Trym doskonała pływalność

Trym stal się ostatnio, hasłem bardzo popularnym, odmienianym powszechnie przez wszystkie przypadki. Poniżej postaram się opisać jak ja rozumiem ideę trymu. Zacznę jednak od podstaw, omówienia podstawowych pojęć. Nurek musi radzić sobie pod woda z dwoma zagadnieniami nierozerwalnie z sobą związanymi:

  1. pływalnością,
  2. i pozycją.

Pływalność doskonała

Pływalność to określenie potoczne, oznacza umiejętności utrzymania pływalności zerowej (neutralnej) na dowolnej głębokości. Przeprowadzając tzw. zanurzenie kontrolne przed nurkowaniem, regulujemy niezbędną ilość balastu do zanurzenia i utrzymania pływalności zerowej na głębokości około 3-6m pod jego koniec (przy prawie pustych butlach). Pod wodą pływalność regulujemy BCD (kompensator pływalności) oraz płucami. BCD służy do uzyskania pływalności zerowej przy danej głębokości i danym wyważeniu, dopełniając BCD gazem zwiększamy pływalność, wypuszczając gaz pływalność zmniejszamy. Płuca służą do małych korekt, związanych z utrzymania stałej głębokości. Ilość gazu w BCD powinna tak dobrana, aby umożliwiać normalne oddychanie.

Oczywiście zmiana głębokości wymaga ponownego użycia BCD, ale samo zapoczątkowanie ruchu w górę lub w dół można wykonać płucami. Pływalność zerową z fizycznego punktu widzenia uzyskujemy, kiedy siła ciężkości G jest równa sile wyporu W.

Nawet małe zmiany związane z oddychaniem, powodują zanurzanie się lub wynurzanie. W zasadzie stanu pełnej równowagi nie jesteśmy w stanie osiągnąć przez dłuższy czas, wdech powoduje wynurzanie, wydech zanurzanie.

Siła bezwładności oraz oddychanie w przeciw fazie do ruchów ciała w wodzie powoduje, że opadanie i podnoszenie nie jest duże, dla obserwatora z zewnętrz nasza sylwetka może wyglądać na nieruchomą. Oddychanie w przeciw fazie polega na braniu wdechu, kiedy zanurzamy się i wykonywaniu wydechu, kiedy wynurzamy się. Wytrenowany nurek może ograniczyć ruch góra-dół, do 1cm, skoki do 5cm również są akceptowane, kiedy jednak ruch przekroczą 10cm warto ponownie wrócić do podstawowych ćwiczeń związanych z pływalnością. Pływalność neutralną najtrudniej utrzymać stojąc w miejscu i tak należy ja ćwiczyć, kiedy płyniemy pomagamy sobie płetwami, często nieświadomie, co znacznie ułatwia całe zadanie.

Pływalność zerowa to umiejętność zawisania w toni w bezruchu na stałej głębokości, na dowolnie długi czas, jedyny ruch, jaki wykonujemy to oddychanie. Pływalność regulujemy tylko oddechem.

Ćwiczenia uczące pływalności zerowej to:

  1. balansowania na płetwach,
  2. zawiśnięcia w toni
  3. oraz spadochroniarz,

w celu pogłębienia wiedzy, odsyłam do tych tematów. Siła ciężkości i wyporu została omówiona przy prawie Archimedesa.

 

Pozycja

Sposób ustawienia ciała w wodzie w stosunku do kierunku płynięcia nazywamy pozycją. Właściwy rozłożenie balastu, czyli trym może w dużym stopniu pomóc, lub utrudnić całą sprawę. Wyróżnić możemy cztery pozycje:

  1. pozycję poziomą,
  2. pozycję pod małym kątem 10-20°
  3. pozycję pod dużym katem >30° <90° tzw. pozycja na "konika morskiego"
  4. pozycję pionową

Zadać można pytanie. Czy pozycja jest ważna? Tak, bo decyduje o porach ruchu w czasie płynięcia, większa powierzchnia czołowa, większe opory ruchu, przy tej samej prędkości. Zmniejszenie oporów ruchu można, dokonać na dwa sposoby: albo zmniejszając powierzchnię czołową, albo zmniejszając prędkość. Zmniejszanie prędkości jest nawet efektywniejsze, bo prędkość podnosi opory zgodnie z funkcja potęgową. Przy bardzo małych prędkościach, pozycja może być praktycznie dowolna.

Pozycja nurka pod woda powinna spełniać dwa kryteria, być jak najbardziej opływowa oraz wygodna.

Opływowa, to znaczy stawiająca jak najmniejszy opór czołowy. Hydrodynamika - dział fizyki zajmujący się między innymi poruszaniem ciał stałych w płynach, mówi nam, kiedy taki przypadek występuje. Pod względem hydrodynamicznym najbardziej właściwa jest sylwetka o jak najmniejszej powierzchni czołowej, przypadek taki ma miejsce, przy pozycji idealnie poziomej, co do tego nie ma najmniejszych wątpliwości.

W jakiej pozycji jest najwygodniej? Tu odpowiedź nie jest jednoznaczna. Nurkowie pokonujący duże odległości zdecydowanie preferuje pozycje idealnie poziomą, dla nich priorytet jest mały opór. Nurkowie rekreacyjni wolą pozycję mniej opływową, ale bardziej wygodną i stabilną, utrzymują ciało pod kątem 10-20°. Zwiększenie kąta, natarcia z jednej strony powoduje w minimalnym stopniu zwiększenie powierzchni czołowej i oporów płynięcia, co jest niekorzystne, z drugiej strony powoduje poprawienie widoczności przed nurkiem, umożliwia przyjęcia bardziej naturalnego ułożenia ciała oraz zapobiega efektowi obracania do przodu ("na twarz").

Są to w zasadzie dwie, typowe i jednocześnie najbardziej prawidłowe sylwetki nurka. Pływanie w pionie jest dopuszczalne tylko w początkowej fazie zanurzania oraz w końcowej fazie wynurzania, do głębokości 3m. Poruszanie się w pionie na większych głębokościach jest niekorzystne ze względów fizjologicznych, szczególnie w trakcie nurkowań dekompresyjnych, oraz łatwo w tej pozycji przekroczyć maksymalną prędkość wynurzania.

Pozycję pod woda można zmieniać, zależnie od potrzeby, kiedy płyniemy szybko warto mieć sylwetkę idealnie poziomą, kiedy oglądamy rafę lub robimy zdjęcia można mieć nawet pozycję na "konika morskiego".

Sylwetka na "konika morskiego" jest najbardziej kontrowersyjna, świadczy przeważnie o przeważeniu i problemach z pływalnością - pomagamy sobie płetwami, dla powstrzymania zanurzanie. Siłę ciężkości równoważymy dwoma siłami, siłą wyporu oraz składową pionową siły ciągu. Nurek przestaje ruszać nogami i zaczyna opadać, boji się dopełnić BCD, aby nie wypłynąć na powierzchnię. Jeżeli tak jest z nami wróćmy do podstawowych ćwiczeń uczących pływalności zerowej. Nie jest to jednak regułą, w tej pozycji można utrzymać pływalność zerową w minimalnym stopniu walcząc z opadaniem nóg.

Pod wodą nurek może poruszać się swobodnie we wszystkich kierunkach, do przodu, do tyłu, do góry i w dół. Płetwy pomagają poruszać się w poziomie, a system wypornościowy umożliwia zanurzanie i wynurzanie, nie jest, więc właściwe używanie płetw do tego, co można zrobić używając systemy wypornościowego. Po co wkładać pracę w poruszanie się w pionie skoro zupełnie bez wysiłku możemy wykorzystać siłę wyporu do wynurzania i siłę ciężkości do zanurzania?

 Poruszanie się w poziomie wymaga pracy płetw. Najmniej energii zużywamy, kiedy cały ruch płetw jest wykorzystywany na wytworzenie siły ciągu, pchającej nas do przodu, każda strata powoduje zmniejszenie tej siły. Straty występują np. na równoważenie siły ciężkości, oraz siły oporu.

Nurek pływający w pozycji "konika morskiego" część ruchu bezpowrotnie marnuje na utrzymanie pływalności. Siła ciągu rozkłada się na dwie składowe, poziomą odpowiadającą ruch do przodu oraz pionową odpowiedzialną za zwiększanie siły wyporu. Czym składowa pionowa jest większa, tym ruch do przodu jest mniejszy. Skrajny przypadek występuje, kiedy jesteśmy w pozycji pionowej cały ruch płetw idzie na utrzymanie pływalności, nie poruszamy się do przodu.

 

To jednak nie koniec, innym aspektem pozycji na "konika morskiego" jest, zwiększone oporów płynięcia, spowodowane powiększoną powierzchnią czołowa nurka.

Utrzymanie prawidłowego trymu

Zawiśnięcie w bezruchu w pozycji poziomej wymaga, aby siła wyporu i siła ciężkości działały wzdłuż jednej prostej. Idealne rozwiązanie występuje, kiedy środek ciężkości znajduje się poniżej środka wyporu - mamy wtedy do czynienia z stanem równowagi stabilnej, kiedy środek ciężkości znajduje się powyżej środka wyporu mamy do czynienia ze stanem równowagi chwiejnej. Nurkowie mają przeważnie do czynienia ze stanem równowagi chwiejnej, ciężka butla umieszczona na plecach zdecydowanie podnosi środek ciężkości do góry. Z tego względu przenoszenia balastu w stronę brzucha jest ruchem w dobra stronę, choć ze względów technicznych rzadko stosowane.

Stan równowagi chwiejnej wymaga stałej pracy płetw. Pozostanie w absolutnym bezruchu spowoduje obrót nurka na plecy. Kto nie wierzy może sprawdzić sam, w wodzie. Łatwiej utrzymamy stabilną pozycję, trzymając nogi szeroko rozstawione, a płetwy równolegle do powierzchni wody. Łączenie nóg pod wodą wydaje się niecelowe.

Nurek powinien dążyć do osiągnięcia równowagi stabilnej (obniżenia środka ciężkości, poniżej środka wyporu), jednak jest to trudne, można, co najwyżej zbliżyć środek ciężkości do środka wyporu na tyle, aby oba znalazły się w tym samym punkcie. Stan równowagi stabilnej posiada tylko łódź podwodna w pełnym zanurzeniu.

To jednak nie wszystkie problemy, jakie nas czekają. Mamy do czynienia z momentem skręcającym, powstającym, kiedy siła wyporu i ciężkości nie działają, wzdłuż jednej prostej.

Moment skręcający (siły) M działający na ciało to wielkość wektorowa określona przez iloczyn wektorowy działającej siły F i ramienia r. Wektor momentu skręcającego jest prostopadły do płaszczyzny wyznaczonej przez wektor siły i wektor r, a jego zwrot określa reguła śruby prawoskrętnej.

M = F * r

gdzie:
M -moment skręcający
F - siła
r - ramię siły (ramię siły to najmniejsza odległość między osią obrotu i kierunkiem działania siły)

Nurek ma do czynienia z dwoma siłami, wiec powstają dwa momenty obrotowe, jeden od siły ciężkości drugi od siły wyporu. Siła wyporu W i siła ciężkości G posiada ten sam kierunek działania oraz identyczną wartość, aby uprościć rozważania przyjmiemy środek obrotu w miejscu zaczepienia jednej z sił. Wartość momentu tej siły będzie równa zero, bo promień równy jest zero. Układ uprości się do jednego momentu obrotowego pochodzącego od iloczynu drugiej siły i ramienia r, M=F*r. Ramię równe jest najmniejszej odległości między osią obrotu a kierunkiem działania siły (prostą przechodzącą prze z punkt zaczepienia siły i równoległą do wektora siły).

Zwrócić należy uwagę, że wartość siły jest stała, moment obrotowy zwiększa się proporcjonalnie do długości promienia. Większy promień, większa siła, mniejszy promień siła mniejsza. Brak promienia brak siły skręcającej.

 

Zmieniając umiejscowienie środka wyporu lub środka ciężkości możemy zmieniać naszą pływalność.

 

Na powyższym rysunku widzimy jak zmiana środka wyporu wpływa na pływalność nurka. Przesunięcie siły wyporu w stronę głowy powoduje opadanie nóg, przesunięcie siły wyporu w stronę nóg powoduje opadanie głowy. Powiedzieć również można, przesuwanie siły wyporu w stronę głowy powoduje, zmniejszenie jej opadania w dół, przesunięcie siły wyporu w stronę nóg powoduje zmniejszenie opadania nóg.

Wniosek: przesuniecie siły wyporu w stronę danej części ciała powoduje mniejsze jej opadanie w dół.

 

 

Środek ciężkości zachowuje się dokładnie odwrotnie. Ta część ciała, w którą przesuniemy środek ciężkości będzie bardziej opadać w dół. Wniosek: aby zmniejszyć opadanie danej części ciała siłę ciężkości należy przesuwać w stronę przeciwną.

 

Pozycja idealnie pozioma

Uzyskanie właściwego trymu można przeprowadzić tylko eksperymentalnie, nie jesteśmy w stanie tego wyliczyć, głównie z powodu trudności w określeniu gdzie znajduje się środek wyporu i środek ciężkości.

Po zanurzeniu w wodzie należy zawisnąć w pozycji spadochroniarza przyjmując maksymalnie poziomą sylwetkę, ten poziom oczywiście jest umowny, poziomo jest butla, ciało wygięte jest w łuk, klatka piersiowa podniesiona do góry, podobnie biodra i uda, nogi zgięte w kolanach oraz stopach pod katem prostym, ręce splecione z przodu. Samemu trudno ocenić w pierwszej fazie nauki czy nasza sylwetka jest prawidłowa, dobrze skonsultować to z doświadczonym kolega albo wziąć udział w warsztatach lub kursie. Nurkując w skafandrze suchym należy wypuścić z niego cały nadmiar gazu, aby umożliwić uzyskanie prawidłowego trymu (przy balansowaniu gaz w skafandrze suchym nie może się przemieszczać, bo zmieni się trym). Wygięcie sylwetki w łuk, w pierwszym etapie nauki jest bardzo niewygodne, nie można jednak z niego zrezygnować, pozycja taka ogranicza przemieszczanie się gazu w skafandrze suchym między barkami a nogami.

Mając pływalność neutralna staramy się zawisnąć w bezruchu, obserwujemy, jaka tendencja wystąpi, opadanie głowy czy opadanie nóg.

U większości nurków, szczególnie tych pływających w skafandrach suchych nastąpi tendencja do opadania głowy. Może to być kompletnym zaskoczeniem, przecież zawsze do tej pory w dół opadały nogi. Taka zmiana wywołana jest innym rozłożeniem gazu w BCD przy idealnie poziomej sylwetce, środek wyporu przesunie się do tyłu. Uzyskanie stanu równowagi będzie również wymagało przesunięcia środka ciężkości do tyłu.

Idealny trym osiągniemy, kiedy przy sylwetce opisanej powyżej, będziemy w stanie utrzymać stałą poziomą pozycję ciała bez pracy płetwami czy rękami. Zmieniając pozycję nóg i rąk będziemy w stanie zmieniać kąt ustawienia ciała w stosunku do pozycji poziomej. Prostując nogi i przesuwając ręce do tyłu spowodujemy podnoszenie nóg do góry, podginając nogi i wyciągając ręce do przodu, spowodujemy podnoszenie głowy do góry.

Przyjęcia działania tylko dwóch sił (wypadkowej siły ciężkości i wyporu) było pewnym uproszczeniem, które świetnie opisywało sytuację. W rzeczywistości wypadkowa obu sił składa się z szeregu mniejszych, które możemy zmieniać w czasie nurkowania a co za tym idzie zmieniać nasz trym. Właściwie mamy wpływ tylko na siłę wyporu. Na którą wpływają tylko elementy naszego ciała i wyposażenia, o gęstość mniejszej od gęstości wody. Na rysunku powyżej zostały przedstawiane, w dużym uproszczeniu dwie składowe siły wyporu: siła wyporności nóg, oraz wyporności rąk w rękawiczkach.

 

Prostując nogi oraz, przesuwając ręce do tyłu powodujemy przesuniecie wypadkowej siły wyporu do tyłu, co powoduje podnoszenie nóg do góry, powrót do pozycji wyjściowej nastąpi po podkurczeniu nóg i wyciagnięciu rąk maksymalnie do przodu, siła wyporu zostanie przesunięta do przodu. Teraz to nogi będą opadać w dół.

Zmieniając ustawienie nóg i rak jesteśmy stanie zmieniać pozycję. Posiadamy idealny trym. Nogi są oddalone najdalej od osi obrotu i to one w decydującym stopniu wpływają na zmianę trymu.

Uwagi praktyczne

Na koniec kilka uwag praktycznych.

Problemy z tendencję do kładzenia na twarz i unoszenia nóg można wyeliminować przesuwając środek wyporu do przodu lub przenosząc środek ciężkości do tyłu. W tym celu można:

Przesuwamy środek wyporu do przodu:

  1. nurkując z skrzydłem, możemy przesunąć skrzydło w stronę głowy, jest to możliwe tylko kiedy w skrzydle są dodatkowe dziurki do zmiany zamocowania.
  2. w jackecie nie ma możliwości regulacji

Przesunięcie środka ciężkości do tyłu (kolejne kroki coraz bardziej drastyczne), dotyczy postępowania, z twinsetem:

  1. przesunąć obręcze butli maksymalnie do góry, do miejsca gdzie butla zaczyna się zwężać.
  2. przesunąć butle maksymalnie do tyło w stosunku do płyty, możliwe jeżeli płyta posiada dodatkowe otwory. Nowe otwory, poniżej tych oryginalnych można również nawiercić samemu, warto wcześniej sprawdzić czy przy nowym ustawieniu sięgniemy do gałek zaworów,
  3. przenieść balast z pasa na stopy butli,
  4. umieścić v-weight poniżej dolnej obejmy,
  5. kiedy to wszystko nie pomaga warto zastosować płytę aluminiową, spowoduje to potrzebę dołożenia dodatkowego balastu, który należy umieścić na stopach butli,
  6. zmiana butli na lżejsze, dodatkowy balast umieszczamy na stopach butli. Butle 12l na 232at są cięższe ważą około 14kg, butle na 200at są lżejsze, ważą około 12kg. Zyskujemy około 4kg, które umieszczamy na stopach butli.
  7. zastosować butle 2x12l, zestaw 2x10l ma większą tendencję do kładzenia na twarz,
  8. zastosowanie twinsetu aluminiowego jest rozwiązaniem najbardziej radykalnym. Takiego rozwiązania nie polecam. Zwiększamy znacznie wielkość i ciężar całego zestawu. Butle aluminiowe są przecież cięższe od butli stalowych, co prawda pod woda to się zmienia, posiadają pływalność prawie zerową, kiedy butle stalowe posiadają pływalność zdecydowanie ujemną.

Zmiana twina na aluminiowy z pewnością pomoże, bo wymaga to dodatkowego balastu, który możemy umieścić bardziej z tyłu ciała. Przesuwamy w ten sposób środek ciężkości bliżej nóg co powoduje że zmniejsz się tendencja do kładzenia na twarz.

Myślę, że jednak nie tędy droga, twinset stalowy jest praktyczniejszy. Zakładając, że butle zostały przesunięte maksymalnie do tyłu a worek maksymalnie do przody (regulacja obejmami) nie pozostaje nic innego jak założyć dodatkowy balast na stopy butli (czyli tak na wysokości pośladków). Po prostu przesuwamy środek ciężkości w stronę nóg. Każde działanie do tego zmierzające pomorze o ile dodany balast będzie przesunięty w dół ciała w stosunki do umownego środka siły wyporny (jak będzie do góry ciała to spowoduje jeszcze większy kładzenie na twarz). Oczywiście, czym balast będzie odsunięty dalej tym będzie działał bardziej efektywnie (większe ramie, większa siła).

 

Problemy z tendencję do opadania nóg można wyeliminować przesuwając środek wyporu do tyłu lub przenosząc środek ciężkości do przodu. W tym celu można:

Przesuwamy środek wyporu do tyłu:

  1. nurkując z skrzydłem, możemy przesunąć skrzydło w stronę nóg, jest to możliwe tylko kiedy w skrzydle są dodatkowe dziurki do zamocowania.
  2. w jackecie nie ma możliwości regulacji

Przesunięcie środka ciężkości do przodu (kolejne kroki coraz bardziej drastyczne)

  1. przesunąć butle maksymalnie do przodu w stosunku do płyty, możliwe jeżeli płyta posiada dodatkowe otwory. Nowe otwory, powyżej tych oryginalnych można również nawiercić samemu, warto wcześniej sprawdzić czy przy nowym ustawieniu jesteśmy w stanie odchylić głowę.
  2. przesunąć obręcze butli maksymalnie do dołu, do miejsca gdzie butla zaczyna się zwężać.
  3. przenieść balast z pasa powyżej górnej obejmy butli,
  4. umieścić v-weight powyżej górnej obejmy.

Wszystkim życzę miłej zabawy. Nikogo nie namawiam aby pływał w pozycji idealnie poziomej. Sam jestem od tego daleki, przedkładam wygodę nad utrzymanie maksymalnie hydrodynamicznej pozycji, ale warto sprawdzić jak zmiana, rozłożenia balastu wpływa na komfort nurkowania. Trymowanie z pewnością nie zaszkodzi a może znacznie pomóc, może wreszcie nogi przestaną opadać w dół. Wszystkim tego życzę.

Na koniec ostatnia uwaga, utrzymanie idealnego trymu pozwala zawisnąć w toni, aby się poruszać do przodu, w ruch należy wprowadzić płetwy. Najbardziej optymalny wydaję się tutaj frog kick, crawl powoli traci pierwszą pozycję.