211service.com
Een geheim hulpmiddel voor het Amerikaanse zwemteam
Rond de tijd dat het badmodebedrijf Speedo NASA-wetenschappers inschakelde om te helpen bij het maken van het nu beroemde LZR Racer-pak - een verbeterde huid die veel mensen crediteren voor meer dan een dozijn wereldrecords die tot nu toe deze week in Peking door zwemmers zijn gebroken - een wetenschapper in New York begon te werken aan een ander hulpmiddel voor het arsenaal van de zwemmer. In de afgelopen vijf jaar is Tim Wei , een mechanische en ruimtevaartingenieur aan het Rensselaer Polytechnic Institute, heeft een gevestigde techniek in vloeistofdynamica vernieuwd om voor het eerst menselijke beweging te bestuderen. Met de methode kunnen wetenschappers en coaches bestuderen hoe snel en hard een zwemmer het water duwt terwijl ze er doorheen beweegt. Zwemcoach Sean Hutchison , die twee atleten in het Olympisch zwemteam plaatste, zegt dat hij Wei's inzichten als basis gebruikte voor elke technische verandering die hij aanbracht met zwemmers in de aanloop naar de Olympische proeven en spelen dit jaar.
Kickstart: Een speciaal apparaat dat is gebouwd om de stuwkracht van een zwemmer te analyseren (driehoekige structuur, rechts) kan haar helpen strijken. Hier laat de rode verticale lijn zien hoeveel kracht de zwemmer genereert als ze trapt.
Wei gebruikt een volgtechniek die digitale deeltjesbeeldsnelheidsmeting wordt genoemd en die gewoonlijk wordt gebruikt om de stroom van kleine deeltjes rond een vliegtuig of kleine vissen of schaaldieren in water te meten. Voor op water gebaseerde stromingsexperimenten gieten onderzoekers minuscule verzilverde kralen in water en verlichten ze met een laser. Een high-speed digitale videocamera volgt de stroomafwaartse stroom van kralen over het schepsel. Maar opschalen naar grote schaal is moeilijk, zegt bioloog Frank Vis , die de voortstuwing van in het water levende zoogdieren bestudeert aan de West Chester University en heeft samengewerkt met Wei aan dolfijnstudies. Lasers op zwemmers schijnen en ze onderdompelen in water vol glazen kralen kan hen vragen om in naam van de wetenschap verder te gaan dan dat.
Wei bedacht een nieuwe oplossing: in plaats van glasparels filterde hij perslucht in een duikfles door een poreuze slang om bellen te creëren met een diameter van ongeveer een tiende millimeter. Een atleet zwemt door een vel bellen dat opstijgt uit de zwembadbodem, en een camera legt hun stroom rond het lichaam van de zwemmer vast. Afbeeldingen tonen de richting en snelheid van de bubbels, die Wei vervolgens vertaalt in de stuwkracht van de zwemmer met behulp van software die hij schreef. Meer kracht staat gelijk aan sneller zwemmen, zegt hij.
In samenwerking met Hutchison, die topsporters buiten Seattle coacht, filmde Wei de Olympische gouden medaillewinnaar Megan Jendrick en meer junior zwemmer Ariana Kukors in een goot zwemmen schoolslag, die een kikkerachtige trap heeft. Jendricks snelheidsvectoren duidden op een hoge snelheid en ze wezen recht naar buiten vanaf de onderkant van haar voeten. Dit betekende dat haar voeten water achter haar gooiden en haar naar voren duwden, net zoals een schaatser die een bal gooit zichzelf in de tegenovergestelde richting zal schieten. Ter vergelijking: Kukors, een minder ervaren elitezwemmer, had langzamere vectoren die evenwijdig aan haar voeten liepen, wat betekende dat ze door het water gleed.
[Hutchison] nam dat en wijzigde de schoolslagtrap van al zijn topsporters, zegt Wei, die zijn werk presenteerde aan VS Zwemmen , het bestuursorgaan van de sport, in 2007. In een sport waarin tienden van een seconde scheren reden kan zijn voor een feestje, meldde Hutchison dat Kukors door haar trap aan te passen, enkele seconden zakte bij een schoolslag, hoewel ze net het Olympische team miste. Jendrick en een andere zwemmer van Hutchison, Margaret Hoelzer, nemen deze week deel aan de wedstrijden, waar Jendrick vijfde werd op de 100 meter schoolslag en Hoelzer, die brons won op de 100 meter rugslag, hoopt goud te winnen op de 200 rugslag. . Ze brak het wereldrecord in het evenement in juli.
Meer recentelijk heeft Wei zijn aandacht gericht op de stuwkracht van een zwemmer. Met financiering van USA Swimming bouwde Wei een krachtbalans, een omgekeerd driehoekig frame dat werkt als een weegschaal. Zwemmers liggen uitgestrekt in het water en trappen tegen het frame, en het meet hun voortstuwing in de tijd. De output, die voor een elitezwemmer als Kukors een sinusoïdale, zich herhalende golf liet zien, kan coaches helpen bepalen of een atleet moet proberen meer kracht te genereren met een hardere, grotere trap in plaats van een ondiepere, snellere. Het hangt af van de individuele zwemmer, zegt Wei, die meetinstrumenten voor stroming en stuwkracht in één beeld wil combineren. Ook wil hij meer metingen doen aan atleten die vrij rondzwemmen, in plaats van tegen een muur of in een goot te duwen.
Wei zal in de herfst een ontmoeting hebben met de biomechanica-coördinator van USA Swimming, Russell Mark, om te praten over wat nu te doen. Het is de taak van Russell om coaches een degelijke fysieke basis te bieden voor alles wat ze zwemmers vertellen te doen, zegt Wei. USA Swimming vertrouwt ook op computergebaseerde stroomanalyse met behulp van scans van het hele lichaam van zwemmers; deze kunnen worden gecombineerd om te bepalen hoe de een de ander valideert.