Grybšnių dažnis ar grybšnio ilgis plaukiant krauliu?

Plaukiant krauliu (laisvuoju stiliumi), greitis ($v$) yra tiesioginė grybšnių dažnio (angl. stroke frequency, SF) ir grybšnio ilgio (angl. stroke length, SL) sandauga: $v=\text{SF}\times \text{SL}$ [7]. Žvelgiant iš energetinės perspektyvos ($v={\dot{E}}_{\text{tot}}/C$, kur ${\dot{E}}_{\text{tot}}$ yra bendros galios sąnaudos, o $C$ – energijos kaina), greičio didinimas ilginant grybšnį tik nežymiai padidina transportavimo energijos sąnaudas, o greitėjimas didinant grybšnių dažnį lemia kur kas didesnes energijos išlaidas [1, 2]. Vis dėlto, bandant padidinti grybšnių dažnį labiau, nei leidžia individualios mechaninės galimybės, varomoji mechanika ir plaštakos padėtis suyra, todėl prarandamas bet koks efektyvumo pranašumas [12].

Grybšnio ilgio energetika ir efektyvumas

Plaukimo efektyvumas dažniausiai vertinamas pagal grybšnio indeksą (angl. stroke index, $\text{SI}=\text{SL}\times v$) ir rankų grybšnio varomąjį efektyvumą (${\eta }_p$), kuris rodo, kokia mechaninės galios dalis tiesiogiai prisideda prie judėjimo į priekį [7, 17]. Tiriant jaunuosius plaukikus 400 m kraulio rungtyje, grybšnio indeksas stipriai koreliuoja su varomuoju efektyvumu ($R=0,74$ tarp vyrų, $R=0,83$ tarp moterų) [17]. Plaukikai, išlaikantys ilgesnį grybšnį, pasiekia tą patį greitį su mažesniu grybšnių dažniu ir taip taupo metabolinę energiją [7].

Rankų judesiai sukuria apie 90 % plaukimo krauliu greičio, o kojų darbas – likusius 10 % [1, 2]. Daugiapakopis modeliavimas rodo, kad greitį lemia ūgis, povandeninės grybšnio fazės trukmė ir dominuojančios rankos vidutinė varomoji jėga [1]. Biomechaniniu požiūriu didesnis plaštakos plotas, plotis bei ilgesnės galūnės leidžia plaukikams sugeneruoti didesnę varomąją jėgą ir atlikti mažiau rankų ciklų tam pačiam atstumui įveikti [7]. Be to, didesnė liesoji kūno masė padeda išlaikyti varomąją jėgą per ciklą ir išsaugoti grybšnio indeksą esant nuovargiui, o didesnė riebalų masė bei odos raukšlių storis didina kaktinį skerspjūvio plotą ir aktyvųjį hidrodinaminį pasipriešinimą [7].

Krauliu plaukiančiojo varomosios jėgos pasiskirstymas:
┌───────────────────────────────────────────────┬─────────┐
│ Rankos (~90 % judėjimo į priekį greičio)      │ Kojos   │
│ Pagrindinis varomosios jėgos šaltinis; SL, SI │ (~10 %) │
└───────────────────────────────────────────────┴─────────┘

Apatinės kūno dalies mechanika taip pat daro įtaką grybšnio ilgiui. Simuliaciniai modeliai rodo, kad standartinis 6 smūgių kojų darbas suteikia 20–30 % bendros traukos ir 20 % varomojo efektyvumo – daugiausia pakeldamas klubus bei kojas, pagerindamas pusiausvyrą ir stabilizuodamas liemens rotaciją [4]. Be pakankamos kojų stabilizacijos, nusileidusios kojos didina kaktinį plotą ir slėgio pasipriešinimą, o tai didina plaukimo energijos sąnaudas – šį poveikį iš dalies sušvelnina didesnis pėdos ir kojos santykis [7]. Tiriant 100 m kraulio plaukimą, kojų smūgių skaičius teigiamai koreliavo su grybšnio ilgiu ($r=0,96,p=0,05$) ir neigiamai – su rankų grybšnių dažniu ($r=-0,03,p<0,05$) [4].

Sprinto ir ilgų distancijų reikalavimai bei optimalūs deriniai

Jaunųjų plaukikų sprinto vertinimuose nustatyta, kad optimalūs deriniai 25 m kraulio distancijai buvo 0,80 Hz SF su 2,20 m SL (greitis: 1,75 m/s) vaikinams ir 0,80 Hz SF su 1,90 m SL (greitis: 1,56 m/s) merginoms [1]. Dviejų faktorių dispersinė analizė (ANOVA) parodė, kad grybšnio ilgio ir grybšnių dažnio sąveikos poveikis plaukimo greičiui buvo statistiškai reikšmingas moterims ($F=8,00,p=0,001,{\eta }^2=0,05$), tačiau nepasiekė statistinio reikšmingumo tarp vyrų ($F=1,60,p=0,172,{\eta }^2=0,04$) [1].

Priklausomybė nuo grybšnio ilgio ar dažnio kinta priklausomai nuo rungties nuotolio. 2019 m. Europos čempionato trumpajame baseine 324 elito plaukikų 2D branduolio tankio įverčių analizė parodė, kad 50 m sprinte stipriausiai su greičiu koreliavo grybšnio ilgis (vyrų: $\rho =0,57$; moterų: $\rho =0,50$), o grybšnių dažnio koreliacija buvo nereikšminga [10]. Priešingai, ilgose distancijose sustiprėjo grybšnių dažnio koreliacija (vyrų 1 500 m: $\rho =0,37$; moterų 800 m: $\rho =0,45$), o grybšnio ilgio koreliacija susilpnėjo [10].

Plaukdami 50 m sprintą maksimaliomis pastangomis, elito plaukikai taiko teigiamo tempo strategiją (angl. positive pacing), kai plaukimo greitis distancijos eigoje palaipsniui mažėja; šį lėtėjimą lydi grybšnių dažnio mažėjimas ir grybšnio ilgio didėjimas [2]. Ekstremalaus intensyvumo sąlygomis greitesni plaukikai išlaiko didesnį varomąjį efektyvumą, mechaninę galią ir grybšnių dažnį nei jų lėtesni varžovai [8].

Sprinto ir ilgų distancijų dinamika (elitas, trumpas baseinas):
┌───────────────┬───────────────────────────┬───────────────────────────┐
│ Metrika       │ Sprintas (50 m krauliu)   │ Ilgos dist. (800/1500 m)  │
├───────────────┼───────────────────────────┼───────────────────────────┤
│ Grybšnio      │ Stipriausias greičio      │ Silpnesnė koreliacija     │
│ ilgis         │ rodiklis (v. ρ=0,57, m.   │                           │
│               │ ρ=0,50)                   │                           │
│ Grybšnių      │ Nereikšminga koreliacija  │ Stipresnis greičio        │
│ dažnis        │ su greičiu                │ rodiklis (v. ρ=0,37, m.   │
│               │                           │ ρ=0,45)                   │
└───────────────┴───────────────────────────┴───────────────────────────┘

Rankų koordinacija ir grybšnių dažnio ribos

Rankų koordinacijos modeliai pagal koordinacijos indeksą (angl. Index of Coordination, IdC) skirstomi į tris tipus: „catch-up“ (IdC < 0 %, vėlavimas tarp varomųjų fazių), opoziciją (IdC = 0 %, viena ranka pradeda traukti lygiai tuo metu, kai kita baigia) ir superpoziciją (IdC > 0 %, varomosios fazės persidengia) [11, 12]. Ilgų nuotolių plaukikai ir triatlonininkai dažnai renkasi „catch-up“ koordinaciją, kad pabrėžtų slydimą ir sumažintų aktyvųjį pasipriešinimą [11].

Grybšnių dažniui kylant nuo 35 iki 55 ciklų/min, plaukikai pereina nuo „catch-up“ prie superpozicijos [12]. Patyrę plaukikai išlaiko „catch-up“ modelį iki 45 ciklų/min (IdC = -10,4 %) ir tik viršiję 50 ciklų/min staigiai pereina prie superpozicijos (pasiekdami IdC = 0,5 % esant 55 ciklams/min, palyginti su -1,5 % mažiau patyrusių grupėje) [12]. Skaitmeninis modeliavimas rodo, kad jėgos pikų suderinimas sumažina bendrą distancijos įveikimo laiką, tačiau smarkiai padidina energijos sąnaudas, o jėgos pikų išskirstymas laike tausoja metabolinę energiją maksimalaus greičio sąskaita [5].

Bandymas didinti grybšnių dažnį viršijant individualias technines ribas sukelia biomechaninį lūžį. Kai sprinto plaukikai priverčiami plaukti 120 % maksimalaus grybšnių dažnio, atakos kampas stūmimo fazėje sumažėja beveik 26 %, kartu krenta delno slėgis ir grynoji varomoji jėga [12]. Panašiai, kai grybšnių dažnis dirbtinai keliamas virš sportininkui įprasto ilgų distancijų tempo (pvz., dažnis + 3 arba + 6 ciklai/min), padidėja judesio netolygumo kaina (angl. jerk cost), išauga energijos sąnaudos ir prarandamas grybšnių dažnio efektyvumas [11].

Jėgos perdavimas ir bilateralinė pusiausvyra

Išlaikyti grybšnio ilgį esant dideliam greičiui padeda specifinė jėga vandenyje, o ne izoliuota jėga sausumoje. Maksimali varomoji jėga per 15 sekundžių trukmės plaukimą krauliu prisirišus patikimai koreliuoja su 200 m plaukimo rezultatu ($r=-0,55,p<0,05$), tuo tarpu izometrinė viršutinės kūno dalies jėga sausumoje tiesiogiai su rezultatu nekoreliuoja [15]. Didžiausia jėga plaukiant prisirišus ir atliekant testus sausumoje koreliuoja vidutiniškai ($r=0,58–0,63$), tačiau plaukikams būdinga apie 13 % maksimalios jėgos ir apie 15 % jėgos išvystymo greičio bilateralinė asimetrija [15]. Elito plaukikai išsiskiria gerokai tolygesne jėgos simetrija tarp kūno pusių (13 N skirtumas tarp pusių, palyginti su 18 N žemesnio lygio plaukikų grupėje), o tai padeda išlaikyti taisyklingą kūno padėtį ir grybšnio ilgį net ir esant nuovargiui [15].