舰载战斗机飞行员的体能挑战及训练建议

【作者】 张鹏； 赵丽； 魏宏文； 车璐；

【机构】 北京体育大学研究生院； 北京体育大学运动人体科学学院； 北京体育大学体能训练学院； 战必胜(北京)体育发展有限公司；

【摘要】 研究目的:总结舰载战斗机飞行员岗位体能特点并明确训练目标,为相关体能训练的实验研究提供参考。研究方法:2.1专家访谈法通过专家访谈了解舰载战斗机飞行员的岗位特点以及体能挑战。2.2文献研究法通过查阅文献梳理舰载战斗机飞行员所面临体能挑战的具体原因和对飞行员身体的影响。研究结果:3.1着舰惯性产生原因。战斗机挂索前的速度为220-240公里/小时,挂索后减速至静止状态的过程2-3秒,这个过程中飞行员在水平方向上会承受4-6G的载荷;由于躯干受到安全带的约束,减速所带来的惯性冲击力会使头部与躯干之间异常相对运动、导致颈椎延伸过度,此时颈部所受到的负荷高达60公斤。伤病分析。阻拦着舰时头部与躯干之间异常相对运动引发的颈部损伤称为"挥鞭伤"。挥鞭伤可能引发的颈部结构损伤包括:关节囊损伤、椎间盘损伤和韧带损伤;颈椎关节功能失调后会出现一系列症状,包括:头痛、焦虑、睡眠障碍、视力模糊、健忘和担忧等。训练建议。强化颈部肌群力量首先要增加颈部肌群的围度,提高对颈椎及其周围软组织的保护能力;之后要对颈部肌群进行离心力量训练,主动、有控制的离心力量训练可以有效增强颈部肌群的离心能力和最大力量,进而降低惯性冲击力所带来的损伤。3.2飞行载荷产生原因。战斗机在空中进行转弯、俯冲、掉头等机动动作时,飞行员的身体会受到前后方向的横向加速度(Gx)、左右方向的侧向加速度(Gy)和平行于身体长轴的垂直加速度(Gz)的共同影响,其中Z轴(Gz)对飞行员机体的生理影响最大、尤其是正加速度(+Gz)。危害分析。当载荷达到3G时飞行员机体的重要机能(例如视觉功能)会出现下降。+Gz会导致飞行员头部和胸部的血液向下肢聚集,进而头部血压降低、下肢血压升高,致使心脏的血液循环愈发困难,飞行员会经历视觉的逐渐弱化直至黑视、最终意识完全丧失,这种现象被称为重力引发的意识丧失(G-induced Loss of Consciousness,GLOC)。训练建议。抗荷动作(Anti-G Straining Maneuver,AGSM)是依靠飞行员自身器官功能抗载荷的手段、也是最有效且可训练的手段。AGSM包括全身肌肉(尤其躯干和下肢肌肉)快速等长收缩和维持肺内气压的专门呼吸模式,两者互相配合[68]。抗载荷能力的提升需要对呼吸能力和力量素质进行专门训练。3.3飞行疲劳产生原因。"由于睡眠不足、清醒时间过长、昼夜节律紊乱和工作负荷(精神或身体活动)而导致的精神或身体表现能力下降的生理状态,会损害飞行员的警觉度和执行安全相关操作职责的能力。"是国际民用航空组织(International Civil Aviation Organization,ICAO)对飞行疲劳的解释。危害分析。首先,疲劳会引发飞行员的警觉性受损,进而产生困倦;其次,疲劳会导致飞行员的身体表现下降,尤其是认知功能;最后,疲劳还会影响飞行员的长期健康,长期疲劳会使飞行员抑郁或焦虑。训练建议。飞行员的耐力素质训练和飞行后的恢复放松有助于延缓飞行员的疲劳发生以及疲劳发生后的快速恢复。耐力素质的训练应采用"高强度间歇训练"或"冲刺间歇训练"的方法;恢复放松的手段除常见的手法按摩、筋膜放松和肌肉牵拉外,还有加压疗法、冷冻疗法和高压氧疗法等。3.4飞行错觉产生原因。飞行错觉(Flight Illusion)是空间定向障碍(Spatial Disorientation,SD)中一种最为典型和常见的形式。正常情况下,人体通过视觉系统、听觉系统、前庭系统和本体感觉系统收集信息,大脑会分析上述四个系统提供的所有信息,然后人体就会感知正确的位置;如果任何一个系统提供不正确或不合适的信息,大脑就会经历感知觉冲突,这种信息冲突就会导致SD。危害分析。视觉系统、前庭系统和本体感觉系统受到刺激后都有可能产生飞行错觉,其中前庭性错觉发生率最高。出现飞行错觉时可能会伴随多种不适症状,包括恶心、流涎、眩晕、出冷汗、轻度头疼、轻度烦躁和行为障碍等。SD严重威胁飞行安全,引发飞行事故后的致死率接近100%。训练建议。降低飞行错觉影响的主要手段是关注飞行仪表和SD模拟训练。北约组织已将飞行错觉模拟器演示训练列入STANAG3114《飞行人员的航空医学训练》标准大纲,美、英、德、意、比等国家也已将飞行错觉模拟器体验训练作为预防飞行错觉地面训练的重点内容并付诸实施。研究结论:舰载战斗机飞行员面临4种体能挑战:着舰惯性、飞行载荷、飞行疲劳和飞行错觉。着舰惯性会导致挥鞭伤,飞行载荷、飞行疲劳和飞行错觉可能会引发飞行事故。舰载战斗机飞行员针对岗位能力提升开展体能训练时应系统化设计、周期化实施,在不影响飞行质效的前提下安全、高效组训。为最大化的提升岗位能力,还应该考虑飞行员的心理训练、膳食营养优化和睡眠改善等方面,使其与飞行训练和体能训练有机结合。本文对舰载战斗机飞行员的岗位体能需求进行汇总分析,同时对训练目标给出相应建议,但是具体的考核标准、训练方案、组训方法和器材装备等还需要进一步研究。更多还原