Schwimmen wie ein Fisch - ein brauchbares Konzept für Schwimmer?

Bild/picture: © Felix Gmünder

Die Hypothese ist, dass man schneller schwimmen kann ohne den Antrieb hart zu trainieren

Auf dieser Website publizierten wir im August 1998 den vom australischen Wissenschaftsjournalisten Daniel Drollette verfassten Artikel "Swim Like a Fish" aus dem britischen Wissenschaftsmagazin "New Scientist". 30 Jahre später kann man mit gutem Gewissen sagen, dass der Artikel immer noch relevant ist, wenn man verstehen will, wie die moderne Crawl-Schwimmtechnik entstanden ist.

Dieser Artikel war nur auf Englisch verfügbar. Auf Grund des grossen Interesses haben wir ihn auf Deutsch übersetzt (Link zum Artikel).

Daniel Drollette befasst sich mit der brennenden Frage, ob es einen anderen Weg gibt schneller zu schwimmen als nur den Antrieb mit möglichst viel trainieren zu verbessern. Touretski, Popov und nach ihnen eine Vielzahl von SchwimmerInnen haben gezeigt, dass dies durch Reduktion des Wasserwiderstandes möglich ist. Man kann dem auch etwas salopp "Schwimmen wie ein Fisch" sagen, weil Fische - vor allem schnelle - sowohl den Widerstand als auch den Antrieb optimiert haben. Schwimmer müssen versuchen, dem Wasser möglichst wenig Widerstand zu bieten, um den Antrieb möglichst effizient zu nutzen.

Das Prinzip "Schwimmen wie ein Fisch" erscheint auf den ersten Blick einleuchtend. Wir sind aber keine Fische. Wörtlich genommen ist der Slogan völlig falsch. Wir können unseren Körper und die Gliedmassen nicht wie Fische bewegen. Aber der Slogan kann uns helfen, uns mit möglichst viel Grazie, Effizienz und grosser Geschwindigkeit durchs Wasser zu bewegen, wie viele Fische und Meeressäuger.

Die hydrodynamischen Gesetze gelten nämlich für alles, was sich im Wasser bewegt.

Ein anderes Modell, das oft verwendet wird, ist jenes einer Rennjacht, die vergleichsweise lang und schlank gebaut ist. Für Schwimmer heisst das, dass sie sich möglichst lang und schlank machen und flach im Wasser liegen sollen, um den Frontalwiderstand klein zu halten. Das Modell des Rennbootes dient zur Visualisierung einer günstigen, stromlinenförmigen Wasserlage und Körperhaltung.

Ein dritter Punkt wird im unten stehenden Artikel von Touretski angesprochen: Zugfrequenz und -länge.

Dieses Thema wurde und wird vor allem in den USA kontrovers diskutiert. Touretskis Idee wurde von der US-Schwimmschule "Total Immersion" aufgegriffen, um damit Geld zu verdienen. Dem Gründer von Total Immersion, Terry Laughlin, wird vorgeworfen, er verstehe vom Wettkampfschwimmen nichts, und man könne dieses "Schwimmen wie ein Fisch" oder "wie ein Rennboot" nicht auf's Wettkampfschwimmen übertragen.

Schwimmtechnik: Schwimmen wie ein Fisch

Quelle / Source: New Scientist, 1. August 1998, No2145
© übersetzung Felix K. Gmünder

Vergiss rohe Kraft

Wenn du wirklich schnell schwimmen willst, hör auf herumzuspritzen, entspann dich und spüre das Wasser. Olympiatrainer Gennadi Touretski erklärt Daniel Drollette, wie man seine Gegner schlägt.

Demütigung im Becken

Beim Schwimmen im örtlichen Freibad von Canberra schoss ein Schwimmer an mir vorbei wie ein Torpedo an einem Schlepper. Ich fühlte mich miserabel. Seine Wellen schüttelten mich durch. Aber das miserable Gefühl dauerte nur so lange, bis ich begriff, dass es sich bei diesem Schwimmer um Alexander Popov handelte, 2-facher Goldmedaillengewinner an olympischen Spielen und Weltrekordhalter über 100 m Freistil. In der Bahn daneben leuchtete der glattrasierte Kopf von Popovs Trainingspartner Michael Klim auf, dem schnellsten 100-m-Delfinschwimmer. Ich war unabsichtlich in den Teil des Beckens geschwommen, in dem diese Eliteathleten gelegentlich trainieren, als Abwechslung zum nahegelegenen Hallenbad des Australian Institute of Sport.

Popov glitt scheinbar mühelos durchs Wasser, in der klassischen Kraulposition mit hohem Ellbogen über dem Kopf, seine langen Arme elegant nach vorne eintauchend. Im Gegensatz dazu schleudert Klim seine Arme gestreckt nach vorne wie eine Windmühle. Beide haben einen eigenen Stil, beide sind Weltrekordhalter. Und beide sind das Produkt der unorthodoxen Ideen ihres Trainers Gennadi Touretski.

Touretski, eine schillernde und manchmal kontroverse Figur, studiert die Bewegung von Fischen und notiert physikalische Formeln auf die Wandtafel in seinem Büro, um die Prinzipien der Hydrodynamik zu erklären. Sein Markenzeichen ist das wissenschaftsbasierte Schwimmtraining, mit dem er die Idee propagiert dass nicht Kraft, sondern Effizienz den Meisterschwimmer ausmacht. Klim und Popov hat er gelehrt, sich wie Fische zu verhalten, Wassergefühl zu entwickeln und durch das Wasser zu gleiten.

Als mittlerweile eingebürgerter Australier ist Touretski ein Produkt der alten Sowjetunion, in der die Nationalmannschaft von bis zu 8 Wissenschaftlern betreut wurde. Er ist ehemaliger Meisterschwimmer mit einem Abschluss als Ingenieur und Ausbildung in Biomechanik, Biochemie, Fluiddynamik und Sportphysiologie. Er ist bekannt dafür mit unkonventionellen Mitteln seine Vorstellungen zu vermitteln: einmal brachte er aufgeblasene Kondome ins Training, um seinen Trainerkollegen die Bedeutung eines steifen Körpers zu demonstrieren. Ohne Luft hingen die Kondome schlaff an der Oberfläche, mit Luft gefüllt glitten sie nach leichtem Anstoss über's Wasser.

Touretskis Schwimmer schwören auf ihn. Beispielsweise wechselte Klim auf seinen Vorschlag zum Windmühlenstil. "Seither schwimme ich eine persönliche Bestzeit nach der anderen," sagte mir Klim später. Popov tönt genauso enthusiastisch: "Er ist der Grund, warum ich Russland verlassen habe." Popov und Klim haben in Australien den Status von Popstars, währenddem Touretski als der Mann gefeiert wird, der das Leistungsschwimmen verändert hat. Einmal von der Aufregung abgesehen bleibt die Frage, wie Touretski und seine Schwimmer dies bewerkstelligen.

Die Antwort, sagt Touretski, während er am Beckenrand entlang geht, liegt teilweise in der Genetik, teilweise in der Technik. Eliteschwimmer bringen gewisse Vorteile mit, beispielsweise einen super leistungsfähigen Stoffwechsel. Einige Langstreckenschwimmer beispielsweise haben ein kardiovaskuläres System, das doppelt soviel Sauerstoff wie jenes normaler, fitter junger Personen in die Muskelzellen transportieren könne. Die haben einen Vorteil, bevor sie überhaupt ins Wasser springen.

Olympische Schwimmer sind meistens gross mit langen Gliedmassen. An Land sehen die beiden Touretski-Schwimmer genauso aus wie lange Basketballlulatsche. Klim misst 1,91 m, Popov kann mit seinen 1,97 m im tiefen Teil des Beckens mit dem Kopf aus dem Wasser stehen. Das Paar ist wie geschaffen zum Schwimmen, oder wie Touretski gesagt hat: "Ihr müsst aus diesem Gottesgeschenk etwas machen." Fragt sich nur wie.

Es gibt zwei Möglichkeiten um schneller zu schwimmen, sagt Touretski. Entweder verbessere die Kraft, mit der du dich antreibst, oder verringere den Wasserwiderstand. Beide Ansätze drehen sich um Schwimmtechnik, aber er denkt, dass der Zweite bei weitem der Bessere sei.

Um den Antrieb zu verbessern könnte man beispielsweise die Zugfrequenz steigern. Aber dann bekommen wir ein Problem, sagt Touretski. Da wirst du schnell müde. Er zitiert eine Passage aus seinem Lieblingsbuch "Fischschwimmen" des holländischen Zoologen John Videlero von der Universität Groningen, die besagt, dass der Energieverbrauch im Wasser mit der Zugfrequenz im Kubik zunimmt. Mit anderen Worten kostet eine Verdoppelung der Armzugsgeschwindigkeit das 8-fache an Energie.

Darüber hinaus hat eine Erhöhung der Zugfrequenz unausweichlich eine Verkürzung der Zuglänge zur Folge, was in starkem Gegensatz zum Verhalten der meisten Tiere steht. Wenn sich diese schneller bewegen wollen, erhöhen sie die Distanz, die mit jeder Bewegung zurückgelegt wird. Touretski kann das an Hand von Videoaufnahmen belegen: Pferde und Känguruhs beschleunigen nicht mit einer Zunahme der Anzahl Schritte pro Sekunde, sondern indem sie die Schrittlänge vergrössern. Touretski glaubt, dass sich Schwimmer gleich verhalten sollten: sich möglichst nach vorne strecken, um möglichst lange Züge ausführen zu können. Popovs erste Goldmedaille in Barcelona 1992 unterstützt diese These. Als er den Amerikaner Matt Biondi schlug, benötigte er statt wie dieser nicht 36 sondern nur 33 Züge für 50 Meter.

Wenn also die Steigerung der Zugfrequenz nicht die richtige Antwort ist, wie wäre es denn mit kräftigeren Armzügen wie ein Traktor durchs Wasser zu pflügen? Bis in die 80er Jahre legten die Schwimmer und Trainer das Hauptgewicht auf die Kraft. Sie liessen sich durch Propeller und Paddel inspirieren. Der typische Schwimmer musste Schultern wie ein bulgarischer Gewichtheber haben, und das Hauptgewicht wurde gemäss Cecil Colwins Buch "Ins 21. Jahrhundert Schwimmen" auf viele Langstreckeneinheiten gelegt. Colwin schrieb, dass die Biomechanik sich fälschlicherweise auf die Wirkung von Propellern anstatt auf das natürliche Fliegen und den Antrieb bei Fischen konzentrierte.

Touretski stimmt Colwin zu, aus physikalischen überlegungen. Die Fluiddynamik sagt uns, dass der Wasserwiderstand durch Form und Oberflächenwiderstand bestimmt wird. Delfine sind darum so schnell, weil sie stromlinienförmig sind und weil ihr Oberflächenwiderstand durch die Vermeidung von energieverbrauchenden Eddies reduziert ist.

Wellenerzeugung

Der menschliche Körper verfügt im Wasser nicht über diese Vorteile. Am störendsten für den Wettkampfschwimmer ist jedoch der Wellenwiderstand, der an der Grenzfläche Luft-Wasser entsteht. Beim Schwimmen an der Oberfläche lässt sich das nicht vermeiden. Physikalisch gesehen schiebt der Schwimmer vor sich eine Wassermasse her, die gegen die Schwerkraft angehoben werden muss. Das kostet den Schwimmer Energie, und zwar umso mehr, je schneller er schwimmt.

Das Problem ist, dass der Wellenwiderstand im Kubik mit der Schwimmgeschwindigkeit ansteigt. Der Widerstand vergrössert sich, wenn der Schwimmer mit dem Körper abrupte und unregelmässige Bewegungen ausführt, z.B. Auf- und Ab- oder Seitwärtsbewegungen, weil diese noch mehr Energieverlust zur Folge haben. Darum ist Touretski davon überzeugt, dass der Versuch, den Antrieb zu verbessern ab einer gewissen Geschwindigkeit ein hoffnungsloser Versuch ist. "Mehr Antriebskraft erzeugt nur höhere Wellen, nicht höhere Geschwindigkeit," sagt er.

Wenn du dir das Wasser nicht gefügig machen kannst, ist es am Besten zu lernen, wie man das Hindernis verkleinern kann, argumentiert Touretski. Das beginnt mit der Reduktion des Wasserwiderstandes. Darum rasiert sich Klim den Kopf. Körperform und -haltung kommt als nächstes. Für Schwimmer bedeutet dies, eine möglichst stromlinienförmige Körperhaltung und Wasserlage einzunehmen. Ein Trick ist, dass man den Oberkörper ins Wasser presst und den Kopf tief hält, einer anderer , wenn man im Kraul möglichst lange in einer Seitenlage schwimmt, um die Frontalfläche klein zu halten. Zur Vermeidung des Wellenwiderstandes empfiehlt Touretski alle abrupten Bewegungen zu vermeiden. Eine eigenartige Eigenschaft des Wellenwiderstandes ist, dass er kleine Schwimmer gegenüber grossen mehr benachteiligt.

Den Wasserwiderstand zu reduzieren kann man lernen. Touretskis Schwimmer werden darauf trainiert, indem sie an ihrer dynamischen Wasserlage und am Wassergefühl arbeiten. Das Augenmerk im Training ist auf die Qualität ausgerichtet und nicht auf die Anzahl geschwommene Kilometer. Seine Vorstellung ist, dass mit konstanter Repetition die Haltung und Bewegungen reflexartig verinnerlicht werden.

Damit es funktioniert ist peinlichst genaues Einhalten jedes einzelnen Details gefordert. "Wenn du es nicht ganz richtig machen kannst, mach lieber nichts," sagt Touretski. Er lässt seine Schwimmer lieber wenig und richtig als viel und falsch Schwimmen. Es geht dabei um das sog. "Muskelgedächtnis".

Nach olympischen Massstäben schwimmen deshalb Popov und Klim sehr wenig. Obwohl das Hauptgewicht auf der Technik liegt, legen sie trotzdem pro Woche ungefähr 70 km zurück. Auf Aussenstehende wirken die Methoden eigenartig. Der US-Trainer Bill Irwin sagte einmal einem Journalisten: "Popov schwimmt lange Serien mit peinlichst genauen Zügen und durchwegs schönem Bewegungsablauf. In 3 Wochen sah ich ihn nie eine Bahn schwimmen, die anstrengend aussah".

Langsam heisst die Devise

Einen Teil dessen, was wir sahen, ist Touretskis Methode des "superlangsamen Schwimmens". Touretski demonstriert das in seinem Büro mit übertrieben langsamem Gehen. Dabei muss er sich darauf konzentrieren, jeden Muskel ganz genau und kontrolliert zu bewegen und das Gleichgewicht zu halten. "Man ist beim langsamen Gehen viel unsicherer und muss dauernd das Gleichgewicht kontrollieren," sagt er. Im Wasser geht es uns genauso. Und wenn ein Schwimmer erst einmal langsam fliessend Schwimmen kann, kann er es schnell erst recht.

Superlangsames Schwimmen zwingt den Schwimmer auch, mit seinen Armen möglichst weit nach vorne zu greifen, um die maximale Zuglänge zu erreichen. Und es befähigt ihn, sich beim schnellen Schwimmen zu entspannen. Wenn du absolut sicher bist, dass deine Hände und Füsse zur rechten Zeit am richtigen Ort sind, gibt es im Rennen weniger hektische Bewegungen und weniger verpuffte Energie. Auf das Entspannen wird oftmals nicht geachtet, aber schon Johnny Weissmüller hatte gesagt, dass das Entspannen bei Höchstgeschwindigkeit der Schlüssel für das Kraulschwimmen ist. (Weissmüller wurde als Tarzan bekannt, aber er war auch bis Popov der Einzige, der an 2 aufeinanderfolgenden olympischen Spielen Gold über die 100 m Freistil holte). Touretski erläutert, dass nicht alle Muskeln gleichzeitig arbeiten. "Das Entspannen der nicht gebrauchten Muskeln bedeutet eine Energieersparnis und verzögert die Ermüdung."

Langsames Schwimmen im Training fördert das Wassergefühl, um vorausschauend den Wasserfluss zu steuern und zu manipulieren. Das tönt aus dem Munde von Schwimmern etwas mystisch, so wie wenn ein Künstler den Blick für die Malerei beschreibt. Das Gefühl sagt dem Schwimmer, wenn es Zeit ist das Wasser zu packen, sich daran zu halten und den Körper mit möglichst geringem Widerstand vorwärtszuziehen.

Sollte superlangsames Schwimmen nichts nützen, um das zu lernen, bringt Touretski seine Schleppmaschine ins Spiel. Diese zieht die Schwimmer mit hoher Geschwindigkeit durchs Wasser, so dass sie jeden Fehler in Bezug auf Körperhaltung, Wasserlage oder Bewegungen der Gliedmassen sofort spüren. Das ist, wie wenn man bei hoher Geschwindigkeit den Arm aus dem Wagenfenster hält. Mit der Handfläche nach unten spürt man den Widerstand sehr viel weniger als mit der Handfläche nach vorne.

Touretskis Methoden zielen darauf, folgende 3 Dinge zu optimieren: Zuglänge, Entspannung und Rhythmus. Rhythmus hilft, abrupte Bewegungen zu vermeiden. Bei einem Krauler nimmt die Geschwindigkeit zu, wenn er zu ziehen beginnt und bremst ab, wenn der Armzug abgeschlossen ist. Wie bei einem Einzylindermotor resultiert ein ungleicher Antrieb. Je grösser die änderungen, desto mehr Energie wird vergeudet.

Zur Erreichung einer konstanten Antriebskraft sollte nach Möglichkeit immer ein Arm ziehen, so dass der Antrieb eher einem Zweizylindermotor ähnelt, in dem ein Kolben die Maschine antreibt, während sich der andere erholt. Touretski lässt dazu seine Schwimmer eine "Kajak-übung machen, in der sie mit einem zweischaufligen Kajakpaddel am Beckenrand stehen und eine imaginäre Fahrt unternehmen. Popov zeigt vor, wie das aussieht, wenn ein Arm immer genau das Gegenteil des anderen macht. Auch hier üben Touretskis Schwimmer, bis ihnen die Technik in Fleisch und Blut übergeht.

Diese ungewöhnlichen übungen und Trainingsmethoden scheinen sich auszuzahlen. Touretskis Schwimmer vergeuden keine Energie mit Wellen werfen. Darüber hinaus konnte Sergei Kolmogorov, leitender Wissenschaftler der russischen Mannschaft nachweisen, dass Popovs flüssige Technik ihn befähigt, bei gleicher Geschwindigkeit 30% weniger Energie aufzuwenden als andere Schwimmer.

Touretski hofft, die Schwimmtechnik seiner Schwimmer noch weiter verbessern zu können. "Ich denke, dass Michael [Klim] mit der Zeit noch besser aussehen wird. Er lernt noch immer, verbessert sich dauernd. Ich kämpfe für eine schöne Technik," sagt er. "Schönheit und Perfektion liegen sehr nahe beisammen."

Daniel Drollette ist ein freischaffender Wissenschaftsjournalist in Australien und wird von der Fulbright Stiftung unterstützt.