Ruder-Biomechanik Newsletter

Nr 55 Volume 5 Ruder-Biomechanik Newsletter Oktober 2005

Neuigkeiten Wir hatten bereits früher über die Verhältnisse

zwischen Bootsgeschwindigkeit, Schlagfrequenz und DPS (Distance per stroke) diskutiert: in RBN 04/2001 und 03/2004 im Rahmen eines Stufen-tests; in 01/2003 und 02/2005 konzentrierten wir uns auf die Rennanalyse. Vor Kurzem haben wir eine neue Methode zur Bewertung dieser Variablen entwickelt. Die kann man als richtigen Durchbruch auf diesem Gebiet betrachten. Die Methode kann in der Praxis vielfach genutzt werden und schließt die Lücke zwischen Leistungsanalyse und Ruder-Biomechanik/-technik. Unten ist eine Beschrei-bung der neuen Methode.

Es ist offensichtlich, daß sich die Distanz pro Ruderschlag DPS verringert, wenn bei konstanter Geschwindigkeit V die Schlagfrequenz R höher wird, weil sich die Dauer des Ruderschlages T verkürzt:

DPS = V * T = 60 V / R (1) Um DPS bei höherer Schlagfrequenz

aufrechtzuerhalten, muß die Geschwindigkeit pro-portional dazu ansteigen, was aber in der Praxis nie geschieht. Also, laßt uns die Frage stellen: Was müssen wir beibehalten, wenn die Schlag- frequenz ansteigt?

Vom gesunden Menschenverstand aus betrachtet ist das Hauptziel das Beibehalten der Kraftanwendung F, der Schlaglänge L und der mechanischen Effizienz E. Die effektive Arbeit pro Ruderschlag WPSe, integriert alle diese Parameter und wird als Schlüsselvariable dieser Methode genutzt:

WPSe ~ F * L * E (2) Die hydrodynamische Bremswiderstandskraft

Fd, die Geschwindigkeit V und die vom Ruderer erzeugte Leistung P hängen wie folgt zusammen:

Fd = k * V2 (3) P = V * Fd = k * V3 (4) wobei k eine Art nicht-dimensionsloser Faktor

ist, der vom Bootstyp, Wasserverdrängung, Wetterbedingungen und der Blatteffizienz abhängt.

WPSe kann in Bezug auf die Leistung P, Schlagzykluszeit T, Geschwindigkeit V und Schlagfrequenz R so ausgedrückt werden:

WPSe = P T = P (60 / R) = 60k (V3/ R) (5) Wenn die zwei Werte von WPSe für die beiden

Abschnitte des Rennens bei verschiedenen Schlag-

frequenzen (R0 und R1) gleich sind (WPSe0 = WPSe1), dann können wir mit Gleichung 5 das Verhältnis der Bootsgeschwindigkeiten (V0 und V1) für diese Abschnitte wie folgt ableiten:

V1 / V0 = (R1 / R0) 1/3 (6) Entsprechend ist das Verhältnis DPS-Werte: DPS1 / DPS0 = (R0 / R1) 2/3 (7) Um die Gleichungen 6 und 7 zu nutzen,

brauchen wir nicht den Faktor k zu kennen, weil wir annehmen, daß er der gleiche für beide Abschnitte ist. Die Methode ist nur anwendbar für das gleiche Boot, die gleichen Ruderer und Wetterbedingungen, was eine Einschränkung für diese Methode bedeutet.

Das Diagramm unten veranschaulicht die Gleichungen 6 und 7 und zeigt die Abhängigkeiten der Bootsgeschwindigkeit und DPS von der Schlagfrequenz bei konstanter effektiver Arbeit pro Ruderschlag auf:

Die praktischste Bedeutung dieser Methode ist die Definition von „prognostizierten“ oder „Modell“ -Werten für die Geschwindigkeit Vm und Distanz pro Ruderschlag DPSm, die bei einer konstanten Arbeit pro Ruderschlag WPSe erreicht werden kann:

Vm = V0 (R1 / R0)1/3 (8) DPSm = DPS0 (R0 / R1)2/3 (9) Eine wichtige Frage ist, welche Werte wir als

Basiswerte von V0 und DPS0 nehmen. Als mögliche Lösungen bieten sich an:

1. Den Durchschnitt von allen bisherigen durchgeführten Messungen;

2. Minimal- oder Maximalwerte von V und DPS;

3. Werte, die wir mit den niedrigsten Schlag-frequenzen erhalten haben.

Offensichtlich sollte die erste Möglichkeit für Rennanalysen genommen werden, weil sie die Durchschnittsgeschwindigkeit und -schlagfrequenz über ein gesamtes Rennen repräsentiert. In einem Stufentest können wir Option 1 auch nutzen, aber Option 3 ist auch sinnvoll.

DPS Speed

Stroke Rate

Schlußendlich wurden die Verhältnisse der realen Werte von Vi und DPSi für jeden Renn- abschnitt zu den „Modellwerten“ zur Auswertung der effektiven Arbeit pro Ruderschlag genommen:

eVi (%) = Vi / Vm (10) eDPSi (%) = DPSi / DPSm (11) Diese Methode…

• …kann erfolgreich für die Rennanalyse in den zyklischen Wassersportarten (Rudern, Schwimmen, Paddeln) genutzt werden;

• …kann bei der Auswertung von Kraft- und Geschwindigkeitsausdauer bei Stufentests in zyklischen Wassersportarten eingesetzt werden;

• …erfordert keine hochentwickelte Ausrüstung (außer eine Stoppuhr oder StrokeCoach ®) und kann im täglichen Training eingesetzt werden.

Contact Us: ✉ ©2005 Dr. Valery Kleshnev, EIS, Bisham Abbey tel. +44 (0) 8707 590 417, mob: +44 (0) 7768 481 119 e-mail: [email protected]

mailto:[email protected]

Appendix 1 of the Rowing Biomechanics Newsletter 10(5), October 2005. Validation of the analysis method based on the effective work per stroke.

Three rowing crews performed the step test on water. Each row of charts below represents one crew. Left column: Force curves at different stroke rate; Centre column: Measured mechanical work per stroke; Right column: real (thin line) and “model” (thick line) dependencies of the boat speed and DPS on the stroke rate

1

2

2224262835

Angle

Force Stroke Rate:

20 25 30 35

Rate (1/min)

SpeedDPS

22252934

Angle

Force Stroke Rate:

20 25 30 35

Rate (1/min)

SpeedDPS

3

1. The first crew increases force and maintain length at higher stroke rates => mechanical work per stroke became higher => measured trends of the boat speed and DPS overtake “model” lines at higher rates.

2. The second crew maintain both force and length at higher stroke rates => mechanical work per stroke is nearly constant => measured trends of the boat speed and DPS follow “model” lines.

3. The third crew decreases both force and length at higher stroke rates => mechanical work per stroke became lower => measured trends of the boat speed and DPS go below “model” lines at higher rates.

26272933

Angle

Force Rate:26272933

Angle

Force Rate:

25 27 29 31 33

Rate (1/min)

SpeedDPS

Appendix 2 the Rowing Biomechanics Newsletter 10(5), October 2005. Analysis of effective work per stroke in the rowing medallists of Olympics-2004 in Athens.

4.4

4.44.5

4.5

4.6

4.64.7

4.7

GERBLRBUL

Boat speed (m/s) W1x

30

32

34

36

38

GERBLRBUL

Rate (1/min) W1x

97%

98%

99%

100%

101%

102%

GERBLRBUL

Effective work per stroke (%)

4.8

4.9

4.9

5.0

5.0

NORESTBUL

Boat speed (m/s) M1x

30

32

34

36

38

40

42

NORESTBUL

Rate (1/min) M1x

97%

98%

99%

100%

101%

102%

NORESTBUL


4.54.64.64.74.74.84.84.9

ROMGBRBLR

Boat speed (m/s) W2-

3032343638404244

ROMGBRBLR

Rate (1/min) W2-

97%

98%

99%

100%

101%

102%

ROMGBRBLR


5.05.05.15.15.25.25.35.3

AUSCRORSA

Boat speed (m/s) M2-

37

38

39

40

41

42

43

AUSCRORSA

Rate (1/min) M2-

98%

99%

100%

101%

AUSCRORSA


4.5

4.6

4.7

4.8

4.9

5.0

NZLGERGBR


30

32

34

36

38

40

42

NZLGERGBR

Rate (1/min) W2x

96%

97%

98%

99%

100%

101%

102%

103%

NZLGERGBR


4.9

5.0

5.1

5.2

5.3

5.4

5.5

FRASLOITA


34

36

38

40

42

FRASLOITA

Rate (1/min) M2x

96%97%98%99%

100%101%102%103%104%105%

FRASLOITA


5.2

5.3

5.4

5.5

5.6

5.7

5.8

GBRCANITA

Boat speed (m/s) M4-

34

36

38

40

42

44

GBRCANITA

Rate (1/min) M4-

97%

98%

99%

100%

101%

102%

103%

GBRCANITA


4.64.74.74.84.84.94.95.0

ROMNEDGER

Boat speed (m/s) LW2x

32

33

34

35

36

37

38ROMNEDGER

Rate (1/min) LW2x

98%

99%

100%

101%

102%

ROMNEDGER


5.0

5.1

5.2

5.3

5.4

5.5

POLFRAGRE

Boat speed (m/s) LM2x

32

34

36

38

40

42

44POLFRAGRE

Rate (1/min) LM2x

94%95%96%97%98%99%

100%101%102%103%104%

POLFRAGRE


5.0

5.1

5.2

5.3

5.4

5.5

POLFRAGRE

Boat speed (m/s) LM2x

32

34

36

38

40

42

44POLFRAGRE

Rate (1/min) LM2x

94%95%96%97%98%99%

100%101%102%103%104%

POLFRAGRE


5.3

5.4

5.5

5.6

5.7

5.8

5.9

DENAUSITA

Boat speed (m/s) LM4-

36

38

40

42

44

46

DENAUSITA

Rate (1/min) LM4-

97%

98%

99%

100%

101%

102%

103%

DENAUSITA


4.9

5.0

5.1

5.2

5.3

GERGBRAUS


3435363738394041

GERGBRAUS

Rate (1/min) W4x

97%

98%

99%

100%

101%

102%

103%

GERGBRAUS


Average data in 14 Olympic boats:

5.4

5.5

5.6

5.7

5.8

5.9

RUSCZEUKR


3435363738394041

RUSCZEUKR

Rate (1/min) M4x

97%

98%

99%

100%

101%

102%

103%

104%

RUSCZEUKR


5.15.25.25.35.35.45.45.5

ROMUSANED

Boat speed (m/s) W8+

3435363738394041

ROMUSANED

Rate (1/min) W8+

98%

99%

100%

101%

102%

103%

ROMUSANED


5.6

5.7

5.8

5.9

6.0

6.1

6.2

USANEDAUS

Boat speed (m/s) M8+

34

36

38

40

42

44

USANEDAUS

Rate (1/min) M8+

97%

98%

99%

100%

101%

102%

103%

USANEDAUS


5.0

5.1

5.2

5.3

GoldSilverBronze

Boat speed (m/s)Athens-2004

36

37

38

39

40

GoldSilverBronze

Stroke Rate (1/min)

98%

99%

100%

101%

102%

GoldSilverBronze

Effective Work per Stroke (%)

Documents

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