“水花消失术”如约登场，全红婵和陈芋汐是怎么把水花“揉”没的？

科学

2024-07-31 10:07

全红婵和陈芋汐的“水花消失术”如约登场，中国跳水队在女子双人10米跳台比赛中再摘一金。

中国跳水队能在世界跳坛上保持优势，动作难度系数高、稳定性好、翻腾灵巧等特点是支撑，炉火纯青的“压水花”技术也是重要保证。有网友开玩笑说，全红婵跳水都没我下饺子水花大。

水花呢？｜微博@炸鸡OG

水花压得这么小，是运动员身体形态、入水速度和角度、迎水面积及入水后动作等完美结合的结果。

看比赛时，迎水面积是我们比较容易看清楚的“压水花”技术之一。决定迎水面积的，主要是入水的手型。全红婵和陈芋汐采用的是下图左的手型，入水时手掌基本平行水面。

这，有点违背常识啊。难道不是迎水面积越小，水花越小吗？为什么不用掌心相对或者双手重叠的姿势入水？

左图：全红婵入水手型是两手相握，掌心先触水；右图：游泳运动员入水手型是双手重叠，指尖先入水｜ cctv / Needpix / 参考文献[3]

偶尔脚尖没绷好，发现“压水花”新技术

最开始，跳水运动员入水时确实是两手合拢、手臂伸直，如果脚先入水就脚面绷直，让脚尖首先插入水中。这样，首先接触水的人体面积非常小，但依然会溅起水花。

后来，有运动员偶尔脚尖没绷好，用勾脚动作入水，发现反而水花小。于是，开始有人尝试使用勾脚入水技术，之后逐步演变成手先入水时也不再合拢双手，而是两手形成一个面撞入水中的“压水花”技术。

我国跳水界1975年引进“压水花”技术，之后派生出了四种入水手型。

图1-4对应入水手型技术1-4 ｜参考文献[3]

我国运动员首先采用技术2，由于双手分开，入水时巨大的冲击力使双手保持姿势难度大，而且压水花效果不理想，这种技术逐渐消失。

随后出现技术3和4，都是双手拇指相扣、手掌分开。相对于技术2，这两种技术入水时受到的冲击力降低，压水花的效果也有所提高。

近年，运动员普遍采用技术1，即双手相握，手掌受到的冲击力小，压水花的效果也比较理想。

跳水入水手型的演变，既是运动员和教练用实践经验摸索出来的结果，也是研究人员从理论上探索得到的优化方式。我国研究者用计算机模拟的方法，解释了为什么掌面入水比双手合拢水花小，并提出了控制水花的原理和方法。

楔形体水花大，方形体水花小

研究在模拟中把双手合拢的入水接触面，简化成了楔形体，将掌面对水的接触面简化成了方形体。

楔形体尖端向下撞击水面时，水受到向斜下方的挤压，作用力垂直于斜面（图中的“力”）。斜面接触的水受挤压后，本应沿着受力方向运动，但多个方向均有相邻水的反挤压力作用，只有斜面上方没有其他水的挤压，水就沿着斜面向上飞溅开（图中的“水花”）。

由于首先受挤压的水向上飞溅，随着楔形体的继续下落，接下来受挤压的水也在这个方向上受压最小，于是，下面的水不断沿着斜面向上逃逸，形成巨大的水花。相对应的，跳水运动员双手合拢入水时，水会沿着手背、手臂向上飞溅，形成水花。

模拟双手合拢入水的楔形体｜参考文献[1]

代表掌面的方形体入水时，底面对水的挤压方向是垂直向下的，水受挤压向四周扩散，由于周围都有相邻水的反挤压力，因而不会形成容易逃逸的方向。

水向四周扩散时，会有一部分水沿方形体的直壁向上运动，但这时，方形体的高速向下运动会带着紧贴它的水向下，研究者认为，当向下的运动速度大于水受挤压沿壁向上运动速度时，就不会出现明显的水花。

模拟掌面对水的方形体｜参考文献[1]

对比楔形体和方形体入水情况，研究者得出结论，跳水运动员在入水时用掌心对着水面，而不是把双手合拢成楔形体，能有效地减小水花。

空中翻转，触水的瞬间“揉”一下水

上面模拟的是垂直向下入水的动作，实际比赛中，运动员在空中还有高速的翻转动作。当翻转着的方形体撞击水面时，速度的方向不是垂直向下，而是由随质心平动（V）和绕质心转动（ω）两部分运动速度的合成，合速度的方向指向侧下方。

高速翻转方形体的速度示意图｜参考文献[1]

如果运动员入水时仍然有翻转速度，并以掌面垂直向下撞击水面，方形体就会发生翻转产生楔形体效果，使水沿着掌面和手臂侧面逃逸形成水花。这时，运动员根据不同的翻转方向转动手腕，保持掌心正对合速度的方向，水花就会变小。

一旦人体接触水面，水的阻力会产生一个与人体翻转方向相反的阻力矩，使人体翻转速度急剧下降，合速度方向转向正下方，这时又要转掌向下，确保掌心始终正对合速度的方向。

转动手掌，保持掌心正对合速度方向｜参考文献[1]

研究者得出结论，当运动员以高速前空翻动作入水时，需要先下压掌根和小指侧，使掌心侧向前下方。一旦接触水面，运动员则需要拇指侧用力，使掌心转到垂直向下，整个动作就好像把水“揉”了一下。入水的这一下“揉”得好，才能在入水过程中始终“压”住水花。

具体“揉”水动作的方向、幅度、力度与运动员入水时翻转的方向、速度和体重等有关，需要根据运动员个人的情况调整。陈芋汐三四年前身高体重明显增长，全红婵备战巴黎奥运会期间正处于发育期，身体状态直接影响着她们在跳水中的表现。面对体型变化，运动员对空中翻转和“压水花”技术重新打磨，才能保持之前的技术能力并继续进步。