功能性训练对提高战斗机飞行员抗荷能力的影响

韩先宇 联勤保障部队大连康复疗养中心

人体对+Gz 的耐力取决于头部眼水平动脉血压的维持，通过检测耳脉搏波水平，能够清楚地了解到飞行员所处的身体抗载荷状态，通过使用这一技术方法，能够布置研究飞行员抗载荷能力的相关实验，了解功能性训练对提高战斗机飞行员抗荷能力的影响。现代高性能战斗机的应用对飞行员持续性高G 负荷能力提出了更高的要求，而提升飞行员+Gz 耐力的方法主要为抗荷服、抗荷动作、正压呼吸系统、后倾座椅等技术应用，前提基础是飞行员有一定的身体素质，来适应高+Gz 带来的生理反应。功能性训练的主要目的在于提升运动员的生理负荷能力，熟练掌握HP 抗荷动作，强化心肺功能和肌肉力量水平。有氧运动能够帮助运动员降低心跳频率，改善心律不齐的生理问题，强化心血管应激能力，使飞行员在飞行中集中注意力，保证飞行安全。

一、实验对象与方法

（一）实验对象

健康的战斗机飞行员20 名，男性，年龄29.8±2.87 岁，身高168—178cm，飞行时间1460.0±482.46h，按《飞行人员体格检查标准》体检合格，并有3 次以上离心机体验。经本次试验前，应试者24h 内无繁重体力劳动，睡眠充足，饮食得当。受试者清楚实验内容，并自愿参加。

（二）实验设备

1.加速耐力测试

本次实验不使用抗荷装备，只做HP 动作时的耐力，记录加速度曲线，受试者耳脉冲博波曲线，主观反映等。使用六三型载人离心机，+Gz 增长率为1G/s，达到预期G 值后持续10s。受试者视力或耳脉冲博波幅度下降75%以上，或无法继续坚持实验，最后的测试指标作为耐力重点指标。

2.心率测试

使用离心机心电记录设备进行心理记录，取受试者达到预期G 值，持续10s 内的平均心率。

3.肺活量测试

使用荷兰产VCYD2A 呼吸流滤仪测量，取3 次测试结果的最大值。

4.最大呼气压力测试

使用北京布莱迪仪器仪表有限公司生产的微压表接软管和接嘴测量。在测量过程中需要用接嘴密封口部周围，以最大力向外呼气，指针稳定3s 以上为数值有效，取3 次测试结果的最大值。

（三）实验动作

本次实验应用耿喜臣[1]提出的2.5s 抗荷正压呼吸动作HP动作，本动作共有两个部分。

第一，小腿、大腿、腹部、胸部、肩部等全身肌肉持续紧张用力。

第二，重复进行每个周期2.5s 地用力呼吸。在吸气在最大程度的2/3 时，发出“喝”音，并在0.5S 内进行中等量的吸气；吸气后发出“泼”音，持续2.0s 地用力呼气；呼气是双唇形成节门，提供胸腔内压的必需阻力；吸气时腿和腹部肌肉持续用力，呼气时腹部和胸部肌肉紧张用力。

一次呼吸结束以后进行下一个呼吸周期，持续到+Gz 暴露结束。

（四）实验方法

1.训练方法

本次实验共持续12 周，使用心率控制法控制心肺功能训练强度，使用最大重复量的方法控制力量训练强度，在每次实验前和试验后采用放松活动进行协调性训练。受试者分别在训练前、训练4 周后、训练12 周后进行耐力、呼吸功能、心理、力量负荷变化测试，按《中国人民解放军训练与考试大纲》实施，并对测试结果进行统计分析。

1）心肺功能训练：采用心率储备法，对受试者进行75%—90%心率储备强度的20—30min 的有氧训练，训练项目包括跑步、爬台阶、徒手健身操、功率脚踏车、划船等。

2）力量素质训练：针对下肢肌群、腹部肌群、胸部呼吸肌、辅助呼吸肌等特定的肌肉群进行训练，兼顾颈部肌肉、脊柱肌肉及上肢肌肉群的训练，主要项目有卧推、卧蹬、负重深蹲起、立卧撑起跳、负重或斜板仰卧起坐、大阻力划船练习、负重俯卧撑及单双杠练习。同时，在力量训练中配合HP 动作，并重复8-12 次最大重复量为力量负荷，以保证训练强度。

2.数据处理方法

本次实验对基础耐力、HP 动作耐力、HP 动作抗荷效果和心率指标进行数据采集，采用重复测量资料的方差分析，以数值t 检验分析最大呼气压力和肺活量的差异显著性，测定结果以均属±标准差（±s）表示。其中，计算公式为：心率储备=220-年龄-安静心率；训练心率=训练心率百分数×心率储备+安静心率；+Gz 耐力=[心理水平收缩压（mmHg）-40]/[心眼距离（cm）/1.28]。

二、实验结果

（一）耐力素质变化结果

与训练前相比，训练4 周后飞行员的HP 动作耐力（G）素质有所提高；在训练12 周后，基础耐力（G）、HP 动作耐力（G）、HP 动作抗荷效果（G）项目结果变化非常显著；与训练4 周后相比，飞行员的HP 动作耐力（G）和HP 动作抗荷效果（G）项目结果变化非常显著。

（二）呼吸功能变化结果

本次实验中，飞行员训练前肺活量（L）的测试结果为（3.62±0.59），训练4 周后肺活量（L）的测试结果为（3.99±0.47）（P＜0.05），训练12 周后肺活量（L）的测试结果为（4.68±0.31）（P＜0.01）；训练4 周后最大呼气压力（kPa）的测试结果为（22.24±6.11）（P＜0.05），训练12 周后最大呼气压力（kPa）的测试结果为（25.19±7.68）（P＜0.01）。与训练前相比，训练12 周后飞行员的肺活量（L）素质变化非常显著；与训练4 周后相比，训练12 周后飞行员的肺活量（L）素质变化显著。与训练前相比，训练12 周后飞行员的最大呼气压力（kPa）项目结果变化非常显著；与训练4 周后相比，训练12周后飞行员最大呼气压力（kPa）项目结果变化非常显著。

（三）心率变化结果

本次实验中，飞行员在安静状态下（n=7），训练12 周后心率（次/min）的测试结果为（66.25±7.69）（P＞0.05）；在基础3.0G 下（n=5），训练4 周后心率（次/min）的测试结果为（111.20±6.29）（P＜0.05），训练12 周后心率（次/min）的测试结果为（110.17±6.21）（P＜0.05）；在基础4.0G 下（n=4），训练4周后心率（次/min）的测试结果为（126.47±8.82）（P＞0.05），训练12 周后心率（次/min）的测试结果为（114.95±5.28）（＜0.05）；在HP（beat/min）动作5.0G 动作下（n=4），训练4 周后心率（次/min）的测试结果为（163.19±11.86）（P＞0.05），训练12 周后心率（次/min）的测试结果为（158.82±11.71）（P＞0.05）。训练4 周后与训练前相比，基础3.0 心率变化显著；训练12 周后，与训练前相比基础3.0G、基础4.0G 指标变化明显。

（四）力量素质变化结果

本次实验中，飞行员训练4 周后负重深蹲起的力量（kg）负荷的测试结果为（87.86±18.72）（P＜0.05），训练12 周后负重深蹲起的力量（kg）负荷的测试结果为（92.43±22.51）（P＜0.01）。与训练前相比，训练4 周后飞行员的力量素质测试结果变化显著；与训练前相比，训练12 周后飞行员的力量素质测试结果变化非常显著。

三、结果讨论

（一）飞行员进行功能性抗荷训练的必要性

现代高性能战斗机在机动飞行是所产生的持续性高G 负荷对飞行安全的影响非常突出，通过对飞行员进行抗荷动作和能力的训练，能够帮助飞行员提升+Gz 的耐力水平，保障飞行安全[2]。人体对+Gz 的那里直接取决于头部眼水平动脉血压的维持，通过为飞行员布置功能性训练内容，能够稳定期心率和血压，利于血液回流，保证回心血量，保证飞行员的高空作业安全。同时，飞行员自做的抗荷动作为屏气和腹部紧张用力，使胸内血压明显增高，直接作用于心脏和主动脉，但是在飞行时受到HSG 作用，血液向下半身转移，这种技术动作就会导致血液回流的血量减少。通过功能性训练，能够强化飞行员技术动作的一致性，使飞行员的自做抗荷动作在实际飞行中加以抵制，以维持眼水平的动脉血压。

（二）主要影响飞行员抗荷能力的训练项目

飞行员的力量素质训练包括耐力训练和力量训练的两个部分，高阻力、低重复次数的训练能够强化肌肉纤维强度和韧性，从而提高人体肌肉的力量水平，而低阻力、高重复次数的训练能够提升肌肉的耐力水平。在飞行员训练的HP 动作当中，要求飞行员小腿、大腿、腹部、胸部和手臂处的肌肉持续紧张用力，达到相适应的肌肉静力水平，而高性能战斗机在飞行载荷增长率高的特点下，飞行员必须拥有强大的肌肉爆发能力[3]。因此，力量训练在飞行员抗荷能力训练中的地位非常重要。此外，飞行员的身体频繁做出抗荷动作，高频率地使用抗荷正压呼吸系统，就会导致飞行员短期内的体力消耗过大，身体疲劳带来的氧气供给变低[4]。因此，高性能的心肺功能训练必不可少。

（三）功能训练对人体抗荷能力的影响效果

在本次实验过程中，参与本次实验的飞行员通过特定的12周抗荷训练，其基础耐力和抗荷能力均有所提高，通过基础耐力的测试，我们能够清楚飞行员进行心肺功能训练不会因为神经高度紧张而降低G 耐力，相反，能够改善心血管系统的应激代偿能力而提升G 耐力。此外，在呼吸功能的变化中，虽然最大呼吸压力的结果变化不显著，但是不能排除最大呼吸压力对G 耐力提升是有帮助意义的，这是因为HP 抗荷动作的特点要求使飞行员呼吸方式改变，加重了呼吸肌的负担，因此，二者关系还需要进一步的实验和分析。在有载荷情况下，飞行员的身体血液因载荷造成血液向下身转移，导致心脏回血量不足，心脏负担加重。功能性训练能够降低飞行员心率水平，证明心功能强化能够降低单位时间内心脏的搏动次数。下肢肌肉力量变化时飞行员必需的，在高+Gz 情况下，肌肉紧张能够阻止血液的向下身移动，保持心水平收缩压的不降低，进而提高了飞行员的抗载荷能力水平。