三自由度载人离心机弹性边界下的模态测试研究

目的:针对三自由度载人离心机系统结构复杂、转动惯量高等特点,探讨其在弹性边界下的模态测试方法。方法:以三自由度载人离心机为测试对象,参照GJB 2706A—2008《航天器模态试验方法》和GB/T 11349.3—1992《机械导纳的试验确定冲击激励法》在离心机弹性边界下使用力锤作为激励源开展模态测试。每个激励位置锤击4次,对4次锤击数据进行线性平均计算后得出结果。利用三自由度加速度传感器、64通道数据采集仪收集数据,基于Test.Lab模态测试分析软件,采用频率响应函数对模态数据进行分析。结果:激励信号在30 Hz频段内相干系数不低于0.8;系统前3阶固有频率分别为9.15、15.66、19.22 Hz,均为扭转振型;在Z18和Z21激励位置下,系统一阶频率均为9.15 Hz左右,二阶和三阶频率也一致。结论:力锤测试法可用于三自由度载人离心机的模态测试,能够保障设备运行的安全性、提高受试者的舒适性,对指导后续的结构优化设计具有借鉴意义。

一种基于机器学习的小鼠理毛行为自动分类方法

目的利用基于机器学习算法的开源行为分析软件实现小鼠理毛行为自动分析。方法视频记录小鼠理毛行为,由2名观察者人工分析,同时从视频中选择理毛行为样本训练机器学习分类器,使用分类器自动分析小鼠理毛行为。将人工分析和分类器自动分析结果进行比对。结果在理毛的总时间这一指标上,人工分析和分类器自动分析两种方法没有差异。在理毛次数这一指标上,分类器记录的次数多于观察者,观察者之间没有差异;在理毛的平均时间这一指标上,分类器记录平均时间低于观察者,观察者之间无差异;此外,观察者与分类器标记一致的比例没有差异;观察者与分类器比较后的约登指数没有差异。结论使用小样本训练和校正后的分类器能够准确地识别小鼠的理毛行为,减少实验人员手动标记的工作量,提升行为分析的效率。

肺部电阻抗成像技术评估持续性+3 Gz暴露对肺功能的影响

目的评估高过载暴露对人体肺通气功能的影响。方法实时测量8名青年男性在+1 Gz对照和持续性+3 Gz暴露期间的肺部电阻抗数据,并对比分析两种载荷下区域性肺功能参数,包括肺通气、肺容积以及肺排空。结果在肺通气方面,相较于+1 Gz,+3 Gz条件下潮气量和肺通气区域面积明显减少(P<0.05),而通气减少区域主要位于腹侧,且呼吸频率明显增高(P<0.01)。在肺容积方面,+3 Gz条件下肺容积较+1 Gz明显增加(P<0.05),其增加的气体容积均匀分布于整个肺区。在肺排空方面,在+1 Gz期间腹背侧气体排空特性相同,与整体肺气体排空完全一致;在+3 Gz暴露期间,腹侧气体排空在呼气初始阶段快,之后排空速度减慢,而背侧气体排空特性与腹侧正好相反。结论高过载会明显影响人体肺通气、肺容积以及肺排空等区域性肺通气功能,量化这些肺功能参数将为深入理解高载荷下的呼吸生理变化提供客观依据,为制定个体化航空医学防护装备奠定基础。

头眼运动同步测量与分析

目的研究头眼运同步测量与分析,解决航空航天医学领域头眼运动数据测量分析问题。方法根据头眼运动生理物理特征,采用惯性测量和红外视频技术进行头眼运动数据同步检测和分析。结果头眼运动同步测量,实现了头眼运动一体化分析,提高了前庭功能评价准确性。结论头眼运动同步测量与分析为航空医学领域提供了一种方便、快速、准确的评价手段。

便携式综合理疗工作站的设计与应用

目的:设计便携式综合理疗工作站,以满足对航空兵部队飞行人员航卫保障的需求。方法:通过优化电路设计,集成中频、紫外线、超声波和激光4种能量输出治疗模块,利用带触摸屏的工控机加载软件,实现各模块控制、人机交互、数据记录、统计分析等功能。结果:该工作站整体设计合理、工作状态稳定。结论:该便携式综合理疗工作站性能稳定、功能齐全、操作便捷,能满足部队飞行人员航卫保障需要。

飞行错觉模拟器系统软件的设计和实现

目的:设计飞行错觉模拟器系统软件,并应用于国产飞行错觉模拟器的研制。方法:根据飞行错觉模拟功能要求,分析并提出系统软件功能指标,采用飞行建模、虚拟仪表、视景图像、运动控制算法和网络通信等技术,设计并实现由运动控制、视景仿真、仪表仿真、飞机性能仿真、综合管理控制和座舱管理6个子系统软件组成的飞行错觉模拟器系统软件,并进行软件功能鉴定测评和应用效果评价。结果:飞行错觉模拟器系统软件经过2轮测评,9类43个测试项目共178个测试用例全部通过。初步应用试验的15项评价指标中,80%的评价指标达良好及以上。结论:飞行错觉模拟器系统软件功能、性能和接口等均满足设计和使用要求,可成功应用于飞行错觉模拟器的开发。

基于空间定向感知模型的飞行错觉模拟效果评价

目的建立一种人体空间定向感知模型,对飞行错觉模拟器错觉模拟效果进行客观评价。方法基于人体空间定向感觉整合理论,采用Matlab/Simulink软件,开发了一个包含耳石器、半规管、视觉传递函数及视觉-前庭交互机制的人体空间定向感知模型。将飞行错觉模拟器在躯体重力错觉、速度错觉条件下的飞行参数输入人体空间定向感知模型,通过数值仿真试验,预测人体对自身和飞机运动、姿态和垂直方向等的知觉状态。分析人体空间定向知觉与飞机实际运动状态发生差异的时机、知觉内容和数量关系,客观评价两种飞行错觉的模拟效果。结果躯体重力错觉模型评价试验结果显示,人体在沿x轴(矢状轴)直线加速飞行时产生21°仰角的错误知觉。速度错觉模型评价结果显示,飞机从陆地恒速平飞进入海上后,人体产生沿x轴方向线速度逐渐降低至0的错误知觉。两种错觉发生的时机、内容和数量关系均与理论分析基本一致。结论飞行错觉模拟器能够有效模拟躯体重力错觉和速度错觉。基于人体空间定向感知模型的飞行错觉模拟器客观评价方法可推广应用于载人离心机、飞行模拟器等地面载人运动模拟类设备的客观评价。

基于离散事件仿真的航空医疗后送卫勤决策支持模拟系统设计

目的:设计平战时批量伤员航空医疗后送卫勤决策支持模拟系统,实现航空医疗后送管理信息化。方法:整个系统采用浏览器/服务器(Browser/Server,B/S)架构部署,采用Java语言开发,分为PC客户端浏览器和服务端2个部分,包含决策建模、仿真推演、基础数据管理和系统管理等主要功能模块。该系统采用泊松分布、韦布尔分布、离散事件仿真等技术方法对伤员生成、生存、决策方案等进行建模,模拟平战时不同环境批量伤员的航空医疗后送过程和决策,对卫生资源进行优化配置。结果:该系统能够对抗震救灾、大规模作战等环境背景下的批量伤员航空后送过程进行仿真推演,并依据推演结果对救治链构成及卫生资源配置进行优化,为决策者提供科学决策的依据。结论:该系统可以为卫生资源的合理配置和科学调派提供决策支持工具,能够科学统筹航空医疗后送的过程管理,大大提升卫勤指挥人员的决策水平和能力。

一种微光夜视成像系统设计

目的设计一种微光夜视成像系统,用于飞行人员夜间视觉体验训练。方法采用LED光源调光技术、视频信号处理技术、DLP投影显示技术及光学系统设计技术,设计了一种由7个子系统组成的微光夜视成像系统,采用ZEMAX光学设计软件对成像质量进行了仿真分析。结果DMD处光源辐射照明的均匀性为86.6%,投射主镜光学系统场曲<0.02 mm,畸变控制在0.1%,在全视场空间频率50 lp/mm处的传递函数模值>0.5,具有较好的成像质量。结论提出的微光夜视成像系统设计方案能确保良好的成像质量,能够用于微光夜视成像系统开发,有望为飞行人员夜间视觉体验训练提供可靠的装备平台。

飞行学员新型冠状病毒感染康复后载人离心机训练情况调研

目的观察新型冠状病毒(以下简称新冠病毒)感染康复后飞行学员载人离心机训练的抗荷耐力和生理指标变化,探讨新冠病毒感染对飞行学员载人离心机训练是否存在影响,为后续感染康复后飞行人员相关载人离心机训练提供依据。方法选取2022年参与当批载人离心机训练的飞行学员12名,根据是否感染过新冠病毒将其分为康复组和对照组,每组各6名。2组均分别进行载人离心机快增长率(rapid G onset rate,ROR)试验和慢增长率(gradual G onset rate,GOR)试验,同时记录其在试验过程中的心率及呼吸频率变化,收集抗荷耐力情况。结果康复组飞行学员保持松弛状态时的抗荷耐力(GOR耐力1)平均值为(4.2±0.8)G,做抗荷动作时的抗荷耐力(GOR耐力2)平均值为(5.7±0.6)G;对照组飞行学员的GOR耐力1平均值为(3.4±0.3)G,GOR耐力2平均值为(6.0±0.6)G。与对照组相比,康复组飞行学员的GOR耐力1和2的值差异均无统计学意义(P均>0.05)。与对照组相比,载人离心机ROR和GOR试验过程中康复组飞行学员的平均心率和呼吸频率变化差异均无统计学意义(P均>0.05)。结论新冠病毒感染康复后不会影响飞行学员载人离心机训练的表现,也不会影响其使用抗荷动作和心血管调节储备能力。

外军飞行人员夜视训练发展

目的 夜视装备研发并应用于战场环境已经有几十年的历史,其应用领域也扩展到飞行任务中.随之而来的是夜视装备或夜视镜相关的飞行事故,如空间定向障碍事故,因飞行人员色觉和视野受到限制而明显增加.与佩戴夜视镜相关的夜视训练应运而生,并在战争冲突中发挥效能.北约国家已经建立夜视训练体系,并按标准化协议执行.文章在回顾夜视装备及其训练发展的基础上介绍了夜视训练体系,并为我国建立夜视训练体系提出建议. 资料来源与选择 有关夜视和夜视装备训练的研究论文、综述、研讨会报告和机构报告. 资料引用 国外相关文献30篇. 资料综合 北约国家的夜视训练面向固定翼和旋翼飞机的飞行人员,并按照标准化协议实施初训、复训的训练制度.课堂学习和实践构成训练的基本模式,模拟器训练和飞行训练则是训练的高级形式,更贴近实际飞行任务.战斗机飞行员的夜视训练也在局部战争冲突中得以显现,并形成系统化的训练方法.训练使佩戴夜视镜的飞行员在战斗飞行中,如对地攻击中,能够保持足够的观察能力.夜视训练不仅以保持飞行人员的视觉能力和飞行安全为目的,而且需要达到提高作战效能和完成任务的最终目标.所以,综合训练或面向任务训练成为夜视训练的发展方向. 结论 国外空中武装力量已经建立起系统化的夜视地面和飞行训练制度,并且在实践应用和作战中展现出显著的效果.夜视训练需要融入制度化、系统化的航空医学训练体系,而且在有更高飞行需求时,对飞行人员选拔和鉴定发挥良好作用.训练品质还依赖于训练研究的发展和专业人员的参与.

空军飞行人员医学停飞疾病谱调查与分析

目的调查了解空军飞行人员医学停飞的疾病谱分布及变化规律,为相关部门制定卫生政策和航卫保障措施提供客观依据。方法采用回顾性调查研究、整群抽样的方法系统收集1987年1月1日至2002年12月31日期间,空军航空兵部队医学停飞的飞行人员档案资料。用EpiData3,0建立数据库并双录入核查,保证数据录入的质量。用Excel2003和SPSS11,5进行数据整理与统计分析。结果①1987—2002年空军飞行人员医学停飞最小年龄为22岁,最大停飞年龄为52岁,平均33,42岁;62,98%的人年龄≤35岁,13,89%的人>40岁。②1987—2002年导致空军飞行人员医学停飞人数最多的疾病为神经精神疾病,是排名第12位的血液系统疾病的164,61倍。③1987-2002年空军飞行人员医学停飞单病种疾病谱前10位分别为头痛、晕厥、神经衰弱、胃肠溃疡、病毒性乙型肝炎、高血压病、慢性胃肠炎、耳聋、耳气压功能不良和屈光不正;前10位疾病的疾病构成比达58,24%;前3位的疾病均为功能性疾病。结论空军医学停飞人员年龄偏低,停飞疾病谱功能性疾病构成比偏高,应引起飞行人员和航卫保障人员重视,采取有效的预防措施和加强医学干预。

高性能战斗机飞行员层次分析医学选拔方法研究

目的建立高性能战斗机飞行员层次分析医学选拔评价方法。方法根据专家咨询结果,构建高性能战斗机飞行员医学选拔指标层次结构模型,构造专家判断矩阵并验证一致性,计算层次结构模型各指标的相对权重,将结果应用于高性能战斗机飞行员医学选拔评价。结果构建了包括基础生理功能、飞行生理耐力、心理基础、心理能力和体质体能与人体工效5个一级指标,以及23个二级指标的高性能战斗机飞行员医学选拔层次分析评价模型。5个一级指标的相对权重为:基础生理功能0,1728、飞行生理耐力0,2241、心理基础0,1785、心理能力0,2891、体质体能与人体工效0,1355。应用该模型对参加高性能战斗机选拔的16名飞行员的各项医学指标进行综合评价,成绩由高到低依次为:7,79、7,45、7,24、7,17、7,15、6,92、6,81、6,59、6,24、6,02、5,96、5,85、5,83、5,71、5,26、5,20。结论层次分析法为我军高性能战斗机飞行员医学选拔提供了新的方法和借鉴,为其他客观评价方法的研究积累了经验和数据。