隨著空中加油技術(shù)、氧氣濃縮技術(shù)在航空武器裝備上的應(yīng)用,遠(yuǎn)程飛行得到了長足的發(fā)展。目前,中俄空軍將飛行時間超過4 h的飛行,視為遠(yuǎn)程飛行[1],美國空軍的標(biāo)準(zhǔn)為6 h以上[2]。由于航程不斷加大,飛行時間不斷延長,軍事飛行人員(以下簡稱飛行人員)長時間處于持續(xù)緊張的工作狀態(tài)和密閉狹小的座艙空間,容易導(dǎo)致飛行耐力和作業(yè)能力降低,使飛行人員身心面臨前所未有的挑戰(zhàn)。研究遠(yuǎn)程飛行航空衛(wèi)生保障問題及對策措施對保持飛行人員作業(yè)能力,提高戰(zhàn)斗力具有重要意義。
疲勞是遠(yuǎn)程飛行中不可避免、最為突出的問題。振動、噪聲、氣壓、溫度、空間等座艙環(huán)境會對機(jī)體造成生理影響,任務(wù)壓力及飛行中的不良情緒會對心理造成影響,飛行時間的延長會加大其他因素的綜合效應(yīng),加重飛行疲勞,使飛行員出現(xiàn)生物節(jié)律紊亂,生理、心理異常,工作績效下降等現(xiàn)象;排泄和飲食是遠(yuǎn)程飛行航衛(wèi)保障需要重點(diǎn)關(guān)注的問題。長時間的飛行使排泄和飲食方式發(fā)生改變,加重飛行人員的生理、心理負(fù)荷,造成疲勞累積,影響飛行作業(yè)能力。
1.1 身心不適感增加長時間飛行中,機(jī)艙空間狹小、單調(diào)操作、久坐會造成機(jī)體不適,并使身體對個體防護(hù)裝備的不適感增強(qiáng),包括寂寞、身體局部疼痛、眼澀、流淚、瞌睡(打盹)[3]。尤其是戰(zhàn)斗機(jī)飛行員,除因座艙狹小,身體活動受限外,還有配戴頭盔、機(jī)動過載等因素,使飛行員頸部、腰部和下肢關(guān)節(jié)的疼痛更為明顯,出現(xiàn)時間更早。轟炸機(jī)飛行員因飛行時間更長,還會出現(xiàn)下肢腫脹,在飛行4~8 h后表現(xiàn)更為明顯[4]。
1.2 情緒變化明顯長時間飛行后,副交感神經(jīng)興奮性逐漸增強(qiáng),機(jī)體逐步轉(zhuǎn)為抑制狀態(tài),可出現(xiàn)中樞抑制性腦電活動,主要表現(xiàn)為注意力分配和轉(zhuǎn)移能力下降,各種感覺變得遲鈍。而且隨著飛行時間延長,飛行人員的孤獨(dú)感、恐懼感等不良情緒增強(qiáng),會出現(xiàn)焦慮煩躁[5],特別是遠(yuǎn)海長航時飛行時,遠(yuǎn)離陸地,遇險營救難度大,增加了飛行員心理壓力,甚至?xí)霈F(xiàn)再次執(zhí)行長航時飛行任務(wù)的畏難情緒。
1.3 飛行耐力和操作能力下降長時間飛行可導(dǎo)致飛行員駕駛水平下降,動作較粗猛,控制精細(xì)度不夠;視覺靈敏度和夜間視力下降,觀察儀表困難,易出錯;注意分配和轉(zhuǎn)移能力下降,記憶力降低,感覺遲鈍,決策能力下降等;戰(zhàn)斗機(jī)飛行員還會出現(xiàn)抗荷耐力降低,機(jī)動飛行時易發(fā)生灰視或黑視[6]。
1.4 生物節(jié)律紊亂長時間持續(xù)飛行或跨時區(qū)飛行必然會打亂作息規(guī)律,造成睡眠節(jié)律和機(jī)體內(nèi)環(huán)境紊亂,飛行適應(yīng)性降低,疲勞度增加。有研究發(fā)現(xiàn),最常見的特征是食欲下降和情緒變化,易發(fā)生空腹飛行、晝間嗜睡和夜間失眠,對飛行人員精神狀態(tài)和認(rèn)知作業(yè)能力造成不良影響[1]。
1.5 排泄及飲食方式的改變對身心的影響飛行中排泄困難的問題加大了飛行人員的心理壓力。由于大部分戰(zhàn)斗機(jī)沒有設(shè)置專用的衛(wèi)生裝置,軍事飛行人員飛行時容易憋尿或是飛行日減少飲水,嚴(yán)重影響飛行耐力。有的飛行員拒絕飲用含咖啡因的提神飲料,使飛行疲勞加重,久而久之還會增加尿路結(jié)石的發(fā)病率。雖然有的機(jī)型設(shè)置了排尿裝置或飛行員穿戴紙尿褲,但是排大便問題沒有好的解決途徑,需通過調(diào)整膳食結(jié)構(gòu)控制。為控制飛行日大便的產(chǎn)生,執(zhí)行任務(wù)前,飛行員要進(jìn)行一段時間的膳食結(jié)構(gòu)調(diào)整,以減少食物殘?jiān)漠a(chǎn)生。飛行過程中,飛行員主要食用遠(yuǎn)航食品,機(jī)上缺少加熱裝置,這些都會導(dǎo)致膳食口味的改變,造成食欲減退,影響消化功能[1]。加之,長時間的缺氧、生物節(jié)律紊亂和疲勞極易導(dǎo)致飛行員進(jìn)食欲望下降,尤其是戰(zhàn)斗機(jī)飛行員,多數(shù)不愿進(jìn)食或僅食用少量方便替代食品。
遠(yuǎn)程飛行帶來的航空醫(yī)學(xué)問題對航空衛(wèi)生保障工作提出了更高的要求,科學(xué)防范飛行疲勞,制定相應(yīng)的法規(guī)制度,可有效提升飛行人員的作業(yè)能力。
2.1 科學(xué)安排休息和疲勞風(fēng)險管理①合理安排休息時間。為防止疲勞,各國對長航時飛行員休息和執(zhí)行任務(wù)的時間有明確規(guī)定。例如,美空軍規(guī)定,在執(zhí)行飛行任務(wù)前應(yīng)保證充足的睡眠,每24 h要離崗12 h,飛行前12 h保證不少于8 h的睡眠時間;需要連續(xù)執(zhí)行任務(wù)時,離崗時間可縮短至10 h,任務(wù)結(jié)束后應(yīng)提供數(shù)天的休息;飛行時間每7 d不能超過56 h,每30 d不能超過125 h,每90 d不能超過330 h[2]。我軍僅規(guī)定了飛行前夜的睡眠時間不低于8 h,而沒有明確離崗時間,符合我軍自身的飛行任務(wù)特點(diǎn)和需求。離崗時間至少10 h才能很好的保證下一輪任務(wù)前的睡眠質(zhì)量,因此,建議我軍參照外軍經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上,在航衛(wèi)保障規(guī)則中增加離崗10 h的規(guī)定,并且于飛行前3 d開始調(diào)整睡眠,以保證任務(wù)前的睡眠治療。②飛行中適當(dāng)小睡。有研究表明小睡是最為有效的保持和恢復(fù)警醒的非藥物性技術(shù),美空軍規(guī)定,當(dāng)飛行中允許有休息時間的條件下應(yīng)增加備份機(jī)組在非重要飛行階段允許在座艙中小睡(一次只能1名飛行員),時間持續(xù)不超過45 min,條件允許時可以多次小睡[7]。建議我軍在配備有備份機(jī)組,不違反飛行安全的情況下,可視情安排小睡,飛行員可進(jìn)行交替休息,每次30~40 min,著陸前1~1.5 h必須保持清醒。③加強(qiáng)疲勞風(fēng)險管理。采用疲勞風(fēng)險管理系統(tǒng)(FRMS)進(jìn)行疲勞監(jiān)測、休息、睡眠調(diào)整是外軍針對遠(yuǎn)程飛行保障的主要做法。構(gòu)建飛行人員疲勞評估系統(tǒng)(SAFE)模型,睡眠、活動、疲勞、任務(wù)效能(SAFTE)模型和疲勞時間調(diào)度工具(FASTTM),預(yù)測最佳績效時間,確定睡眠最佳效果時間,可最大限度地避免飛行疲勞,保證安全[8]。美軍航空航天生理學(xué)家和航空醫(yī)學(xué)專業(yè)人士使用FASTTM為B-2轟炸機(jī)長航時任務(wù)中提供抗疲勞指導(dǎo)[9]。建議我軍盡快研究FRMS,建立SAFTE模型和FASTTM,科學(xué)預(yù)測疲勞風(fēng)險,減少因疲勞引發(fā)飛的飛行安全問題。
2.2 嚴(yán)格放飛把關(guān)長航時飛行由于任務(wù)的特殊性,對于飛行員執(zhí)行任務(wù)前的身心狀態(tài)提出了更高要求,特別是一些明顯影響飛行耐力的身體因素,要進(jìn)行嚴(yán)格的把關(guān)。例如,連續(xù)執(zhí)行跨晝夜、跨時區(qū)飛行任務(wù)后身體出現(xiàn)明顯不適,各種原因?qū)е碌睦Ь?、體力欠佳、頸腰疼痛、胃腸功能紊亂、心理問題等,對于執(zhí)行長航時飛行任務(wù)可能嚴(yán)重威脅飛行安全和任務(wù)效果,建議醫(yī)學(xué)臨時停飛。
2.3 加強(qiáng)身心訓(xùn)練執(zhí)行長時間飛行任務(wù),首先,應(yīng)加強(qiáng)專項(xiàng)體能訓(xùn)練。針對任務(wù)特點(diǎn)的專項(xiàng)體能訓(xùn)練提升生理機(jī)能,增強(qiáng)機(jī)體抗壓能力。研究表明,加強(qiáng)有氧耐力訓(xùn)練可以提高機(jī)體抗疲勞耐力,提升連續(xù)作戰(zhàn)能力[10]。我軍郭壁磚等[6]也曾于2003年報道,空軍某部長途轉(zhuǎn)場飛行的保障方法,其中科學(xué)安排體能訓(xùn)練就是行之有效的措施之一。其次,應(yīng)加強(qiáng)任務(wù)模擬訓(xùn)練。通過模擬訓(xùn)練調(diào)節(jié)生物節(jié)律,提高任務(wù)適應(yīng)能力,降低身心壓力水平。例如,美軍在超遠(yuǎn)程作戰(zhàn)前先要在高仿真模擬器上結(jié)合作戰(zhàn)任務(wù)背景訓(xùn)練50 h以上,還特別針對目標(biāo)地形、天氣進(jìn)行模擬任務(wù)訓(xùn)練[2]。最后,應(yīng)加強(qiáng)心理訓(xùn)練。針對遠(yuǎn)程飛行容易產(chǎn)生的心理問題,開展不良情緒、認(rèn)知負(fù)荷和心理壓力調(diào)控訓(xùn)練,使飛行員掌握心理放松技巧,提升飛行中自我調(diào)節(jié)能力。
2.4 做好飲食保障外軍針對遠(yuǎn)程飛行建有完善的營養(yǎng)和特種食品保障體系,使這一問題得到較好的解決。如在食品裝備方面,美軍研制了種類齊全的長航食品,適用于各機(jī)型、各類人員和多種便捷使用方式的飛行食品。在食品功能方面,通過在食品中添加提高耐力和功效的功能成分,促進(jìn)飛行人員保持充足的體能和認(rèn)知能力。在飲食制度方面,為保證長航時飛行營養(yǎng)供給和預(yù)防食物殘?jiān)男纬?,美軍在?zhí)行長航任務(wù)前即開始進(jìn)行飲食調(diào)整,進(jìn)食高蛋白、少渣食物,并調(diào)整進(jìn)食節(jié)律與任務(wù)周期一致[10]。目前,我軍具備大、小2種機(jī)型的長航食品,制訂了相應(yīng)的使用規(guī)定,但有些食品食用不便,如即食米飯、菜肴等,尤其對戰(zhàn)斗機(jī)飛行員來說,更需要單手操作的便利食品和飲料。建議優(yōu)化和完善長航食品的食用方法,開發(fā)多品種的功能食品。
2.5 合理使用藥物在我軍飛行員藥物使用受到較大限制,而外軍早已將催眠和促醒藥物應(yīng)用于戰(zhàn)時睡眠和覺醒狀態(tài)的調(diào)節(jié)。例如,為保證足夠優(yōu)質(zhì)的睡眠,并且在執(zhí)行任務(wù)前快速覺醒達(dá)到任務(wù)要求,使用中樞興奮、抑制藥物進(jìn)行調(diào)節(jié);在飛行中使用興奮性藥物提高機(jī)體交感神經(jīng)興奮度,保持作業(yè)能力。這一方法已成為重要的航空衛(wèi)生保障措施,并在美軍近20年來的各次局部戰(zhàn)爭空襲作戰(zhàn)中均有應(yīng)用。美軍戰(zhàn)時飛行任務(wù)興奮藥用藥指南規(guī)定[2]:在飛行任務(wù)大于8 h或轟炸機(jī)任務(wù)大于12 h時,可以由聯(lián)隊(duì)司令和高級航空軍醫(yī)聯(lián)合批準(zhǔn)使用興奮藥。在持續(xù)飛行任務(wù)中,使用覺醒度增強(qiáng)藥物例如莫達(dá)非尼(美國空軍已獲準(zhǔn)使用)能夠顯著增強(qiáng)有睡眠剝奪飛行人員的安全性和工作效率[4]。建議我軍飛行人員在遠(yuǎn)程飛行時,為維持覺醒狀態(tài)和保持良好的飛行作業(yè)能力,適當(dāng)使用促醒藥,使用時機(jī)可參考外軍標(biāo)準(zhǔn)。
2.6 飛行后加速疲勞消除①充足的休息睡眠。睡眠是消除疲勞的最好方法。各國軍隊(duì)也十分重視飛行后提供充分的睡眠休息時間,以促進(jìn)飛行員恢復(fù)再次作戰(zhàn)的能力。長航時飛行后休息、睡眠時間不少于8~10 h。②心理放松恢復(fù)。通常采用自我暗示、放松訓(xùn)練、生物反饋和聆聽音樂等手段進(jìn)行自我舒解放松調(diào)整,使中樞神經(jīng)系統(tǒng)得到恢復(fù)和機(jī)能改善。③理療按摩恢復(fù)。通過溫水浴、按摩可以放松肌肉,安撫神經(jīng)系統(tǒng),達(dá)到局部或全身放松的作用。④適量體育活動。體育活動對強(qiáng)健體魄、愉悅身心以及消除疲勞有明顯的促進(jìn)作用。⑤吸入負(fù)氧離子。吸入含有大量負(fù)氧離子的氣體,通過神經(jīng)、調(diào)節(jié)機(jī)制可改善和提高肺的換氣功能,增加氧吸收量,加快二氧化碳的排出速度,刺激造血功能,使紅細(xì)胞、血紅蛋白、血小板、嗜酸細(xì)胞增加,心搏出量加大,血流速度加快,從而提高機(jī)體疲勞的“氧債”償還速度。