功能性訓(xùn)練對提高戰(zhàn)斗機(jī)飛行員抗荷能力的影響

韓先宇 聯(lián)勤保障部隊大連康復(fù)療養(yǎng)中心

人體對+Gz 的耐力取決于頭部眼水平動脈血壓的維持，通過檢測耳脈搏波水平，能夠清楚地了解到飛行員所處的身體抗載荷狀態(tài)，通過使用這一技術(shù)方法，能夠布置研究飛行員抗載荷能力的相關(guān)實驗，了解功能性訓(xùn)練對提高戰(zhàn)斗機(jī)飛行員抗荷能力的影響?，F(xiàn)代高性能戰(zhàn)斗機(jī)的應(yīng)用對飛行員持續(xù)性高G 負(fù)荷能力提出了更高的要求，而提升飛行員+Gz 耐力的方法主要為抗荷服、抗荷動作、正壓呼吸系統(tǒng)、后傾座椅等技術(shù)應(yīng)用，前提基礎(chǔ)是飛行員有一定的身體素質(zhì)，來適應(yīng)高+Gz 帶來的生理反應(yīng)。功能性訓(xùn)練的主要目的在于提升運動員的生理負(fù)荷能力，熟練掌握HP 抗荷動作，強(qiáng)化心肺功能和肌肉力量水平。有氧運動能夠幫助運動員降低心跳頻率，改善心律不齊的生理問題，強(qiáng)化心血管應(yīng)激能力，使飛行員在飛行中集中注意力，保證飛行安全。

一、實驗對象與方法

（一）實驗對象

健康的戰(zhàn)斗機(jī)飛行員20 名，男性，年齡29.8±2.87 歲，身高168—178cm，飛行時間1460.0±482.46h，按《飛行人員體格檢查標(biāo)準(zhǔn)》體檢合格，并有3 次以上離心機(jī)體驗。經(jīng)本次試驗前，應(yīng)試者24h 內(nèi)無繁重體力勞動，睡眠充足，飲食得當(dāng)。受試者清楚實驗內(nèi)容，并自愿參加。

（二）實驗設(shè)備

1.加速耐力測試

本次實驗不使用抗荷裝備，只做HP 動作時的耐力，記錄加速度曲線，受試者耳脈沖博波曲線，主觀反映等。使用六三型載人離心機(jī)，+Gz 增長率為1G/s，達(dá)到預(yù)期G 值后持續(xù)10s。受試者視力或耳脈沖博波幅度下降75%以上，或無法繼續(xù)堅持實驗，最后的測試指標(biāo)作為耐力重點指標(biāo)。

2.心率測試

使用離心機(jī)心電記錄設(shè)備進(jìn)行心理記錄，取受試者達(dá)到預(yù)期G 值，持續(xù)10s 內(nèi)的平均心率。

3.肺活量測試

使用荷蘭產(chǎn)VCYD2A 呼吸流濾儀測量，取3 次測試結(jié)果的最大值。

4.最大呼氣壓力測試

使用北京布萊迪儀器儀表有限公司生產(chǎn)的微壓表接軟管和接嘴測量。在測量過程中需要用接嘴密封口部周圍，以最大力向外呼氣，指針穩(wěn)定3s 以上為數(shù)值有效，取3 次測試結(jié)果的最大值。

（三）實驗動作

本次實驗應(yīng)用耿喜臣[1]提出的2.5s 抗荷正壓呼吸動作HP動作，本動作共有兩個部分。

第一，小腿、大腿、腹部、胸部、肩部等全身肌肉持續(xù)緊張用力。

第二，重復(fù)進(jìn)行每個周期2.5s 地用力呼吸。在吸氣在最大程度的2/3 時，發(fā)出“喝”音，并在0.5S 內(nèi)進(jìn)行中等量的吸氣；吸氣后發(fā)出“潑”音，持續(xù)2.0s 地用力呼氣；呼氣是雙唇形成節(jié)門，提供胸腔內(nèi)壓的必需阻力；吸氣時腿和腹部肌肉持續(xù)用力，呼氣時腹部和胸部肌肉緊張用力。

一次呼吸結(jié)束以后進(jìn)行下一個呼吸周期，持續(xù)到+Gz 暴露結(jié)束。

（四）實驗方法

1.訓(xùn)練方法

本次實驗共持續(xù)12 周，使用心率控制法控制心肺功能訓(xùn)練強(qiáng)度，使用最大重復(fù)量的方法控制力量訓(xùn)練強(qiáng)度，在每次實驗前和試驗后采用放松活動進(jìn)行協(xié)調(diào)性訓(xùn)練。受試者分別在訓(xùn)練前、訓(xùn)練4 周后、訓(xùn)練12 周后進(jìn)行耐力、呼吸功能、心理、力量負(fù)荷變化測試，按《中國人民解放軍訓(xùn)練與考試大綱》實施，并對測試結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析。

1）心肺功能訓(xùn)練：采用心率儲備法，對受試者進(jìn)行75%—90%心率儲備強(qiáng)度的20—30min 的有氧訓(xùn)練，訓(xùn)練項目包括跑步、爬臺階、徒手健身操、功率腳踏車、劃船等。

2）力量素質(zhì)訓(xùn)練：針對下肢肌群、腹部肌群、胸部呼吸肌、輔助呼吸肌等特定的肌肉群進(jìn)行訓(xùn)練，兼顧頸部肌肉、脊柱肌肉及上肢肌肉群的訓(xùn)練，主要項目有臥推、臥蹬、負(fù)重深蹲起、立臥撐起跳、負(fù)重或斜板仰臥起坐、大阻力劃船練習(xí)、負(fù)重俯臥撐及單雙杠練習(xí)。同時，在力量訓(xùn)練中配合HP 動作，并重復(fù)8-12 次最大重復(fù)量為力量負(fù)荷，以保證訓(xùn)練強(qiáng)度。

2.數(shù)據(jù)處理方法

本次實驗對基礎(chǔ)耐力、HP 動作耐力、HP 動作抗荷效果和心率指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，采用重復(fù)測量資料的方差分析，以數(shù)值t 檢驗分析最大呼氣壓力和肺活量的差異顯著性，測定結(jié)果以均屬±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示。其中，計算公式為：心率儲備=220-年齡-安靜心率；訓(xùn)練心率=訓(xùn)練心率百分?jǐn)?shù)×心率儲備+安靜心率；+Gz 耐力=[心理水平收縮壓（mmHg）-40]/[心眼距離（cm）/1.28]。

二、實驗結(jié)果

（一）耐力素質(zhì)變化結(jié)果

與訓(xùn)練前相比，訓(xùn)練4 周后飛行員的HP 動作耐力（G）素質(zhì)有所提高；在訓(xùn)練12 周后，基礎(chǔ)耐力（G）、HP 動作耐力（G）、HP 動作抗荷效果（G）項目結(jié)果變化非常顯著；與訓(xùn)練4 周后相比，飛行員的HP 動作耐力（G）和HP 動作抗荷效果（G）項目結(jié)果變化非常顯著。

（二）呼吸功能變化結(jié)果

本次實驗中，飛行員訓(xùn)練前肺活量（L）的測試結(jié)果為（3.62±0.59），訓(xùn)練4 周后肺活量（L）的測試結(jié)果為（3.99±0.47）（P＜0.05），訓(xùn)練12 周后肺活量（L）的測試結(jié)果為（4.68±0.31）（P＜0.01）；訓(xùn)練4 周后最大呼氣壓力（kPa）的測試結(jié)果為（22.24±6.11）（P＜0.05），訓(xùn)練12 周后最大呼氣壓力（kPa）的測試結(jié)果為（25.19±7.68）（P＜0.01）。與訓(xùn)練前相比，訓(xùn)練12 周后飛行員的肺活量（L）素質(zhì)變化非常顯著；與訓(xùn)練4 周后相比，訓(xùn)練12 周后飛行員的肺活量（L）素質(zhì)變化顯著。與訓(xùn)練前相比，訓(xùn)練12 周后飛行員的最大呼氣壓力（kPa）項目結(jié)果變化非常顯著；與訓(xùn)練4 周后相比，訓(xùn)練12周后飛行員最大呼氣壓力（kPa）項目結(jié)果變化非常顯著。

（三）心率變化結(jié)果

本次實驗中，飛行員在安靜狀態(tài)下（n=7），訓(xùn)練12 周后心率（次/min）的測試結(jié)果為（66.25±7.69）（P＞0.05）；在基礎(chǔ)3.0G 下（n=5），訓(xùn)練4 周后心率（次/min）的測試結(jié)果為（111.20±6.29）（P＜0.05），訓(xùn)練12 周后心率（次/min）的測試結(jié)果為（110.17±6.21）（P＜0.05）；在基礎(chǔ)4.0G 下（n=4），訓(xùn)練4周后心率（次/min）的測試結(jié)果為（126.47±8.82）（P＞0.05），訓(xùn)練12 周后心率（次/min）的測試結(jié)果為（114.95±5.28）（＜0.05）；在HP（beat/min）動作5.0G 動作下（n=4），訓(xùn)練4 周后心率（次/min）的測試結(jié)果為（163.19±11.86）（P＞0.05），訓(xùn)練12 周后心率（次/min）的測試結(jié)果為（158.82±11.71）（P＞0.05）。訓(xùn)練4 周后與訓(xùn)練前相比，基礎(chǔ)3.0 心率變化顯著；訓(xùn)練12 周后，與訓(xùn)練前相比基礎(chǔ)3.0G、基礎(chǔ)4.0G 指標(biāo)變化明顯。

（四）力量素質(zhì)變化結(jié)果

本次實驗中，飛行員訓(xùn)練4 周后負(fù)重深蹲起的力量（kg）負(fù)荷的測試結(jié)果為（87.86±18.72）（P＜0.05），訓(xùn)練12 周后負(fù)重深蹲起的力量（kg）負(fù)荷的測試結(jié)果為（92.43±22.51）（P＜0.01）。與訓(xùn)練前相比，訓(xùn)練4 周后飛行員的力量素質(zhì)測試結(jié)果變化顯著；與訓(xùn)練前相比，訓(xùn)練12 周后飛行員的力量素質(zhì)測試結(jié)果變化非常顯著。

三、結(jié)果討論

（一）飛行員進(jìn)行功能性抗荷訓(xùn)練的必要性

現(xiàn)代高性能戰(zhàn)斗機(jī)在機(jī)動飛行是所產(chǎn)生的持續(xù)性高G 負(fù)荷對飛行安全的影響非常突出，通過對飛行員進(jìn)行抗荷動作和能力的訓(xùn)練，能夠幫助飛行員提升+Gz 的耐力水平，保障飛行安全[2]。人體對+Gz 的那里直接取決于頭部眼水平動脈血壓的維持，通過為飛行員布置功能性訓(xùn)練內(nèi)容，能夠穩(wěn)定期心率和血壓，利于血液回流，保證回心血量，保證飛行員的高空作業(yè)安全。同時，飛行員自做的抗荷動作為屏氣和腹部緊張用力，使胸內(nèi)血壓明顯增高，直接作用于心臟和主動脈，但是在飛行時受到HSG 作用，血液向下半身轉(zhuǎn)移，這種技術(shù)動作就會導(dǎo)致血液回流的血量減少。通過功能性訓(xùn)練，能夠強(qiáng)化飛行員技術(shù)動作的一致性，使飛行員的自做抗荷動作在實際飛行中加以抵制，以維持眼水平的動脈血壓。

（二）主要影響飛行員抗荷能力的訓(xùn)練項目

飛行員的力量素質(zhì)訓(xùn)練包括耐力訓(xùn)練和力量訓(xùn)練的兩個部分，高阻力、低重復(fù)次數(shù)的訓(xùn)練能夠強(qiáng)化肌肉纖維強(qiáng)度和韌性，從而提高人體肌肉的力量水平，而低阻力、高重復(fù)次數(shù)的訓(xùn)練能夠提升肌肉的耐力水平。在飛行員訓(xùn)練的HP 動作當(dāng)中，要求飛行員小腿、大腿、腹部、胸部和手臂處的肌肉持續(xù)緊張用力，達(dá)到相適應(yīng)的肌肉靜力水平，而高性能戰(zhàn)斗機(jī)在飛行載荷增長率高的特點下，飛行員必須擁有強(qiáng)大的肌肉爆發(fā)能力[3]。因此，力量訓(xùn)練在飛行員抗荷能力訓(xùn)練中的地位非常重要。此外，飛行員的身體頻繁做出抗荷動作，高頻率地使用抗荷正壓呼吸系統(tǒng)，就會導(dǎo)致飛行員短期內(nèi)的體力消耗過大，身體疲勞帶來的氧氣供給變低[4]。因此，高性能的心肺功能訓(xùn)練必不可少。

（三）功能訓(xùn)練對人體抗荷能力的影響效果

在本次實驗過程中，參與本次實驗的飛行員通過特定的12周抗荷訓(xùn)練，其基礎(chǔ)耐力和抗荷能力均有所提高，通過基礎(chǔ)耐力的測試，我們能夠清楚飛行員進(jìn)行心肺功能訓(xùn)練不會因為神經(jīng)高度緊張而降低G 耐力，相反，能夠改善心血管系統(tǒng)的應(yīng)激代償能力而提升G 耐力。此外，在呼吸功能的變化中，雖然最大呼吸壓力的結(jié)果變化不顯著，但是不能排除最大呼吸壓力對G 耐力提升是有幫助意義的，這是因為HP 抗荷動作的特點要求使飛行員呼吸方式改變，加重了呼吸肌的負(fù)擔(dān)，因此，二者關(guān)系還需要進(jìn)一步的實驗和分析。在有載荷情況下，飛行員的身體血液因載荷造成血液向下身轉(zhuǎn)移，導(dǎo)致心臟回血量不足，心臟負(fù)擔(dān)加重。功能性訓(xùn)練能夠降低飛行員心率水平，證明心功能強(qiáng)化能夠降低單位時間內(nèi)心臟的搏動次數(shù)。下肢肌肉力量變化時飛行員必需的，在高+Gz 情況下，肌肉緊張能夠阻止血液的向下身移動，保持心水平收縮壓的不降低，進(jìn)而提高了飛行員的抗載荷能力水平。