三、手划水时的升力与阻力

由于人体肩关节与手臂的解剖关系限制原因，所以手臂划水动作所产生的力的方向不是直接指向游进方向，而是与游进方向之间有一定的夹角。有效的游泳推进力只是水对手作用力F在游进方向上的分力FZ，实际上游泳的推进力是由升力和阻力在游进方向上的分量构成的。如图2-14所示，OZ表示运动员游进方向，手掌沿V的方向划水，阻力D在游进方向分量DZ和升力L在游进方向分量LZ合成为游泳的推进力FZ。

游泳推进力的本质就是靠肢体动作产生的升力和阻力。为了能计算游泳运动员划水时的推进力大小，必须先测定游泳运动员的手的升阻系数。美国纽约哥伦比亚大学的Schileihauf采用水槽试验手段，用1：1的人手掌模型测定人手的升阻力系数，测定结果表明，所采集数据可以解释划水过程中升力与阻力的变化问题。他的试验是将手模型对水流的方向分成8个方位，即8个对水流方向的角度，在每个对水流角度的情况下，手的攻角a从0°变化到90°。

在水槽中逐一测定各对水流方向角度下，手掌的攻角0°变化到90°时手模型的升力系数与阻力系数，测定结果升力系数随攻角a的增大趋向上升，中间在40°至50°之间为升力系数最大值，然后随攻角a的继续增加开始下降。曲线所表示的阻力系数是随攻角a的增加而加大，至攻角为90°时达到阻力系数的最高值。

决定划水过程中升力与阻力的大小的另一因素是手掌面积的大小，以及它在相对水流运动时的姿态。Remmonds和Bartlett曾对手掌的姿态和攻角作过风洞试验。试验结果发现：当手掌并拢，攻角相对气流50°时，手掌可获得的最大升力为12N。

此时，手掌的大拇指与其余四指为同一方向。但大拇指与其余并拢的四指之间有一较宽的空隙。试验结果认为大拇指处于这一位置有助于调节气流，使手掌获得的稳定的升力姿态，并认为大拇指收展与否，与手掌攻角的稳定保持相关，其功能如同飞机的襟翼作用。