulástechnikákat is megvizsgálta és rájött, hogy az elrugaszkodás erejének 90 százalékát nem a láb nagyobb izmai adják, hanem a lábfejek és a boka. ”Egy delfin farkuszonyához hasonlóan kell mozognia a lábszárnak és a lábfejnek, így lehet elérni a legnagyobb tolóerőt és a legjobb fordulási technikát.”
A kutatás részletes leírása a Journal of Biomechanical Engineering című szaklapban olvasható.
