杨景慧，金 朝，徐 艳，张立辉，耿喜臣，李宝辉，蒋 科，王海霞，王 红，李毅峰，林 榕，张小雪，杨明浩，卫晓阳

(空军特色医学中心：1加速度生理研究室，2航空心理研究室，北京 100142)

高性能战斗机高机动性带来的反复高正加速度(+Gz)对飞行员生理G耐受能力提出挑战，为有效应对这种持续高载荷对飞行安全的影响，国内外战斗机飞行员均已开展载人离心机抗荷能力提升训练[1-3]，以增加飞行员G载荷耐受性，离心机训练被公认为是训练和提升战斗机飞行员G耐力的一种安全有效方法。美国空军载人离心机训练始于1971年[1]，1983年设立专门训练科目。日本1975年左右开始进行加速度负荷训练。我国于1993年开展载人离心机训练，取得了较好的效果。本研究针对近年来的训练数据进行了分析，探讨影响飞行员载人离心机训练结果的关键因素。

1 对象与方法

1.1 对象

采用随机表随机抽取近年来参加载人离心机训练飞行员741例，均为男性，年龄21～45(平均28.4±5.3)岁；飞行时长206～3 460(平均907.1±704.0)h，样本内无缺失数据。

1.2 方法

本研究采用横断调查法分析参加载人离心机训练部分飞行员训练报告表，收集指标包括年龄、性别、飞行时长、训练载荷值、加速度训练过程中视野及意识变化、飞行员主诉等。

训练设备：试验采用AMST-HC-4E型载人离心机(AMST技术公司，奥地利)，主臂8.0 m，可产生三轴向加速度，最大加速度增长率为10 G/s，舱内装有1个红色中央灯及2个白色周边灯，用以判断受试者的视觉变化。

训练方式：共选取6.0 G 10 s、8.0 G 10 s及9.0 G 10 s三个正载荷曲线。三种载荷训练过程中，飞行员均穿抗荷装备，做HP抗荷动作(anti-G straining maneuver，AGSM)。

训练结果评价：6.0、8.0、9.0 G载荷训练以各载荷持续10 s为训练完成。以面部表情呆滞、目光涣散、呼吸频率突然变慢等晕厥前症状或耳脉搏波消失为综合评定耐力终点。在通过同等G值训练情况下，以视野变化和意识变化指标评定耐力差异，视野与意识变化指标包括灯光及意识良好、周边灯变暗、周边灯消失(peripheral light loss，PLL)、中央灯变暗、中央灯消失(central light loss，CLL)、近意识丧失(almost loss of consciousness，A-LOC)、意识丧失(G-induced loss of consciousness，G-LOC)，受试者不同视野及意识变化对应其加速度耐力依次降低，其中，以PLL作为主诉耐力终点的标志。

分析指标：观察比较不同载荷条件下飞行员训练通过率、不同年龄段飞行员训练通过率、不同飞行时长飞行员训练通过率、不同载荷下飞行员视野与意识变化分布、主诉灯光变化评价飞行员耐力与综合评价一致性情况。

1.3 统计学分析

2 结果

2.1 不同载荷条件下的飞行员训练通过情况

本研究共有739名飞行员参加6.0 G载荷训练，6.0 G 10 s训练通过率为99.6%(736/739)；640名飞行员参加8.0 G载荷训练，8.0 G 10 s训练通过率为97.7%(625/640)；115名飞行员参加9.0 G载荷训练，9.0 G 10 s训练通过率为92.2%(106/115)。结果提示，随着载荷值增加，不同载荷训练通过率均随之下降。

2.2 不同年龄段飞行员训练通过情况

以5岁为年龄间隔分层，分为20～25岁、26～30岁、31～35岁、36～40岁、>40岁共5个年龄段，并分析不同年龄段三种载荷(6.0、8.0、9.0 G)训练通过率变化情况。结果显示，完成8.0 G训练的飞行员，20～25岁年龄段及36～40岁年龄段训练通过率高于其他年龄段(P<0.05)，超过40岁后，飞行员训练通过率明显下降(P<0.01)，与其他年龄段相比，差异有统计学意义(表1)。

表1 不同年龄段飞行员各载荷训练通过率 [n/N(%)]

2.3 不同飞行时长飞行员训练通过情况

按照1 000 h为飞行时长分隔进行分层，飞行时长分为<1 000 h、1 000～<2 000 h和≥2 000 h，结果显示，飞行时长为1 000～<2 000 h的飞行员各载荷训练通过率略低于其他飞行时长飞行员的载荷训练通过率。尤其载荷为8.0～9.0 G、飞行时长≥2 000 h的飞行员较其他飞行时长飞行员的训练通过率提高幅度更大，但差异无统计学意义(图1)。

图1 不同飞行时长飞行员各载荷训练通过率

2.4 不同载荷下飞行员视野与意识变化情况

我们对参加不同载荷(6.0、8.0、9.0 G)训练飞行员视野及意识变化分布情况进行比较，结果显示，不同载荷训练飞行员视野及意识状态变化人数分布有显著性差异(P<0.01)，载荷越低，飞行员视野及意识状态越好；载荷越高，飞行员视野缩窄越明显，发生A-LOC及G-LOC的比例越高(表2)。

表2 不同载荷训练飞行员视野及意识状态变化差异 [n(%)]

研究进一步观察主诉耐力与通过综合评定耐力终点方法判断的实际完成情况之间的关系(表3)，结果显示，利用飞行员主诉结果评价飞行员耐力与综合评定耐力终点较为一致，飞行员主诉耐力终点与实际完成的一致率均达到90%以上，然而，随着训练载荷值增高一致率逐步下降，差异有统计学差异(P<0.01)。

表3 主诉耐力评定标准与综合评定标准评价飞行员耐力终点一致性分析

3 讨论

本研究中随着载荷值增加，飞行员各载荷训练通过率随之下降，但训练通过率均超过90%。金朝等[4]研究显示，战斗机飞行员8.0 G训练通过率为79.1%，9.0 G训练通过率为78.3%，相比之下本研究调查载荷训练通过率显著提高。正确有效的实施AGSM是提高飞行员抗荷能力、防护G-LOC发生的关键[5-6]。AGSM依靠下肢及腹部肌肉用力收缩增加回心血量来提高血压，国内外大量研究表明无氧力量训练可有效增强腹部及下肢肌肉的最大力量、快速力量及耐力，从而提高做AGSM时的肌肉效率。近年来，我军大力开展抗荷体能训练宣教及训练方式的培训，飞行员科学开展无氧力量训练的意识增强，开展训练的条件更加完备。尤其是近年来飞行部队开展自由空战等高机动训练科目增多及训练强度的增大，飞行员经历持续大载荷的机会增加，这一系列变化也使得飞行部队对抗荷体能训练更加重视，这是近年来飞行员大载荷训练通过率逐年增加的可能原因之一。

不同年龄及飞行时长飞行员各载荷训练通过率也均有不同。年龄分布以20～25岁及35岁以上年龄段的飞行员高载荷训练通过率更高，以往多项研究与本结果相似[7-10]，尤其在8.0 G以上大载荷时，36～40岁年龄段飞行员训练通过率最高，26～30岁年龄段飞行员训练通过率最低。同时，不同飞行时长飞行员在不同载荷下的训练通过率与对应年龄规律相似，其中20～25岁年龄段训练通过率较高，可能由于该阶段飞行员具有更好的体力和较少的伤病；36～40岁年龄段训练通过率更高，则可能由于该阶段飞行员年龄偏大，高载荷飞行及训练经验丰富、且心理素质也较年轻时期有所提升。根据国外报道，在高G环境下定期训练可增强人和动物的G耐受性，长期重复高G暴露(G训练)可能会对机体对抗持续高G的耐力产生重大影响[11]。可见反复载荷训练可提升飞行员G耐受水平，这也反映出加速度生理训练的必要性。

在飞机加速过程中，飞行员会受到六个方向的加速度力[1]，其中从头到脚方向力产生的加速度称为+Gz，当飞机快速转弯时，飞机产生较高的+Gz，使得飞行员的头动脉和主动脉的血流向下半身移动，血液聚集在下半身引起头部出现低血压和脑缺血[12-13]，导致视觉功能丧失甚至G-LOC的发生[14-15]，这是航空航天医学专家最关心的安全问题。当载荷增长率低时，随着+Gz值的增加，视野自外周向中央呈向心性缩小，视觉变化依次出现视力模糊、PLL及CLL，表现为视力变窄或变暗(灰视或黑视)。本研究也显示随载荷增加，主诉视野缩小及G-LOC发生比例增加，与已知视野随载荷变化规律一致。同时，现行航空生理训练大纲中以主诉PLL为加速度耐力终点，本研究以主诉视觉消失作为耐力终点判断的载荷训练通过率，低于同等载荷下综合多指标评定的结果。根据美国的一项研究结果表明，按照肌肉松弛及面部表情呆滞作为判断耐力终点绘制的G-LOC大数据拟合曲线图，与以往利用视觉变化作为判断耐力终点绘制的曲线图相比，前者到达耐力终点时间更短，同载荷同等时间的训练通过率更低[16]，这与本研究结果相似。同时，本研究飞行员主诉的耐力终点与主持人训练过程中综合多指标评定耐力终点相比，整体呈现高度一致性。然而，随着载荷值增加至8.0 G及以上，飞行员主诉耐力终点与综合判定的终点一致率显著降低，这可能是由于眼水平血压降低导致飞行员出现视觉消失时，到其真正发生意识丧失仍存在一定的时间差，造成这种时间差的原因主要是脑神经系统对+Gz诱导的缺血的耐受性。因此在大载荷飞行或训练过程中即使飞行员出现视觉症状，之后依然会有3～5 s时间不会出现完全意识丧失，此时若及时增强AGSM肌肉收紧程度，可减少G-LOC发生率，从这方面反映了肌肉力量训练的必要性。同时，这也说明越是高载荷的训练，对主持人的经验及应变能力要求越高，大载荷判定耐力终点时，主持人需要综合生理指标及面部表情，及时做出判断并响应。此外，这两种结果的差异性也可能与飞行员主观报告是否可靠有关。

综上所述，本研究通过对飞行员近五年载人离心机训练数据分析，结果显示，飞行员训练通过率随载荷值增加而降低，年龄分布以中青年训练通过率较高，飞行时长与对应年龄训练通过率分布一致。此外，载荷越高，飞行员主诉视野缩窄越明显，且随载荷值增加至8.0 G及以上，飞行员主诉耐力终点与综合判定的终点一致率显著降低。加速度训练可通过训练指导飞行员掌握大载荷下AGSM正确使用方法及使用时机，且加速度反复刺激也可提高心血管快速调节能力，从而促进飞行员抗荷能力的提高。