功能性訓練對提高戰斗機飛行員抗荷能力的影響

韓先宇 聯勤保障部隊大連康復療養中心

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，通過使用這一技術方法，能夠布置研究飛行員抗載荷能力的相關實驗，了解功能性訓練對提高戰斗機飛行員抗荷能力的影響。現代高性能戰斗機的應用對飛行員持續性高G 負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、后傾座椅等技術應用，前提基礎是飛行員有一定的身體素質，來適應高+Gz 帶來的生理反應。功能性訓練的主要目的在于提升運動員的生理負荷能力，熟練掌握HP 抗荷動作，強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，強化心血管應激能力，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

健康的戰斗機飛行員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準》體檢合格，并有3 次以上離心機體驗。經本次試驗前，應試者24h 內無繁重體力勞動，睡眠充足，飲食得當。受試者清楚實驗內容，并自愿參加。

（二）實驗設備

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，+Gz 增長率為1G/s，達到預期G 值后持續10s。受試者視力或耳脈沖博波幅度下降75%以上，或無法繼續堅持實驗，最后的測試指標作為耐力重點指標。

2.心率測試

使用離心機心電記錄設備進行心理記錄，取受試者達到預期G 值，持續10s 內的平均心率。

3.肺活量測試

使用荷蘭產VCYD2A 呼吸流濾儀測量，取3 次測試結果的最大值。

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，指針穩定3s 以上為數值有效，取3 次測試結果的最大值。

（三）實驗動作

本次實驗應用耿喜臣[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緊張用力。

第二，重復進行每個周期2.5s 地用力呼吸。在吸氣在最大程度的2/3 時，發出“喝”音，并在0.5S 內進行中等量的吸氣；吸氣后發出“潑”音，持續2.0s 地用力呼氣；呼氣是雙唇形成節門，提供胸腔內壓的必需阻力；吸氣時腿和腹部肌肉持續用力，呼氣時腹部和胸部肌肉緊張用力。

一次呼吸結束以后進行下一個呼吸周期，持續到+Gz 暴露結束。

（四）實驗方法

1.訓練方法

本次實驗共持續12 周，使用心率控制法控制心肺功能訓練強度，使用最大重復量的方法控制力量訓練強度，在每次實驗前和試驗后采用放松活動進行協調性訓練。受試者分別在訓練前、訓練4 周后、訓練12 周后進行耐力、呼吸功能、心理、力量負荷變化測試，按《中國人民解放軍訓練與考試大綱》實施，并對測試結果進行統計分析。

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

2）力量素質訓練：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行訓練，兼顧頸部肌肉、脊柱肌肉及上肢肌肉群的訓練，主要項目有臥推、臥蹬、負重深蹲起、立臥撐起跳、負重或斜板仰臥起坐、大阻力劃船練習、負重俯臥撐及單雙杠練習。同時，在力量訓練中配合HP 動作，并重復8-12 次最大重復量為力量負荷，以保證訓練強度。

2.數據處理方法

本次實驗對基礎耐力、HP 動作耐力、HP 動作抗荷效果和心率指標進行數據采集，采用重復測量資料的方差分析，以數值t 檢驗分析最大呼氣壓力和肺活量的差異顯著性，測定結果以均屬±標準差（±s）表示。其中，計算公式為：心率儲備=220-年齡-安靜心率；訓練心率=訓練心率百分數×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、實驗結果

（一）耐力素質變化結果

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

（二）呼吸功能變化結果

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

（三）心率變化結果

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

（四）力量素質變化結果

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

三、結果討論

（一）飛行員進行功能性抗荷訓練的必要性

現代高性能戰斗機在機動飛行是所產生的持續性高G 負荷對飛行安全的影響非常突出，通過對飛行員進行抗荷動作和能力的訓練，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練內容，能夠穩定期心率和血壓，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，血液向下半身轉移，這種技術動作就會導致血液回流的血量減少。通過功能性訓練，能夠強化飛行員技術動作的一致性，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練項目

飛行員的力量素質訓練包括耐力訓練和力量訓練的兩個部分，高阻力、低重復次數的訓練能夠強化肌肉纖維強度和韌性，從而提高人體肌肉的力量水平，而低阻力、高重復次數的訓練能夠提升肌肉的耐力水平。在飛行員訓練的HP 動作當中，要求飛行員小腿、大腿、腹部、胸部和手臂處的肌肉持續緊張用力，達到相適應的肌肉靜力水平，而高性能戰斗機在飛行載荷增長率高的特點下，飛行員必須擁有強大的肌肉爆發能力[3]。因此，力量訓練在飛行員抗荷能力訓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，就會導致飛行員短期內的體力消耗過大，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練必不可少。

（三）功能訓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周抗荷訓練，其基礎耐力和抗荷能力均有所提高，通過基礎耐力的測試，我們能夠清楚飛行員進行心肺功能訓練不會因為神經高度緊張而降低G 耐力，相反，能夠改善心血管系統的應激代償能力而提升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，加重了呼吸肌的負擔，因此，二者關系還需要進一步的實驗和分析。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移，導致心臟回血量不足，心臟負擔加重。功能性訓練能夠降低飛行員心率水平，證明心功能強化能夠降低單位時間內心臟的搏動次數。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，進而提高了飛行員的抗載荷能力水平。