楊祥紅，傅忠義，段世旺

（1.海軍航空工程學(xué)院軍事教育訓(xùn)練系軍事體育教研室，山東煙臺264000；2.特種作戰(zhàn)學(xué)院門診部，廣東廣州510500；3.海軍航空工程學(xué)院學(xué)員一旅，山東煙臺264000）

HP呼吸抗荷系統(tǒng)訓(xùn)練對提高艦載機飛行學(xué)員抗荷能力的實驗研究

楊祥紅1，傅忠義2，段世旺3

（1.海軍航空工程學(xué)院軍事教育訓(xùn)練系軍事體育教研室，山東煙臺264000；2.特種作戰(zhàn)學(xué)院門診部，廣東廣州510500；3.海軍航空工程學(xué)院學(xué)員一旅，山東煙臺264000）

采用實驗訓(xùn)練法探索“HP呼吸抗荷系統(tǒng)訓(xùn)練”對提高艦載高性能戰(zhàn)斗機飛行員抗荷能力的作用。結(jié)果表明，該訓(xùn)練方法通過系統(tǒng)設(shè)計訓(xùn)練的強度、密度和時間段控制，對艦載機飛行員的抗荷能力提高具有良好的訓(xùn)練價值，并能有效降低受訓(xùn)人員的疲勞程度，對于提高艦載機飛行員的+Gz耐受力（G）具有良好的訓(xùn)練價值。訓(xùn)練系統(tǒng)可為高性能戰(zhàn)斗機飛行員的抗載荷能力訓(xùn)練提供有價值的參考。

海軍航空兵；載艦戰(zhàn)斗機；飛行學(xué)員；體質(zhì)現(xiàn)狀；體質(zhì)訓(xùn)練；對策

當前，我軍正緊密鑼鼓地全面實施改革強軍戰(zhàn)略，新時期強軍目標和軍事戰(zhàn)略方針的確立不斷推動著新軍事變革的深入發(fā)展，使我軍的編制體制、武器裝備和軍事訓(xùn)練的現(xiàn)代化建設(shè)不斷向著高、精、尖的方向發(fā)展。大量高、新武器裝備列裝海軍航空兵作戰(zhàn)部隊，對戰(zhàn)斗機飛行員的作戰(zhàn)能力的培養(yǎng)和訓(xùn)練也提出了更高的要求。飛行員的身體素質(zhì)作為戰(zhàn)斗力的重要組成要素，成為海軍航空兵戰(zhàn)斗力生成的重要內(nèi)容，并對相關(guān)軍事訓(xùn)練提出了相應(yīng)的要求。因此，如何有效地提高海軍航空兵戰(zhàn)斗機飛行員的身體素質(zhì)和能力也成為海軍航空兵部隊軍事訓(xùn)練改革的重要方向［1］。

抗荷能力即抗負荷過載的身體能力，是指飛行員對航空飛行加速度的身體耐受能力。飛行器在空中加速的過程都會產(chǎn)生這種負荷過載的情況，由于外力的作用，破壞了人體在靜止或勻速直線運動狀態(tài)時的平衡穩(wěn)態(tài)，造成壓力過載或壓力過負荷的情形發(fā)生，對人體的生理機能（血液動力學(xué)指標）會產(chǎn)生一定的沖擊力，如果生理機能較差可能承受不了這種過載的負荷，導(dǎo)致航空疾病，甚至意識喪失［2］。因此，作為戰(zhàn)斗機飛行員必須具備良好的抗過載的能力，才能較好地完成遂行飛行作戰(zhàn)任務(wù)。由于航母艦載機起降距離比普通戰(zhàn)斗機短，拉高升空和降高落艦的空間跨度在瞬間可達到500 m以上，對飛行員的抗荷能力素質(zhì)要求大大高于普通戰(zhàn)斗機飛行員，因此尤其需要開展系統(tǒng)的抗荷能力專項訓(xùn)練［3］。綜上所述，隨著我軍海軍航空兵部隊第三代以上高性能戰(zhàn)斗機的不斷發(fā)展，對飛行員的身體素質(zhì)要求越來越高，新型戰(zhàn)機持續(xù)高載荷特性，高載荷增長的特點，高角加速度和高認知負荷特性的要求，我們必須重視開展科學(xué)的、正確的、有效的抗荷能力訓(xùn)練。

本研究通過實驗訓(xùn)練探討對提高海軍航空兵艦載機飛行學(xué)員抗荷能力的有效方法，并通過實驗對比提出相關(guān)的改革對策，為提高海軍航空兵艦載機飛行學(xué)員的體質(zhì)水平以適應(yīng)現(xiàn)代信息化戰(zhàn)爭需求提供軍事體育訓(xùn)練改革方面的參考。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

以海軍航空兵學(xué)院艦載機飛行學(xué)員為研究對象，根據(jù)學(xué)員學(xué)籍檔案的編號，采用隨機抽樣的方法，從該學(xué)院承擔艦載機飛行訓(xùn)練的飛行學(xué)員大隊中隨機抽取20名學(xué)員，這批飛行學(xué)員均從海軍航空兵部隊挑選入學(xué)，已具有一定年限的飛行經(jīng)歷，全部為男性。

實驗樣本形成后，再對實驗樣本統(tǒng)一編號，然后采用隨機數(shù)字表法將本研究的實驗樣本隨機分為兩組即實驗組和對照組，每組10人，平均年齡（23.12±2.45）歲。實驗對象為實驗前的飛行訓(xùn)練中未開展過系統(tǒng)抗荷訓(xùn)練人員。

“HP呼吸抗荷系統(tǒng)訓(xùn)練”組為抗荷能力訓(xùn)練實驗組，對該組學(xué)員設(shè)計“HP呼吸抗荷系統(tǒng)訓(xùn)練”方案，在原有教學(xué)訓(xùn)練計劃的基礎(chǔ)上，進行系統(tǒng)的“HP呼吸抗荷系統(tǒng)訓(xùn)練”，目的在于提高學(xué)員的抗荷能力；對照組學(xué)員繼續(xù)按原教學(xué)訓(xùn)練計劃開展正常訓(xùn)練，不施加其他訓(xùn)練因素，兩組研究對象的相關(guān)情況見表1。

表1 實驗對象基本情況

1.2 研究方法

1.2.1 專家訪談法

采用非結(jié)構(gòu)訪談的方式，擬定大致的訪談綱要，采訪有關(guān)抗飛行負荷訓(xùn)練方面的專家、教授，對本研究設(shè)計的訓(xùn)練方案提出意見，對每個訓(xùn)練階段的強度和密度安排的合理性和有效性進行定性評估，并提出針對性調(diào)整意見，提高本研究的嚴謹性、可行性和科學(xué)性。

1.2.2 “HP呼吸抗荷系統(tǒng)訓(xùn)練”實驗法

按照抗荷系統(tǒng)訓(xùn)練方案，對實驗組被試開展一定周期和一定強度的“HP呼吸抗荷系統(tǒng)訓(xùn)練”，以增強和提高飛行學(xué)員的抗過載荷身體能力。實驗訓(xùn)練設(shè)計的基本要素如下：

A.訓(xùn)練主要內(nèi)容

實驗組重復(fù)進行一個周期2.5 s時控用力呼吸訓(xùn)練，呼吸訓(xùn)練過程的具體步驟如下：首先，吸氣時口張開至最大程度的2/3左右，發(fā)出輕輕的漢語拼音“H”音，進行中等氣量的快速吸氣，在0.5 s內(nèi)完成；其次，吸氣后立即發(fā)出較重的漢語拼音“P”音，進行有力呼氣，持續(xù)2.0 s，呼吸動作節(jié)律與“呼吸參考”曲線引導(dǎo)信號（通過受訓(xùn)者佩戴的傳感器在電腦上顯示出來）保持同步；第三，呼氣時雙唇微張至一較小縫隙形成響呼吸節(jié)門，提供建立較高胸內(nèi)壓所必需的阻力。

在掌握HP呼吸動作技術(shù)后，要求訓(xùn)練實驗組被試以HP呼吸動作節(jié)奏，進行杠鈴上拉蹬力動作訓(xùn)練。訓(xùn)練要求不作上舉杠鈴的動作意圖，在向上提拉杠鈴動作的同時雙腿用力蹬地，重點是雙腿的蹬力動作，要求杠鈴片累積重量達到120 kg，每次上拉蹬力動作訓(xùn)練持續(xù)30 s以上。在該訓(xùn)練中，主要通過訓(xùn)練強度、訓(xùn)練密度和訓(xùn)練時間段設(shè)計系統(tǒng)的訓(xùn)練過程。并在訓(xùn)練中，加入一定的心理表象訓(xùn)練，以增加受訓(xùn)者的訓(xùn)練興趣。

B.訓(xùn)練時間段

飛行員抗荷訓(xùn)練研究表明，不同的訓(xùn)練時間段會對抗荷能力訓(xùn)練效果產(chǎn)生一定的影響，抗荷訓(xùn)練研究提出對+Gz耐力訓(xùn)練時間的選定要有一定的要求［4］。在不影響實驗組被試正常操課和生活作息時間的條件下，將實驗訓(xùn)練時間段確定于每天下午16∶00～17∶00之間（每周訓(xùn)練五天，星期六和星期天正常休息）。

C.訓(xùn)練強度

飛行員抗荷訓(xùn)練的研究表明，訓(xùn)練時間與訓(xùn)練效果存在必然的內(nèi)在聯(lián)系，只有達到一定訓(xùn)練強度，并持續(xù)足夠的時間，才能達到理想的訓(xùn)練效果［5］。據(jù)此，將實驗組被試的強度確定為訓(xùn)練心率達到訓(xùn)練者最大心率的80%。

D.訓(xùn)練周期

飛行員抗荷訓(xùn)練研究表明，抗荷能力訓(xùn)練要產(chǎn)生明顯訓(xùn)練效果須達到一個周期量的訓(xùn)練過程，以一定周期時間的訓(xùn)練獲得明顯效果是訓(xùn)練的基本前提［7］。根據(jù)相關(guān)訓(xùn)練經(jīng)驗和研究，將實驗組被試的HP呼吸抗荷系統(tǒng)訓(xùn)練的周期定為8周。分為兩個階段進行訓(xùn)練：第一階段（1～2周）為掌握HP呼吸基本動作階段，主要學(xué)習(xí)和掌握HP呼吸基本動作技術(shù)；第二階段（3～8周）為HP呼吸抗荷系統(tǒng)訓(xùn)練階段，要求按照訓(xùn)練方案的設(shè)計開展系統(tǒng)訓(xùn)練。對在實驗過程中，對實驗組和對照組兩組被試均進行抗荷耐力和血壓水平測試，兩次測試間隔時間為2個月。

E.訓(xùn)練效果評定方法

航空醫(yī)學(xué)對航空抗荷能力的評估主要通過血液動力學(xué)指標與心眼距的函數(shù)關(guān)系進行測算，因此在訓(xùn)練進程中，測試兩組被試的血液動力學(xué)指標（肱動脈血壓、脈壓）、心率和抗荷能力（心眼距）的變化情況，相關(guān)數(shù)據(jù)代入航空醫(yī)學(xué)慣用公式，求+ Gz耐受力（G）的數(shù)值（均數(shù)和標準差），采用t檢驗評價差異的顯著性，以此評估“HP呼吸動作系統(tǒng)訓(xùn)練”的效果。

航空醫(yī)學(xué)對+Gz耐受力（G）的計算公式為：+Gz耐受力（G）=（ΔP×1.36）÷（1.06× ΔH），其中，ΔP=收縮壓（mmHg）-40（mmHg）；ΔH=心-眼距（cm）。

相關(guān)數(shù)據(jù)的測量要求如下：

心眼距測量：在訓(xùn)練前10 min和訓(xùn)練40 min后，測量兩組被試的左眼角與第二肋間的距離，單位為cm。

血液動力學(xué)指標測量：在訓(xùn)練前10 min和訓(xùn)練40 min后，測量兩組被試的肱動脈血壓變化情況，采集數(shù)據(jù)包括收縮壓（Systolic blood pressure，SBP）、舒張壓（Diastolic blood pressure，DBP）、平均動脈壓（Mean arterial pressure，MAP），單位為mmHg。

心率測量：在訓(xùn)練前和訓(xùn)練進程中，測量兩組被試的心率（Heart Rate，HR）變化情況，單位為次/min。

相關(guān)數(shù)據(jù)帶入上述+Gz耐受力（G）計算公式，計算基礎(chǔ)+Gz耐受力和做HP動作時的+Gz耐受值。要求HP抗荷動作力求正確；測量心眼距和血壓時要力求準確。

1.2.3 數(shù)理統(tǒng)計法

實驗相關(guān)參數(shù)以SPSS19.0統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計分析處理，采用的方法有描述性統(tǒng)計、配對樣本T檢驗、獨立樣本T檢驗等。

2 研究結(jié)果與分析

2.1 HP呼吸抗荷系統(tǒng)訓(xùn)練前實驗組和對照組被試血液動力學(xué)指標及抗荷能力比較

在HP呼吸抗荷系統(tǒng)訓(xùn)練實驗前，先對兩組被試進行血液動力學(xué)指標（收縮壓SBP、舒張壓DBP、平均動脈壓MAP、心率HR）和+Gz耐受力（G）測試。統(tǒng)計結(jié)果顯示，兩組被試在實驗訓(xùn)練前的SBP、DBP、MAP、HR和+Gz耐受力（G）沒有呈現(xiàn)出明顯的統(tǒng)計學(xué)差異，提示兩組在訓(xùn)練進程前的血液動力學(xué)指標和抗荷能力水平基本一致，兩組受試者均處于同質(zhì)水平（表2）。

表2 實驗訓(xùn)練前兩組被試血液動力學(xué)指標與抗荷能力測試結(jié)果對比 （±s）

表2 實驗訓(xùn)練前兩組被試血液動力學(xué)指標與抗荷能力測試結(jié)果對比 （±s）

組別安靜狀態(tài)下血液動力學(xué)指標測試（mmHg）收縮壓舒張壓平均動脈壓心率（次/min）+Gz耐受力（G）實驗組118.22±10.6871.63±5.1884.75±7.4271.15±6.514.42±0.57對照組121.37±11.5569.47±7.2686.61±6.9773.03±7.334.73±0.39 t 0.5340.7420.3061.0940.587

2.2 HP呼吸抗荷系統(tǒng)訓(xùn)練后實驗組和對照組被試抗荷能力比較

隨著空軍裝備技術(shù)的日新月異，高機動性能的第三代戰(zhàn)斗機不斷對飛行員的抗荷能力提出更高的要求，公開資料顯示，蘇-27等三代戰(zhàn)機在高速機動過程中產(chǎn)生的+Gz增長率已達到3G/s，最大+Gz可達8～9G，并持續(xù)10～15 s，6.5G持續(xù)30～45 s。航母艦載機也屬于三代戰(zhàn)機范疇，但某些作戰(zhàn)指標上實際上已超過三代戰(zhàn)機的機動性能，同時在特殊條件下的起降和作戰(zhàn)，更要求飛行員具備高水平的抗荷能力。

本研究對實驗訓(xùn)練組和對照組的測試結(jié)果表明（表3），實驗組被試在經(jīng)歷八周系統(tǒng)的“HP呼吸抗荷能力訓(xùn)練”后，其血液動力學(xué)指標與抗荷能力在測試過程中表現(xiàn)出較好的抗負荷適應(yīng)性，對+ Gz耐受力（G）的能力比對照組有明顯的提高。在血液動力學(xué)指標上，實驗訓(xùn)練組被試的收縮壓與對照組的差異達到非常顯著的統(tǒng)計學(xué)意義，舒張壓和平均脈壓的差異也達到非常顯著的統(tǒng)計學(xué)意義（p＜0.01）。在心率指標上，實驗訓(xùn)練組被試的心率對照組的差異同樣達到非常顯著的統(tǒng)計學(xué)意義（p＜0.01）。最終表現(xiàn)在+Gz耐受力（G）的水平上，實驗組被試經(jīng)過八周的“HP呼吸抗荷能力系統(tǒng)訓(xùn)練”，達到了（8.26±0.72）G的抗載荷能力，遠高于對照組（5.38±0.56）G的抗荷能力水平，且二者在統(tǒng)計學(xué)意義上存在非常顯著性差異（p＜0.01）。這些測量和測算對比結(jié)果表明，對航母艦載機飛行員實施“HP呼吸抗荷能力訓(xùn)練”，能使其較好地適應(yīng)艦載機型的飛行作戰(zhàn)對身體抗荷能力的要求。

表3 實驗訓(xùn)練第八周兩組被試血液動力學(xué)指標與抗荷能力測試結(jié)果對比（±s）

表3 實驗訓(xùn)練第八周兩組被試血液動力學(xué)指標與抗荷能力測試結(jié)果對比（±s）

注：1）表示P＜0.01，兩組被試的血液動力學(xué)指標與抗荷能力測試比較呈非常顯著性差異。

組別組別血液動力學(xué)指標測試（mmHg））收縮壓舒張壓平均動脈壓心率（次/min）+Gz耐受力（G）實驗組179.15±22.68110.37±21.72119.70±13.2685.58±9.118.26±0.72對照組136.30±11.0973.4±10.6894.17±10.7077.52±5.955.38±0.56 t 9.1461）5.7421）18.3061）7.4251）4.7461）

2.3 HP呼吸抗荷系統(tǒng)訓(xùn)練提高艦載機飛行員抗荷能力的訓(xùn)練價值

航空醫(yī)學(xué)的研究表明，在飛機加速的過程中，由于速度的急劇變化，人體受到加速度的影響會產(chǎn)生一系列變化。如突然起動時，飛行員重度后傾；發(fā)動機剎車時，飛行中身體極度前傾；而當飛機翻滾或急彎時，飛行員身體向外傾斜度極大。加速和方位的改變在慣性力作用下對身體產(chǎn)生極大的載荷，而隨著身體載荷的加大，會伴隨引起生理機能尤其是血液動學(xué)指標的急劇變化，航空醫(yī)學(xué)將此種情形，即受慣性力影響而使人體承受的額外的負荷稱為“過重負荷”或“超重”。在過重負荷的作用下，飛行員的身體機能發(fā)生一系列生理效應(yīng)，表現(xiàn)為血壓急劇升高，心率加快、肌體內(nèi)的組織、器官發(fā)生移位、變形，會嚴重影響飛行員操縱飛機。因此，為了改善飛行員的抗荷能力，必須對飛行員進行抗荷訓(xùn)練，在飛行訓(xùn)練過程中面對正加速度時，采用主動的對抗+Gz方法。我軍飛行部隊大多采用以跑旋梯、聯(lián)合訓(xùn)練器、舉重、仰臥起坐、仰臥舉腿的訓(xùn)練項目來提高飛行員的胸、腰、腹肌群力量，并通過短跑、跳遠等項目來訓(xùn)練或評估飛行員抗過負荷能力。但這類訓(xùn)練主要針對飛行員的體能水平和身體素質(zhì)開展的訓(xùn)練，間接上對提高抗荷能力水平有一定的作用。而我軍入選高性能戰(zhàn)斗機飛行員的基礎(chǔ)抗荷耐受力要求達到4.25G以上，所以上述這些訓(xùn)練對于三代戰(zhàn)機以上的飛行員來說，提高對抗+Gz的能力來說還存在一定的缺陷，因此必須對飛行人員開展更有效的+Gz耐受力（G）訓(xùn)練。

“HP呼吸抗荷系統(tǒng)訓(xùn)練”對于提高艦載機飛行員抗荷能力具有較高的軍事訓(xùn)練價值，它通過要求與呼吸動作的相互緊密配合，經(jīng)過規(guī)范、系統(tǒng)的抗荷動作（HP呼吸動作），在控制一定訓(xùn)練強度、訓(xùn)練密度、訓(xùn)練時段和訓(xùn)練規(guī)范的條件下，對艦載機飛行員進行科學(xué)系統(tǒng)和運動處方式的訓(xùn)練，通過科學(xué)的監(jiān)測手段，對訓(xùn)練進程的生理機能變化情況進行跟蹤監(jiān)控，隨時調(diào)整訓(xùn)練強度和密度，根據(jù)受訓(xùn)者的心理感受變換訓(xùn)練刺激和手段，注意增加訓(xùn)練過程中的趣味性。經(jīng)過為期八周的系統(tǒng)訓(xùn)練，參加訓(xùn)練的艦載機飛行員主訴訓(xùn)練疲勞程度明顯降低，同時+Cz耐受力達到了（8.26±0.72）G，與僅采用日常正常訓(xùn)練的對照組相比，兩者的抗荷能力差異達到非常顯著性的水平（p＜0.01）。這里的關(guān)鍵技術(shù)在于本研究深入研究了HP呼吸的動作技術(shù)特點，以口唇進行快吸氣和用力慢呼氣，并要求受訓(xùn)者全身肌肉根據(jù)+Gz值的大小用力收縮，結(jié)合上拉蹬力訓(xùn)練，將抗荷能力的基本要素融進系統(tǒng)的抗荷訓(xùn)練過程之中，科學(xué)設(shè)計HP呼吸抗荷訓(xùn)練過程的強度、密度及訓(xùn)練時間段，HP動作經(jīng)過合理設(shè)計，所以執(zhí)行起來較為容易，不易過度疲勞，受訓(xùn)者的自我用力程度易于控制，又能節(jié)省體力，可達到對抗高G值的目的。此外，如果本研究提出的“HP呼吸抗荷動作訓(xùn)練如果能與我軍研發(fā)出來的先進高效抗荷系統(tǒng)中的擴大囊覆蓋面積抗荷服（ECGS）結(jié)合使用，效果會更好。

3 結(jié)論

“HP呼吸抗荷系統(tǒng)訓(xùn)練”具有良好的抗荷效果，對于提高受訓(xùn)人員的+Gz耐受力（G）具有良好的訓(xùn)練價值。本訓(xùn)練系統(tǒng)對于提高高性能戰(zhàn)斗機飛行員抗荷能力具有較高的軍事訓(xùn)練價值。

［1］張榮健.飛行人員健康教育［M］.西安：第四軍醫(yī)大學(xué)出版社，2007.

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［3］劉桂昌.對軍事航空醫(yī)學(xué)的一些認識［J］.中華航空航天醫(yī)學(xué)雜志，2001（1）：6—7.

［4］Depart R，L；Fundamentals of Aerospace Medicine.Philadelphia. 1985：236.

［5］Shubrooks S，J Leverett SD：Protective Effects of the Valsalva and M-1 Maneuvers daring+Gz Acceleration.Preprints of the Annual Scientific Meeting ASMA 1972，l94.

［6］Hasmajias 7V.Biofeedback-principles and practice for Clinicians，Baltimore，Williams&Wilkias company，1879，1—4.

［7］HouHhtoa J，O，et al；Biofeedback Training of the M-1 Maneuver.International Congress of Aviation and Space Mediciae.Nancy；1981：94—95.

The Experimental Study on the Training Effect of Anti-load Ability with HP Respiratory Anti-charge System

YANG Xiang-hong1，F(xiàn)U Zhong-yi2，DUAN Shi-wang3
（1.Military physical education teaching and research section，Department of military physical education and training，Naval Aeronautical Engineering College of PLA.Yantai 264000. 2.Special Operations Academy of PLA.Guangzhou 510500.3.Brigade one，Naval Aeronautical Engineering College of PLA.Yantai 264000，China）

In this study，it explored the effect of the anti-load ability of the carrier-based high-performance fighter pilots by the experimental training method with“HP respiratory and anti-charge systematic training”.Results show that the training methods with systematic design of strength，density and time control，can improve anti-G ability of aircraft pilot，effectively reduce the fatigue degree of the personnel，and improve aircraft pilot′s+Gz tolerance（G）.This training system can provide valuable reference for the anti load capacity training of high performance fighter pilots.

naval air force；carrier fighter；flying students；physical fitness；physical training；countermeasure

G875

A

1671-1300（2016）03-0008-05

2016-04-26

楊祥紅（1978—），男，山東臨沂人，工程師。研究方向：軍事體育教育。