我们在游泳时获得的推进力主要来自手和脚，但手脚是在不同的水下环境中做功。虽然创造了几乎所有的水下推进力，但是手脚发力的流体动力学原理却差别很大。
为了产生推进力，发力的手脚表面必须相对水做向后的运动。当手划到肩前大约一英尺的位置时，开始产生推进力。因为在推动力开始出现时，手还位于身体的前面和侧面，所以身体运动产生的涡流对手划动的水域没有影响。等有影响时，划水动作也结束了。换句话说，在手提供推进力的大部分时间段，手向后推动的是相对静止的水。但是脚的情况就不同了。
每个向前游进的运动员身后都尾随着一股涡流(尾波)，这是身体向前移动时，把水劈开，使水沿着身体流动形成的。这个漩涡变成了一股跟在游泳者身后的水流。正是由于这股水流的存在，才使紧跟某个运动员的另一名运动员能够搭上顺风浪。泳者身材越高大，游速越快，漩涡就越大，水流就越快。运动员身后的尾波可以绵延几英尺，从脚后呈漏斗状向外扩散，但不会往水下扩散很深。这股水流很宽，甚至可以波及隔壁泳道，使紧随其后的运动员多少沾点光。最有名的例子发生在北京奥运会赛场。在4×100男子接力项目比赛中，美国老将贾森·雷扎克(Jason Lezak)就搭乘了法国选手阿兰·伯纳德(Alain Bernard)的尾波。雷扎克一路乘浪追赶，完成了历史上最快的一程接力。
贾森·雷扎克(Jason Lezak)一路乘浪追赶，完成了历史上最快的一程接力，为美国队获得男子4×100米自由泳接力立下功劳
因为脚所提供的大多数推进力都在这股水流中生成，所以这股水流影响了打腿的动力学。相对于游泳池里的某一个固定参照点，运动员在俯卧打海豚腿时，只在下打开始时，脚是向后运动的。脚上打时几乎没有向后的运动。然而，脚的上打和下打动作都能够产生推进力。其原因在于，脚只需相对于水做向后运动就行了。因为水是向前流动的，所以除了向后运动产生推进力外，脚的上打和下打也可以产生推进力。
当两脚穿越身后的涡流做上打和下打运动时，在脚后又形成另一个小漩涡，这股小漩涡使海豚腿的动力学研究变得更加复杂。因为脚的主要运动方向是向上、向下和向前，所以两脚运动造成的涡流有点像一条支流，最后将汇聚到运动员身后的大涡流中。这条支流通常能增加运动员身后向前流进的水量，为他身后的涡流提供更强的流体动力。
利用竞赛俱乐部的速度计技术，通过记录运动员上打或下打后身体游进速度以及加速度的变化情况，我们可以得知，脚在每个方向上运动可以产生多大的推进力。运动员俯卧打海豚腿时，其下打动作包括膝盖的伸展和髋部的弯曲，上打动作包括髋部的伸展和膝盖的弯曲。从运动生物力学的角度看，下打动作比上打动作更有力。另外，打腿速度超快的运动员，凭借灵活非凡的脚踝，其脚下打时相对于水做向后运动的表面积(脚背)大于脚上打时的表面积(脚底)。
例如，在健身房里训练下打动作时，我的运动极限是连续50次举起70磅的重物。然而，训练上打动作时，我的运动极限仅仅是连续30次举起30磅的重物。这两项运动的差异表明，下打动作的力量至少是上打动作的两倍。因此，在分析运动员的海豚腿动作时，人们期望看到，身体的移动速度和加速度的峰值出现在下打阶段，而不是上打阶段。当运动员俯卧在水中打海豚腿时，我们所看到的正是期望的结果。然而，当其上打时，速度峰值与速度低值之差较小；下打时，速度变化较大。上打与下打在这项指标上的差异令人颇感意外。
在下一篇文章中，我们将详细分析运动员分别采用俯卧、仰卧和侧身打海豚腿时，他在加速度、速度以及速度峰值与低值之差等项目上测得的数据。
文 | 老加里·霍尔 译 | 杜淑娴
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