民航飛行學員航空體育專項器械訓練效果實證研究
——基于旋梯訓練對基本生理參數(shù)的影響

中國民用航空飛行學院體育部

人體受到過大或多變的直線加速度或角加速度運動刺激時，常會引起惡心、嘔吐、心跳加速、血壓升高和眩暈等現(xiàn)象[1]，在駕駛或乘坐各類交通工具和宇航器以及參與軍事活動過程中，經常會出現(xiàn)上述不適癥狀[2]。從安全角度考慮，這些不良反應會極大地影響人體正常完成相關的工作或任務。因此，對抗或消除該方面的不良反應一直是軍事、航空和航海等領域的研究熱點[3-4]。

生理學和醫(yī)學領域研究證實，通過相應的訓練能夠提高人體適應上述環(huán)境的能力，避免出現(xiàn)或減輕不良反應，也就是俗稱的習服。根據這一特點，軍事航空、航海和民用航空領域都設計了大同小異的訓練方法[5]，能夠提升人體的適應能力[6-7]。還有航空類院校的學者將專項訓練與體育課程相結合，探討了二者的優(yōu)化組合、訓練科目選擇和訓練強度等問題[8]。本研究通過實驗實證，探討旋梯訓練對基本生理參數(shù)的影響，為航空體育器械訓練提供可靠的科學依據。

一、研究對象、步驟和方法

（一）研究對象

經過航空體育器械旋梯訓練后，被試人員的生理反應。從生理指標獲取的難易程度和實用性，主要測量被試者的心率、血壓、自主神經反應等。另外，實驗過程中也會關注和記錄被試者的主觀感受。

（二）實驗流程

研究的主要目的是揭示旋梯訓練對人體生理參數(shù)的影響，由此實驗流程設計如下：

1.受試者招募

招募中國民航飛行學院飛行技術專業(yè)大一男生100 人，此前未接受過航空體育器械訓練（包括旋梯訓練、固滾和活滾訓練）。

2.技能習得階段

由從長期從事旋梯訓練教學的專業(yè)體育教師教授使用旋梯的方法（正轉和反轉），受試者按照一周 3 次，每次 30 分鐘的計劃進行練習，該階段安排為 30 天。

3.受試者篩選和分組

受試者在技能習得階段結束后的第 3 天（期間不進行旋梯訓練），參加旋梯能力分組測試，測試時間為早上 9：00～11：00。測試前一天，知會所有受試者保證充足睡眠以及測試前進食早餐。根據受試者學習技能階段的表現(xiàn)和以往的教學經驗，規(guī)定 3 分鐘，完成 15～20 次，分為 I 組（33 名）；高于 20 次，分為 II 組（50 名）。測試成績低于 15 次者，將不再參與后續(xù)研究，共計11 人。旋梯能力分組測試后 3 天，在未參與劇烈運動的條件下，測量 I 組和 II 組受試者的基礎數(shù)據（身高、體重、心率和選擇反應時等）。而后，分別完成 1 組×（15 個正轉+15 個反轉）和 1 組×（20 個正轉+20 個反轉）后，即刻采集相應的生理指標（此生理采集點命名為“訓練前旋梯運動”）。

4.正式訓練和數(shù)據采集

正式訓練時間為三個月，分為兩階段（第 1 個月為第一階段，第 2～3 個月為第二階段）。利用儀器和設備（見“測試設備和數(shù)據采集”）全程監(jiān)控受試者的心率和血壓，并按照實驗設計，在兩個階段采集受試者的生理指標。訓練的頻率和強度，具體安排如下：

（1）I 組，訓練安排為每周 3 次，每次完成 3 組×（15個正轉+15 個反轉）。

（2）II 組，訓練安排為每周 3 次，每次完成 3 組×（20個正轉+20 個反轉）。

生理指標采集安排在每個階段的最后一周，即第 4 周和第12 周。要求 I 組和 II 組的受試者分別完成1 組×（15 個正轉+15 個反轉）和 1 組×（20 個正轉+20 個反轉）后，采集相應的生理指標，具體采集辦法見“測試設備和數(shù)據采集”。另外，在正式訓練完成中，I 組和 II 組分別有 5 名和 8 名受試者退出測試。

（三）測試設備和數(shù)據采集

1.心率

受試者佩戴心率帶（AH10，Polar，芬蘭）按規(guī)定完成測試，利用心率表（M430，Polar，芬蘭）讀取和記錄運動后即刻的心率。

2.血壓

受試者佩戴腕式血壓計（8900A，魚躍，中國），記錄完成測試后即刻的收縮壓和舒張壓。

3.五次選擇反應時

受試者完成測試后，立即完成五次選擇反應時測試（FYS-1，上?？禐獒t(yī)療，中國），并記錄數(shù)據。

表1 I 組旋梯訓練前和旋梯訓練兩階段的生理參數(shù)變化（n=28）

表2 II 組旋梯訓練前和旋梯訓練兩階段的生理參數(shù)變化（n=42）

（四）研究方法

1.專家訪談法

向航空生理學、運動生理學和航空院校體育教學等領域具有副教授及以上職稱專家，經驗豐富的民航飛行員（駕齡 10年以上）進行訪談。

2.文獻資料法

利用中國知網（CNKI），以“民航飛行學員”“體能”“航空體育器械”和“旋梯訓練”等為關鍵詞，搜索到 350 多篇學術論文進行閱讀和梳理，為研究提供了理論支撐。

3.數(shù)量統(tǒng)計法

根據研究獲得數(shù)據的特征，采用合理的統(tǒng)計學方法，并利用 SPSS 21.0 和 EXCEL 處理。

二、結果

表1表明了 I 組受試者在訓練過程中兩個階段的生理指標與基礎數(shù)據和訓練前的差異情況。①心率方面：訓練前旋梯運動、訓練第一階段和第二階段的心率都與基礎數(shù)據存在明顯差異；并且上述前三者之間也存在明顯差異。然而，訓練后的心率呈現(xiàn)明顯的下降趨勢。② 收縮壓方面：訓練前旋梯運動、訓練第一階段的收縮壓與基礎數(shù)據存在明顯差異；訓練第二階段的收縮壓與基礎數(shù)據無明顯差異，與訓練前旋梯運動和訓練第一階段存在明顯差異。③ 舒張壓方面：四個階段的數(shù)據之間不存在明顯差異。④五次選擇反應時方面：訓練前旋梯訓練、訓練第一階段和第二階段之間不存在差異，都與基礎數(shù)據存在明顯差異。并且數(shù)據呈下降趨勢。

表2表明了 II 組受試者在訓練過程中兩個階段的生理指標與基礎數(shù)據和訓練前的差異情況。①心率方面：訓練前旋梯運動、訓練第一階段和第二階段的心率都與基礎數(shù)據存在明顯差異；且上述前三者之間也存在明顯差異。訓練后的心率呈現(xiàn)明顯的下降趨勢。②收縮壓方面：訓練前旋梯運動、訓練第一階段和第二階段的收縮壓與基礎數(shù)據存在明顯差異；訓練第二階段的收縮壓與訓練前旋梯運動和訓練第一階段存在明顯差異；訓練第一階段與訓練前旋梯運動無明顯差異。③舒張壓方面：訓練前旋梯運動與基礎數(shù)據存在明顯差異；其他三者之間無明顯差異。④五次選擇反應時方面：訓練前旋梯運動、訓練第一階段和第二階段都與基礎數(shù)據存在明顯差異；訓練第二階段與訓練前旋梯運動存在差異，與訓練第一階段無明顯差異。

三、討論

旋梯作為航空體育器械的一種，主要用于人體的旋轉訓練，其生理基礎是通過旋梯訓練，人體對旋轉環(huán)境能夠產生習服。

從數(shù)據來看，無論 I 組（對旋轉相對不適應）和 II 組（對旋轉相對適應）的人群在經過旋轉訓練后，旋梯運動后的即刻心率和收縮壓與訓練前旋梯運動和基礎數(shù)據存在明顯差異，心率方面的變化與其他學者的研究結果相符合[9]。這種差異變化，以及心率和收縮壓降低的變化趨勢，都與通常情況下地面訓練的心率和收縮壓的表現(xiàn)保持了一致。另外，除 II 組受試者訓練前旋梯運動后舒張壓與基礎數(shù)據存在差異外，兩組受試者的舒張壓在其他各階段的變化都不存在明顯變化，這說明舒張壓對旋轉強度（G 值）刺激不敏感。而且從心率數(shù)據來看，經過旋梯訓練后人體產生習服，實驗采取的旋梯訓練強度相對于人體逐漸減小。

選擇反應時主要體現(xiàn)了人體的認知過程。值得注意的是，經過旋梯訓練后，人體的反應時雖整體有所提升，但并未得到實質性的改善，并且與基礎數(shù)據存在較大差異。

四、結語

（1）旋梯訓練對于人體心血管系統(tǒng)能夠產生習服作用，旋梯訓練能有效滿足飛行學員的心血管系統(tǒng)的訓練。

（2）旋梯訓練過程中，可以將生理學指標應用到飛行學員的航空體育器械訓練中，用于判斷學員的訓練狀態(tài)和效果。

（3）認知過程對飛行員處理突發(fā)事件或情況至關重要，但旋梯訓練對于人體的認知過程并未見明顯改善；因此對這方面的訓練研究，需做進一步探討。