基礎(chǔ)性抗荷體能高效訓(xùn)練方案對飛行學(xué)員力量素質(zhì)提升的驗證研究

李 玉， 鄒志康， 張 新， 牛建勛， 李紹碩， 黃亞瓊， 任 翔，張勝濤，張曉川，王安利*

在黨中央提出強軍興軍戰(zhàn)略思想的背景下，增強軍人體質(zhì)、提高軍人體能是促進人與武器裝備有機結(jié)合、提升軍人戰(zhàn)斗力的重要環(huán)節(jié)，對推進實戰(zhàn)化軍事訓(xùn)練、打贏現(xiàn)代戰(zhàn)爭具有基礎(chǔ)性作用，也是軍事體育訓(xùn)練的根本目標（林建棣等，2019）。軍事體育是軍事訓(xùn)練的基本組成部分，也是體育運動的一部分（林建棣等，2018）。新修訂的《中華人民共和國體育法》第一百二十一條明確規(guī)定“中國人民解放軍和中國人民武裝警察部隊開展體育活動的具體辦法，由中央軍事委員會依照本法制定”。因此，軍事體育訓(xùn)練計劃的制定需要在滿足競技體育訓(xùn)練相關(guān)原則的同時，滿足軍事體育訓(xùn)練的需求。如何將競技體育中成熟的訓(xùn)練理論與經(jīng)驗遷移到軍事體育訓(xùn)練中，提升軍事訓(xùn)練水平，提高訓(xùn)練效率及我軍戰(zhàn)斗力是亟需解決的問題。

飛行員的力量素質(zhì)對于飛行員的抗載荷能力及飛行員頸部及腰部等脊柱相關(guān)損傷的預(yù)防等至關(guān)重要（Gomes et al.，2022；Honkanen et al.，2018）?？茖W(xué)、高效地提升飛行員體質(zhì)，尤其是力量素質(zhì)，是提高飛行員抗載荷能力，解決飛行員身體狀態(tài)與飛機性能、作戰(zhàn)環(huán)境相互適應(yīng)等問題的關(guān)鍵（盧志平等，2010；鄒志康等，2018）?，F(xiàn)有相關(guān)研究主要針對青少年航空院校學(xué)生、訓(xùn)練基地飛行員提升抗荷體質(zhì)訓(xùn)練（王小冰等，2013；薛霞等，2018；張靈婕等，2019），但鮮見航空院校飛行學(xué)員基礎(chǔ)性抗荷體能訓(xùn)練，尤其是力量素質(zhì)的相關(guān)研究。因此，飛行學(xué)員抗載荷基礎(chǔ)體能訓(xùn)練方案及體系的制定研究迫在眉睫。

本研究以航空院校飛行學(xué)員為研究對象，將競技體育中成熟的體能訓(xùn)練理論體系和實踐經(jīng)驗與飛行學(xué)員基礎(chǔ)性抗荷體能訓(xùn)練緊密結(jié)合，研究飛行學(xué)員基礎(chǔ)性抗荷體能訓(xùn)練方案，以提升飛行學(xué)員基礎(chǔ)抗荷體質(zhì)。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

采用整群隨機抽樣法，將某飛行學(xué)院2018級144名男性學(xué)員隨機平均分為實驗組和對照組，得益于實驗前的充分動員、學(xué)院的高效組織以及受試者很好的依從性，最終138名飛行學(xué)員完成實驗，實驗組68名，對照組70名。

1.2 研究方法

1.2.1 實驗設(shè)計與訓(xùn)練方案

采用隨機對照實驗研究，干預(yù)周期為12周。實驗前（0周）進行實驗指標采集作為基線，并于實驗中期（6周）、實驗后期（12周）對實驗指標再次測試，分析比較干預(yù)前后力量指標變化情況。

基礎(chǔ)性抗荷體能高效訓(xùn)練方案由兩部分組成，以力量訓(xùn)練為主（下肢力量訓(xùn)練為訓(xùn)練重點），高強度間歇訓(xùn)練（high intensity interval training，HIIT）為輔。其中，力量訓(xùn)練方案：每周2次，分別安排在周三、周六19：00～20：30，每次90 min，具體訓(xùn)練內(nèi)容包括熱身準備活動、主要訓(xùn)練內(nèi)容以及放松整理活動3部分。熱身準備活動10 min，包括慢跑 2 min、動態(tài)拉伸 3～5 min、動作準備2 min和神經(jīng)肌肉激活2 min。主要訓(xùn)練內(nèi)容70 min，包括下肢力量訓(xùn)練25～30 min，訓(xùn)練動作為深蹲、硬拉、單腿蹲、負重弓步；上肢訓(xùn)練25～30 min，訓(xùn)練動作為臥推、俯身劃船、飛鳥、負重俯臥撐；核心訓(xùn)練10～15 min，訓(xùn)練動作為負重卷腹、負重背起、核心穩(wěn)定性訓(xùn)練；下肢、上肢和核心3部分訓(xùn)練內(nèi)容間隔2～3 min，各部分不同訓(xùn)練動作循環(huán)訓(xùn)練，訓(xùn)練強度、組間間歇如表1所示。放松整理活動10 min，主要為10個靜態(tài)拉伸動作。其中，訓(xùn)練負荷根據(jù)學(xué)員最大力量測試結(jié)果制定，訓(xùn)練負荷的調(diào)整主要參照“2-2法則”，即在某負荷強度下，連續(xù)兩次訓(xùn)練的最后一組，能夠比目標重復(fù)次數(shù)多做2次，則負荷強度需要增加。HIIT方案參考Sperlich等（2011）的研究，采用功率自行車方式，每周3次，分別安排在每周二、周四、周六的早操時間（06：00～06：30），每次訓(xùn)練總時長20～30 min，包括熱身準備活動、HIIT訓(xùn)練、放松整理活動3部分。熱身準備活動3～5 min，包括尋找自己固定編號的自行車，調(diào)節(jié)自行車座高度以及緩慢蹬車熱身。HIIT訓(xùn)練時間總計10 min，采用全力沖刺，間歇期50%～60% HRmax，沖刺時間與間歇時間為60 s/60 s，訓(xùn)練過程中佩戴固定編號的Polar表（Team Pro，POLAR，F(xiàn)inland）進行訓(xùn)練監(jiān)控。放松整理活動5～10 min，包括放松蹬車3～5 min，4個靜態(tài)拉伸動作放松。對照組體能訓(xùn)練由學(xué)院根據(jù)《軍事體育訓(xùn)練大綱》（張金輝等，2018）要求制定訓(xùn)練內(nèi)容。其中，耐力訓(xùn)練以3 000 m跑為主，力量訓(xùn)練以引體向上、俯臥 撐、仰臥起坐等徒手力量訓(xùn)練為主（表1）。

表1 飛行學(xué)員傳統(tǒng)抗荷體能訓(xùn)練與高效抗荷體能訓(xùn)練內(nèi)容對比Table 1 Training Content Comparison of TraditionalAnti-G Constitution Training and High EfficiencyAnti-G Constitution Training

1.2.2 實驗指標

采用全身等長肌力檢測系統(tǒng)（Dr.Wolff，德國）測試飛行學(xué)員下肢蹬伸、軀干屈曲和伸展、上肢推和拉最大等長肌力。測試全程嚴格按照操作要求進行，各指標實驗前、實驗中期、實驗后期測試均由同一人、同一儀器完成，學(xué)員測試順序隨機安排。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

指標數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0進行統(tǒng)計分析。采用重復(fù)測量方差分析進行2×3（實驗處理×?xí)r間）處理。分析實驗前測（0周）、中測（6周）、后測（12周）各指標變化。所測得數(shù)據(jù)以平均值±標準差（M±SD）表示，顯著性水平為P＜0.05，極顯著性水平P＜0.01。

2 研究結(jié)果

2.1 受試者基本情況

數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果顯示，實驗前，實驗組與對照組飛行學(xué)員各指標均無顯著性差異（表2）。

表2 實驗組和對照組基線基本情況Table 2 The Baseline Data of Experimental Group and Control Group n=138

2.2 實驗期間飛行學(xué)員等長肌力變化情況

實驗期間，實驗組與對照組左右側(cè)下肢蹬伸等長肌力、軀干屈曲和伸展等長肌力、上肢推和拉等長肌力變化情況如表3所示。

表3 實驗期間等長肌力變化情況Table 3 Changes of Isometric Strength during the Experiment

2.2.1 下肢蹬伸等長肌力測試結(jié)果

左側(cè)下肢蹬伸等長肌力雙因素重復(fù)測量方差分析顯示，實驗組和實驗組與測試時間的交互作用在統(tǒng)計學(xué)上有顯著意義。其中，實驗組（F=137.112，P＜0.001），實驗組×?xí)r間（F=27.440，P＜0.001）。簡單效應(yīng)分析結(jié)果顯示（圖1A），與0周相比，6周和12周時實驗組左側(cè)下肢蹬伸等長肌力極顯著增加（P＜0.01和P＜0.01），對照組也極顯著增加（P＜0.01和P＜0.01）；與6周相比，12周時實驗組與對照組左側(cè)下肢蹬伸等長肌力均極顯著增加（P＜0.01和P＜0.01）。0周和6周時，實驗組與對照組左側(cè)下肢蹬伸等長肌力增加無顯著性差異（P＞0.05和P＞0.05）；12周時，實驗組增加極顯著高于對照組（P＜0.01）。

右側(cè)下肢蹬伸等長肌力的雙因素重復(fù)測量方差分析顯示，實驗組和實驗組與測試時間的交互作用在統(tǒng)計學(xué)上有顯著意義。其中，實驗組（F=121.750，P＜0.001），實驗×?xí)r間（F=34.346，P＜0.001）。簡單效應(yīng)分析結(jié)果顯示（圖1B），與0周相比，6周和12周時實驗組右側(cè)下肢蹬伸等長肌力明顯增加（P＜0.01和P＜0.01），對照組也明顯增加（P＜0.05和P＜0.01）；與6周相比，12周時實驗組與對照組右側(cè)下肢蹬伸等長肌力均明顯增加（P＜0.01和P＜0.01）。0周和6周時，實驗組與對照組右側(cè)下肢蹬伸等長肌力增加無顯著性差異（P＞0.05和P＞0.05）；12周時，實驗組增加極顯著高于對照組（P＜0.01）。

2.2.2 軀干屈曲、伸展等長肌力測試結(jié)果

軀干屈曲等長肌力的雙因素重復(fù)測量方差分析顯示，實驗組和實驗組與測試時間的交互作用在統(tǒng)計學(xué)上有顯著意義。其中，實驗組（F=39.054，P＜0.001），實驗組×?xí)r間（F=5.725，P=0.004）。簡單效應(yīng)分析結(jié)果顯示（圖1C），與0周相比，6周和12周時實驗組軀干屈曲等長肌力極顯著增加（P＜0.01和P＜0.01），對照組也極顯著增加（P＜0.01和P＜0.01）；與6周相比，12周時實驗組軀干屈曲等長肌力極顯著增加（P＜0.01），對照組無顯著變化（P＞0.05）。0周和6周時，實驗組與對照組軀干屈曲等長肌力增加無顯著性差異（P＞0.05）；12周時，實驗組增加顯著高于對照組（P＜0.05）。

軀干伸展等長肌力數(shù)據(jù)的雙因素重復(fù)測量方差分析顯示，實驗組和實驗組與測試時間的交互作用在統(tǒng)計學(xué)上有顯著意義。其中，實驗組（F=21.805，P＜0.001），實驗組×?xí)r間（F=6.999，P=0.001）。簡單效應(yīng)分析結(jié)果顯示（圖1D），與0周相比，6周和12周時，實驗組軀干伸展等長肌力極顯著增加（P＜0.01和P＜0.01），對照組也極顯著增加（P＜0.01和P＜0.01）；與6周相比，12周時實驗組軀干伸展等長肌力增加極顯著（P＜0.01），對照組無顯著性變化（P＞0.05）。0周和6周時，實驗組與對照組軀干伸展等長肌力增加無顯著性差異（P＞0.05和P＞0.05）；12周時，實驗組增加極顯著高于對照組（P＜0.01）。

2.2.3 上肢推和拉等長肌力測試結(jié)果

上肢推等長肌力數(shù)據(jù)的雙因素重復(fù)測量方差分析顯示，實驗組和實驗組與測試時間的交互作用在統(tǒng)計學(xué)上有顯著意義。其中，實驗組（F=19.737，P＜0.001），實驗組×?xí)r間（F=10.305，P＜0.001）。簡單效應(yīng)分析結(jié)果顯示（圖1E），與0周相比，6周和12周時，實驗組上肢推等長肌力極顯著增加（P＜0.05和P＜0.01），而對照組無顯著性變化（P＞0.05和P＞0.05）；與6周相比，12周時實驗組上肢推等長肌力極顯著增加（P＜0.01），對照組無顯著性變化（P＞0.05）。0周和6周時，實驗組與對照組上肢推等長肌力增加無顯著性差異（P＞0.05和P＞0.05）；12周時，實驗組增加極顯著高于對照組（P＜0.01）。

上肢拉等長肌力數(shù)據(jù)的雙因素重復(fù)測量方差分析顯示，實驗組和實驗組與測試時間的交互作用在統(tǒng)計學(xué)上有顯著意義。其中，實驗組（F=19.467，P=0.000），實驗組×?xí)r間（F=5.723，P=0.006）。簡單效應(yīng)分析結(jié)果顯示（圖1F），與0周相比，6周時實驗組上肢拉等長肌力無顯著變化（P＞0.05），對照組極顯著增加（P＜0.01），12周時實驗組極顯著增加（P＜0.01），對照組顯著增加（P＜0.05）；與6周相比，12周時實驗組上肢拉等長肌力極顯著增加（P＜0.01），對照組無顯著性變化（P＞0.05）。0周和6周時，實驗組與對照組上肢拉等長肌力增加無顯著性差異（P＞0.05和P＞0.05）；12周時，實驗組增加極顯著高于對照組（P＜0.01）。

3 分析與討論

飛行學(xué)員的基礎(chǔ)性抗載荷體能訓(xùn)練是軍事訓(xùn)練與體育訓(xùn)練的有機結(jié)合，因此，飛行學(xué)員的基礎(chǔ)性抗載荷體能訓(xùn)練需要在體育訓(xùn)練基礎(chǔ)上具有軍事體育訓(xùn)練的特征（林建棣等，2019）。本研究在《軍事體育訓(xùn)練大綱》指導(dǎo)下，結(jié)合競技體育中成熟的訓(xùn)練理論與經(jīng)驗，如力量訓(xùn)練強度體系（王安利 等，2014）、訓(xùn)練安排（劉寧 等，2018）、訓(xùn)練周期及超量恢復(fù)（劉大慶等，2013）等，綜合考慮飛行學(xué)員的身體素質(zhì)特點及抗荷體質(zhì)要求，制定了為期12周以力量訓(xùn)練為主、HIIT為輔的基礎(chǔ)性抗載荷體能訓(xùn)練方案，以期通過該方案干預(yù)后，全面提升飛行學(xué)員的抗荷體質(zhì)，為后期的飛行訓(xùn)練打下良好的基礎(chǔ)。

3.1 基礎(chǔ)性抗荷體能高效訓(xùn)練方案對飛行學(xué)員力量素質(zhì)的影響

本研究顯示，12周的系統(tǒng)訓(xùn)練干預(yù)后，飛行學(xué)員下肢力量素質(zhì)均增加。腹部和腿部的最大力量可以有效提高飛行員的抗載荷能力（耿喜臣，1996；Epperson et al.，1982，1985；Park et al.，2016），下肢肌肉的持續(xù)性收縮可以有效防止血液向下肢轉(zhuǎn)移，增加體循環(huán)阻力，提高血壓，保障腦部血供充足，從而達到抗載荷的目的（Honkanen et al.，2020；Tesch et al.，1983）?；A(chǔ)性抗荷體能高效訓(xùn)練方案以下肢力量訓(xùn)練為主，動作以深蹲、硬拉、負重弓步等為主，訓(xùn)練負荷根據(jù)反饋適時調(diào)節(jié)，對于飛行學(xué)員下肢力量的增加更有針對性，因此，相比于進行傳統(tǒng)抗荷體能訓(xùn)練的對照組學(xué)員，實驗組飛行學(xué)員下肢力量增加更為顯著，且高于對照組?；A(chǔ)性抗荷體能高效訓(xùn)練方案中，腰腹部的訓(xùn)練內(nèi)容不僅增加了腰腹部肌肉力量的訓(xùn)練，還增加了核心區(qū)穩(wěn)定性肌群的訓(xùn)練。實驗后，實驗組飛行學(xué)員軀干屈曲和伸展力量大于對照組，提示增加核心區(qū)穩(wěn)定性肌群訓(xùn)練有助于提升飛行學(xué)員的腰腹部力量。足夠的腰部力量可以有效預(yù)防軍事飛行員的腰部疾?。℉onkanen et al.，2017）。實驗后，實驗組飛行學(xué)員上肢推拉力量增加高于對照組，提示，以臥推和劃船等為主的上肢力量訓(xùn)練對于飛行學(xué)員上肢力量的提升更為有效。研究表明，上肢推和拉最大等長力量的改善不僅可以增加飛行員空戰(zhàn)模擬機動抗荷動作的耐受時間（李立華等，2004；Epperson et al.，1985），還能降低飛行學(xué)員暴露在高載荷環(huán)境中頸肩部肌肉的激活程度（Rausch et al.，2021），有效減輕飛行員反復(fù)遭受“揮鞭樣”損傷的頸部疼痛（Lange et al.，2013）。綜上所述，與《軍事體育訓(xùn)練大綱》為主導(dǎo)的傳統(tǒng)性抗荷體能訓(xùn)練方案相比，基礎(chǔ)性抗荷體能高效訓(xùn)練方案對于飛行學(xué)員力量素質(zhì)的提升效果更為顯著、高效，這可能會提高實驗組飛行學(xué)員后期的成飛率和職業(yè)飛行能力。

3.2 基礎(chǔ)性抗荷體能高效訓(xùn)練方案與相關(guān)抗荷體能訓(xùn)練方案的對比分析

對比國內(nèi)外關(guān)于飛行員抗荷體能訓(xùn)練的研究，發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)性抗荷體能高效訓(xùn)練方案具有一定的優(yōu)勢。與張靈婕等（2019）改進抗荷體能訓(xùn)練方案中的徒手力量訓(xùn)練相比，基礎(chǔ)性抗荷體能高效訓(xùn)練方案中的力量訓(xùn)練更有針對性，訓(xùn)練負荷更加精準，因而實驗組飛行學(xué)員的肌力增加更為明顯。與Honkanen等（2020）對芬蘭空軍飛行學(xué)員的研究相比，實驗組飛行學(xué)員等長肌力的增加更為顯著，增加幅度更大，這可能與實驗對象的基礎(chǔ)力量水平以及訓(xùn)練時長、強度等有關(guān)，如Honkanen等（2020）的受試者進行體能訓(xùn)練的時長僅為每周2 h，而本研究實驗方案中力量訓(xùn)練的時長為每周3 h。本研究結(jié)果與Rausch等（2021）的研究結(jié)果類似，Rausch等（2021）對18名飛行員進行為期12周的全身性功能性力量訓(xùn)練發(fā)現(xiàn)，實驗組飛行員的最大等長肌力均顯著增加，且在進行離心機訓(xùn)練時疲勞出現(xiàn)得較晚，而對照組則無明顯變化。Aandstad等（2012）則重點研究了飛行學(xué)員的有氧能力訓(xùn)練，對于飛行學(xué)員力量素質(zhì)的訓(xùn)練關(guān)注相對較少。

相比于傳統(tǒng)的抗荷體能訓(xùn)練方案，基礎(chǔ)性抗荷體能高效訓(xùn)練方案更具科學(xué)性和針對性，訓(xùn)練內(nèi)容全面，在保證下肢力量提升的基礎(chǔ)上，全面提升飛行學(xué)員的力量素質(zhì)，確保飛行學(xué)員力量的全面和均衡發(fā)展，為后期飛行訓(xùn)練及高載荷訓(xùn)練奠定堅實基礎(chǔ)，并且降低因力量不足引起的下腰痛風險（Baker，2014；Kyrolainen et al.，2008；Park et al.，2016）。此外，關(guān)于芬蘭空軍及澳大利亞空軍的研究表明，良好但不是特別高的有氧能力是提高飛行員抗載荷能力的積極因素之一（Honkanen et al.，2018；Newman et al.，1999）。因此，本研究中的HIIT訓(xùn)練也可能對飛行學(xué)員抗荷體質(zhì)的提高起到促進作用，需進一步研究。

4 結(jié)論

12周的基礎(chǔ)性抗荷體能高效訓(xùn)練方案可以顯著提高飛行學(xué)員的抗載荷基礎(chǔ)力量，提升飛行學(xué)員抗載荷體質(zhì)，有利于飛行員抗荷體質(zhì)與高性能戰(zhàn)斗機間更匹配，進而提升空軍戰(zhàn)斗力。建議對該體能訓(xùn)練方案進一步驗證及完善，以期早日形成高效、完整的飛行學(xué)員抗載荷基礎(chǔ)體能訓(xùn)練體系并全面推廣。