飞行员力量训练与评估方法研究

针对持续高载荷防护、预防颈腰部损伤等问题,制定针对臀腿、腰腹、胸背、肩颈部肌群及呼吸肌力量与力量耐力训练方案及体能评估方案。16名志愿者训练12周,在训练前后分别进行肌肉力量与耐力及模拟空战能力的评估,记录分析G耐量、蹬力耐量、呼吸耐量以及各项力量测试指标的变化。结果表明:训练后各项力量指标均显著提高(P<0.001),深蹲、硬拉的力量均增长了1倍以上,颈部8个方向的力量增长了97.57%~245.05%,腰部8个方向的力量增长了125.69%~233.47%;模拟空战能力的各项指标均显著增长(P<0.001),左、右腿最大蹬力分别增长了59.99%、62.49%,蹬力曲线时间延长了5倍,训练后10名志愿者完成了8 G曲线、6名志愿者完成了9 G曲线,最大呼气与吸气压力分别增加了28.94%、32.37%(P<0.05),呼吸肌耐量增加了324.10%。研究结果表明了飞行员力量训练方案和评估方案的有效性及可行性。

课程思政融入航空航天医学专业课教学的探索与思考

目的探索航空航天医学专业课堂思政的途径,提出适应课程思政内容的教学模式改进措施,为航空航天医学类专业课程思政有机融入课堂教学提供参考。方法以空军军医大学2019与2020级五年制航空航天医学专业学员作为研究对象,以实践课“抗荷动作的学习与评价”为例探讨在航空航天生物动力学教学中开展课程思政的路径,课程结束后,以问卷调查、成绩分析等方式对教学思政效果进行评估。结果学员普遍对本次授课的教学效果较为满意。与对照组相比,实验组对抗荷动作相关知识掌握情况较好,对学习内容展现出较高学习兴趣,情景演绎时试验组也表现出较高积极性。结论思政有机融入课堂教学实施效果较好,具有进一步研究及推广的价值。

PHP动作与新型囊式抗荷系统的综合抗荷性能研究

目的探讨离心机上新型囊式抗荷系统与PHP动作结合时的综合抗荷性能。方法 10名飞行员完成新型多囊式抗荷服的抗荷性能试验;6名志愿者完成新型囊式抗荷系统与PHP动作结合时的抗荷性能试验。结果 1)新型多囊式抗荷服抗荷性能为(2.60±0.17)G(P<0.01)。2)志愿者采用新型囊式抗荷系统+Gz耐力为(8.35±0.22)G,新型囊式抗荷系统抗荷性能为(4.40±0.14)G(P<0.01);志愿者采用新型囊式抗荷系统与PHP动作结合均通过9.0 G持续10 s,即新型囊式抗荷系统与PHP动作结合使用时的综合抗荷性能为(5.05±0.17)G(P<0.01)。结论多囊式抗荷服及新型囊式抗荷系统具有较高的抗荷性能,新型囊式抗荷系统与PHP动作有效结合,可满足高性能战斗机高+Gz防护需要。

HP与PHP动作与新机抗荷供氧系统结合方法及防护性能

目的建立HP与PHP动作与新机抗荷供氧装备结合应用的技术方法。方法实验对HP与PHP动作与新机抗荷供氧装备结合应用的方法进行了设计,观察6名受试者在HP动作与抗荷服装结合,PHP动作与抗荷供氧装备结合,6.5 G持续45 s抗荷性能,以及8 G持续15 s抗荷性能实验时+Gz耐力、心率(HR)、呼吸率(BR)、双下肢蹬力(Flegs)等指标的变化。结果 HP动作结合KH-X抗荷服,DC-X高空代偿服的耐力分别达到(7.25±0.39)G,和(7.13±0.59)G;KH-X和DC-X的抗荷性能均为(2.04±0.10)G(P<0.01);HP动作的抗荷效果分别为(1.83±0.49)G和(1.92±0.56)G(P<0.01)。PHP动作结合KH-X抗荷服、DC-X高空代偿服及供氧装备的耐力分别达到(7.13±0.21)G和(7.08±0.20)G;PHP动作的抗荷效果分别为(2.17±0.13)G和(2.17±0.20)G(P<0.01)。PHP动作结合KH-X抗荷服,DC-X高空代偿服的综合抗荷耐力,均达到6.5 G持续45 s及8 G持续15 s。各耐力终点时的HR,Flegs随G值增加而显著升高(P<0.05或P<0.01)。结论 HP与PHP动作与新机抗荷供氧装备结合应用的方法科学合理,既充分发挥了装备的抗荷效果,又可以合理分配体力,既节省体力,又具有良好抗荷防护性能。

腿部加压套带对推拉效应的防护作用

目的观察志愿者暴露于-1.5 Gz持续5 s与+Gz持续10 s离心机加速度作用下,腿部加压套带(压力20 k Pa)对推拉效应(PPE)的防护效果。方法分别测定5名志愿者预先无-1.5 Gz作用时的基础+Gz耐力,预先有-1.5 Gz作用时的基础+Gz耐力及分别采用HP动作、腿部加压套带、腿部加压套带并做HP动作时的+Gz耐力。结果预先-1.5 Gz作用使基础+Gz耐力下降(1.55±0.11)G(P<0.01),HP动作、腿部加压套带及二者结合使用时分别增加+Gz耐力(1.25±0.25)G、(1.25±0.25)G、(2.40±0.29)G(P<0.01);分别采用HP动作、腿部加压套带及二者结合使用时耐力终点+Gz暴露时的HR均显著高于其前-1.5 Gz暴露时。结论证实了腿部加压套带对PPE的防护效果,对PPE防护装备的研制具有重要的意义。

新型侧管式抗荷装备与抗荷动作的综合防护性能

目的对新型侧管式抗荷装备与抗荷动作的综合防护性能进行研究， 探讨采用二者联合的方案对８ Ｇ１０ ｓ（增长率为２ Ｇ／ｓ）高Ｇ 进行防护的可行性。方法在离心机上， ＋ Ｇｚ 增长率为２ Ｇ／ｓ， 先测定９ 名飞行学员的基础＋ Ｇｚ 耐力， 其中５ 名飞行学员采用新型侧管式抗荷服（ＮＫＨ） ＋ 新型抗调器（ＮＫＴ）＋ Ｌ１ 动作（Ｌ１）、另４ 名飞行学员采用新型侧管式代偿服（ＮＤＣ） ＋ ＮＫＴ＋ Ｌ１，测定出其最大＋ Ｇｚ 耐力。结果５ 名飞行学员采用ＮＫＨ＋ ＮＫＴ＋ Ｌ１ 时的最大＋ Ｇｚ 耐力为８．８０±０ ．２７ Ｇ， 比基础＋ Ｇｚ 耐力高出４．６０±０．４２ Ｇ（Ｐ＜０．０１） ；４ 名飞行学员采用ＮＤＣ＋ ＮＫＴ＋ Ｌ１ 时的最大＋ Ｇｚ 耐力为８．７５±０ ．５０ Ｇ， 比基础＋ Ｇｚ 耐力高出４．５０±０．４６ Ｇ（ Ｐ＜０ ．０１） 。结论飞行员采用新型侧管式抗荷装备与抗荷动作能够对８ Ｇ１０ ｓ（ 增长率为２ Ｇ／ｓ） 的高Ｇ 进行有效防护。

抗荷训练器多通道信号采集与处理平台的设计

根据抗荷训练器对信号的要求,设计并实现了基于DasyLab编程环境的信号采集与处理系统;该系统以DaqBoard1005数据采集卡为核心硬件,可同步采集气体压力、心电、流量、蹬力等信号,同时充分利用虚拟仪器的优势,对采集到的信号分别进行处理,并实时显示、存储;所设计的系统可同时采集处理多路不同种类的信号,已被成功应用于抗荷训练器中;实践证明,系统功能完备,运行稳定性和实时性好,为评价飞行员抗荷训练效果提供了判断和分析依据。

颈内静脉超声图像能评定抗荷收紧动作的效果吗?

2010年2月26日出版的《欧洲应用生理学杂志》(Eur J Appl Physiol)上刊载了一篇题为"抗荷收紧动作下颈内静脉超声图像变化是否与超重致意识丧失有关?"的论文。我们对该论文进行研读后,就试验设计及论文结论等方面提出了不同见解。我们撰写的Letter于2010年9月14日发表在《Eur J Appl Physiol》杂志上。

离心机模拟复杂空战动作多轴向加速度耐力训练方法研究

目的建立贴近实战化训练模式的模拟复杂空战机动(ACM)离心机训练方法。方法调研提炼飞行训练中典型的载荷参数,编制模拟复杂ACM离心机加速度曲线,7G曲线为+4.5 Gz 10 s→+2 Gz 5 s→+7 Gz 10 s→+3 Gz 5 s→-1 Gz 5 s→+4 Gz 5 s→+3 Gz 10 s→-2 Gy/+5 Gz 5 s,8 G曲线为+4.5 Gz 10 s→+2 Gz 5 s→+8 Gz 10 s→+3 Gz 5 s→-0.5 Gz 5 s→+4.5 Gz 5 s→+3 Gz 10 s→-2 Gy/+6 Gz 5 s,9 G曲线为+4.5 Gz 10 s→+2 Gz 5 s→+9 Gz 10 s→+3 Gz 5 s→0 Gz 5 s→+5 Gz 5 s→+3 Gz 10 s→-2 Gy/+7 Gz5 s。受试者为12名健康男性,结合HP动作呼吸方式进行了持续12周的针对腿部、腹部、腰部和颈部肌肉的力量训练。12名受试者采用7 G曲线,在力量训练前和力量训练后进行了离心机训练;力量训练后,10名受试者采用8 G曲线、9名受试者采用9 G曲线,进行了离心机训练,记录分析复杂加速度耐力、疲劳评分等指标的变化。结果力量训练前10名受试者完成了7 G曲线,力量训练后12名均完成了7 G曲线,且疲劳评分显著低于体能训练前(P<0.01);9名受试者完成了8 G曲线;7名受试者完成了9 G曲线;训练时的呼吸疲劳评分9 G与8 G曲线分别显著高于8 G与7 G曲线(P<0.05),腿部疲劳评分没有显著差异。结论建立了离心机模拟复杂ACM训练方法,ACM曲线包含有侧向加速度及推拉动作,兼顾最高载荷并高低搭配,有利于提高飞行员进行长时间复杂空战的能力,具有较高的实际应用价值。

离心机模拟连续推拉动作训练方法研究

目的建立贴近实战化训练模式的连续推拉动作(PPM)离心机训练方法。方法调研提炼飞行训练中典型的PPM载荷参数,编制离心机模拟连续PPM曲线。16名战斗机飞行员作为志愿者,A组6名,采用-1Gz/3s→+6Gz/10s→2Gz/10s→0Gz/3s→+4.5Gz/10s→2Gz/10s→0.5Gz/3s→+5 Gz/10s连续PPM曲线,B组10名,采用-1Gz/3s→+6Gz/10s→2Gz/10s→0Gz/3s→+4.5Gz/10s→2Gz/10s→-1Gz/3s→+7Gz/5s连续PPM曲线(根据A组建议对曲线进行了改进),进行了HP动作对抗连续PPM离心机训练。志愿者在相对-Gz(小于+1Gz)暴露时采用HP动作的呼吸方式,在向+Gz转换时开始做较用力的HP动作,记录分析+Gz耐力、心率(HR)等指标的变化。结果A组6名志愿者均完成了连续PPM离心机训练,对PPM曲线提出了改进建议。B组9名志愿者采用改进的连续PPM曲线完成离心机训练。两组在相对-Gz时的HR均显著高于安静状态(P<0.05),连续PPM暴露时的HR变化趋势说明心血管调节有持续效应,其适应负荷有滞后。结论建立了高性能战斗机飞行员连续PPM离心机训练方法,模拟连续PPM曲线中不同水平-Gz与+Gz交替作用的模式更能体现实战化训练中长时间反复空战的特点,将应用于后续飞行员离心机训练。

以“心血管反应能力提升”为核心,开展抗荷生理训练教学的思考

抗荷生理训练是提高飞行员自身抗荷能力的综合训练方法,其核心是有效提升飞行人员的心血管反应能力。本文通过分析心血管反应能力在抗荷生理训练组织实施各环节的作用地位,探讨了如何围绕心血管反应能力提升这一核心,以系统开展抗荷生理教育、抗荷基础体能训练、抗荷动作训练和载人离心机训练等抗荷生理训练的教学实践。

一种新型综合防护服的抗荷性能试验研究

目的探讨一种新型综合防护服的抗荷性能。方法在载人离心机上分别测定5名受试者的基础+Gz耐力和采用新型综合防护服时的+Gz耐力,采用+Gz加速度的增长率都是6 G/s,峰值作用持续时间为15 s,在加速度作用期间,嘱受试者呼吸不能用力,亦不能收紧全身肌肉。结果受试者采用综合防护服的+Gz耐力为(5.85±0.22)G,显著高于基础+Gz耐力(P<0.01),综合防护服的抗荷性能为(2.55±0.11)G。结论新型综合防护服能实现对快增长率加速度实现有效防护。

加压呼吸与对抗动作联合抗荷效果的研究

本文介绍了研究胸部有代偿加压呼吸(APPB)与L-1对抗动作的生理效应及二者联合应用的可能性与抗荷效果。根据实验中不同余压值APPB的心血管效应及被试者主观反应进行综合判定,我们认为,以APPB_(5.98)用于提高+Gz耐力较为合适。APPB_(5.98)的血压、心率、心输出量及预测G耐力均明显低于L-1动作(p<0.05),但比L-1动作省力和易于掌握。APPB_(5.98)与L-1动作的联合应用不仅是可能的,也是非常有效的。不论是否同时使用抗荷服,APPB_(5.98)+L-1动作的血压及预测G耐力均明显高于APPB_(5.98)及L-1动作单项措施,而且其疲劳程度与单纯使用L-1动作相比无明显差别。离心机试验结果表明,APPB_(5.98)+L-1动作+抗荷服(AGS)综合措施的抗荷效果为3.95G。飞行员实验结果表现出相同的趋势。

新型综合抗荷措施对快增长率模式高过载暴露防护效果的研究

目的探讨一种由新型囊式抗荷装备及HP抗荷动作组成的综合抗荷措施防护效果。方法在载人离心机上首先测定5名受试者不使用抗荷装备、不做抗荷动作的基础+Gz耐力,然后使用新型囊式抗荷装备并做HP抗荷动作进行6 G/s增长率9 G持续15 s的加速度暴露。暴露结束后对+Gz暴露时的疲劳、体表压痛及抗荷装备的主观感觉进行评分。结果新型囊式抗荷装备的充气速度和压力均满足设计要求。抗荷装备的+Gz防护水平及总体舒适性评分平均达到“良好”水平。面罩压及抗荷服压力的评分在“适中”水平。呼吸用力评分达到了“轻度困难”。受试者的基础耐力为(3.69±0.47)G。有3名受试者抗荷耐力达到9 G 15 s,1人达到9 G 10 s,1人达到9 G 5 s。体力感知度分级评分为(4.2±1.1)分。9 G 15 s暴露时受试者做HP抗荷动作的呼吸频率为(44±6)次/min,颈、腰、臂、腹4个部位的压痛评分平均值在轻度压痛以下水平。结论新型囊式抗荷装备具有较好的防护性和舒适性。要注重通过选拔和训练提高飞行员的抗荷耐力,避免人的因素影响综合抗荷措施的防护效果。

适用于飞行教官的FT动作抗荷效果评价

目的评价分析适用于飞行教官的FT动作的抗荷效果。方法FT动作以腹部、腿部肌肉持续用力为主,呼吸不用力。7名受试者在力量训练前和力量训练后分别进行了4组离心机试验:FT组采用FT动作,载荷峰值时发出指令;HP组采用HP动作;FT+KH-X组采用FT动作与KH-X抗荷服,在载荷峰值时发出指令;HP+KH-X组采用HP动作与KH-X抗荷服。记录分析G耐量(G值×时间之和)、心率等指标的变化。结果力量训练前的G耐量,HP组显著高于FT组、HP+KH-X组显著高于FT+KH-X组(P<0.05);力量训练后的G耐量,HP+KH-X组显著高于FT+KH-X组(P<0.05);训练后FT组、HP组、FT+KH-X组、和HP+KH-X组的G耐量分别增加了60.8%、34.6%、50.5%、51.7%。力量训练前HP组的平均心率与最大心率均显著高于FT组(P<0.05),HP+KH-X组的最大心率显著高于FT+KH-X组(P<0.05);力量训练后,FT组与HP组、FT+KH-X组与HP+KH-X组之间的平均心率与最大心率差异均无统计学意义(P>0.05)。力量训练后,只有HP组的平均心率与最大心率显著低于训练前(P<0.01、P<0.05)。结论适用于飞行教官的FT动作具有良好的抗荷效果,对飞行教官安全有效的指导带教,提高自身抗荷能力具有重要意义。

采用载人离心机慢增长率模式+Gz耐力检查方法评定综合抗荷措施防护效果的研究

目的开展载人离心机慢增长率(gradual-onset rate run,GOR)模式+G_(z)耐力检查试验研究,探讨该方法在综合抗荷措施防护效果评定中的应用。方法6名男性受试者在载人离心机上进行了GOR加速度暴露试验,每人均完成4组:不使用抗荷装备,保持松弛状态的加速度耐力(GOR1耐力),做HP抗荷动作时的加速度耐力(GOR2耐力),穿抗荷服保持松弛状态的耐力(GOR3耐力),做HP动作、穿抗荷服使用抗荷加压呼吸时的耐力(GOR4耐力)。依次检查受试者在4组+G_(z)暴露时的加速度耐力及心率和呼吸频率,受试者对体力感知度评价表进行评分,试验结束后填写调查问卷,对抗荷装备的防护效果进行了主观评价。结果6名受试者GOR1耐力为(4.21±0.99)G,GOR2耐力为(6.00±1.32)G,GOR3耐力为(6.34±1.32)G,GOR4耐力为(7.87±1.29)G,不同GOR模式+G_(z)暴露的耐力差异有统计学意义(F=174.477,P<0.001)。受试者在4组+G_(z)暴露试验到达耐力终点的心率及HR_(max)差异有统计学意义(F=131.330、128.417,P均<0.001);GOR2和GOR4的心率(P=0.013、0.017)及HR_(max)显著大于GOR1(P=0.014、0.006);GOR2与GOR4的HR_(max)差异有统计学意义(P=0.006)。HP抗荷动作防护效果为(1.79±0.88)G,AGS防护效果为(2.13±1.03)G,综合抗荷措施的防护效果为(3.67±0.80)G。综合抗荷措施的防护效果大于做HP抗荷动作及AGS(P=0.001、0.003),但HP抗荷动作与AGS防护效果比较差异无统计学意义(P=0.301)。受试者对抗荷装备防护效果的主观感觉评分达到“较好”水平。结论在综合抗荷措施防护效果评定时增加载人离心机GOR模式+G_(z)耐力检查方法有助于进一步提高评定结果的准确性。

HP动作抗荷训练的效果评价

目的探讨新的抗荷动作HP动作的抗荷训练效果。方法运用肌力协调抗荷训练器,通过对来院疗养的60名战斗机飞行员进行HP动作和习惯性动作训练比较,观察其训练过程中飞行员自我感受状况和+Gz耐力值的变化。结果采用HP动作训练的飞行员抗荷耐力值达到了(7.61±0.83)G,且飞行员主诉疲劳程度低,动作完成得比较轻松。结论HP动作具有良好的抗荷效果,且动作要领易掌握。

一种适用于飞行教官的新型抗荷动作的表面肌电图评价

目的对本课题组前期提出的适用于飞行教官的抗荷动作进行表面肌电图评价。方法纳入18~20岁受试者8人,试验设备采用AMST-HC-4E型载人离心机,根据初教机与高教机飞机性能及载荷特点编制3.0G60s、4.0G50s、5.0G40s、6.0G30s及7.0G20s共5条离心机加速度曲线,分别评价FT动作及HP动作的抗荷效果,同时利用表面肌电技术观察不同载荷下2种抗荷动作训练前后肌肉用力的变化及肌肉激活的情况。结果训练后,受试者使用FT动作与HP动作时抗荷耐量均较训练前增加,与训练前相比,FT动作组增加60.8%,HP动作组增加34.6%,FT动作+KH-X抗荷服组增加50.5%,HP动作+KH-X抗荷服组增加51.7%,差异均有统计学意义(P均<0.05);表面肌电测试结果显示,训练后FT动作组及HP动作组的积分肌电值(iEMG)均呈下降趋势,其中FT动作组2.5G10s载荷下右腓肠肌、3.0G60s载荷下左右腹直肌及右腓肠肌、5.0G40s载荷+KH-X抗荷服下左腹直肌训练后的iEMG值下降差异均有统计学意义(P均<0.05)。3.0G60s载荷下,FT动作组左胫骨前肌iEMG高于HP动作组(P<0.05);4.0G50s载荷+KH-X抗荷服及5.0G40s载荷+KH-X抗荷服下,HP动作组左腹直肌iEMG高于FT动作组(P均<0.05)。结论表面肌电图评价结果表明,适用于飞行教官的FT动作抗荷效果显著。

专项抗荷体能训练对HP动作抗荷效果的影响

目的 为我军高性能战斗机飞行员提出一套针对新的HP抗荷动作特点的专项抗荷体能训练方法。 方法 7名受试者 ,在 6 0d内隔日分别进行针对HP动作特点的心肺功能和力量训练。心肺功能训练使用心率控制法控制训练强度 ;力量训练使用最大重复量的方法控制训练强度 ;配合训练前准备活动和训练后放松活动进行全身肌肉的协调性训练。测定、比较训练前后自身 +Gz 耐力、心率、呼吸功能等相关生理参数的变化。 结果 训练后受试者的基础G耐力、HP动作的G耐力和HP动作的抗荷效果显著提高。在有载荷情况下的心率降低 ,肺活量显著增大 ,最大呼气压力变化不大。 结论 新的专项抗荷体能训练方法可以显著提高HP动作的抗荷效果、HP动作的抗荷耐力和基础耐力。

新的抗荷动作:HP与PHP动作抗荷效果的评价

目的 检验新的抗荷动作—— HP与 PHP动作的抗荷效果。 方法 HP动作由两部分构成 ,第 1部分为全身肌肉根据 + Gz大小进行用力收缩 ;第 2部分为 2 .5 s1个周期的呼吸部分 ,即在 0 .5 s内以口快吸气 ,同时发出汉语拼音“H”,再通过半闭的双唇用力进行慢呼气 2 .0 s,同时发出汉语拼音“P”。 PHP是在抗荷正压呼吸条件下做的 HP动作。测试对象为 2 0名飞行员和 10名志愿者。在离心机上测定 10名飞行员采用 KH-7抗荷服与 HP动作的抗荷耐力 ,另外 10名飞行员采用KH-7抗荷服与 L-1动作时的抗荷耐力作对照。在离心机上测定 10名志愿者采用 KH-5抗荷服、抗荷正压呼吸装备和做 PHP动作时的 + Gz耐力。 结果 分别采用 HP动作、L -1动作的两组飞行员的抗荷耐力均可达到 8G 10 s,但采用 HP动作时心率、呼吸率显著低于 L -1动作 (P<0 .0 5 )。志愿者采用装备做 PHP动作的抗荷耐力均达到了 9G 10 s,且完成得比较轻松。 结论 HP、PHP动作具有良好的抗荷效果 ,心脏负荷较小 ,而且飞行员易于理解、掌握 。