抗荷生理训练是飞行员航空医学训练的重要内容之一,通过训练可以使飞行员了解高过载对人体的影响,掌握抗荷装备的使用方法及抗荷动作(anti-G straining maneuver,AGSM),从而提高飞行员的抗荷能力,预防加速度暴露导致的视力改变和意识丧失,保障飞行安全.抗荷生理训练的内容主要包括体能训练、AGSM训练、抗荷正压呼吸(positive pressure breathing for G,PBG)训练和载人离心机训练[1].我国从20世纪80年代开始,给空军疗养院配备了“肌力协调训练器”和“地面加压呼吸训练器”用于AGSM和PBG训练,并制定了规范的训练方案,在飞行员疗养期间为其进行L-1、M-3等AGSM训练[2-3].自2009年起,航空医学鉴定训练中心和部队航医室开始配发新型AGSM和PBG训练一体化设备“抗荷抗缺氧能力检测仪”[4],飞行员在该设备及空军航空医学研究所的载人离心机上学习新的AGSM——HP动作[5-7].笔者对2015年11月至2016年4月在空军航空医学研究所及其载人离心机医学训练基地进行抗荷生理训练的111名男性歼击机飞行员进行了问卷调查,并分析了载人离心机训练结果,初步了解目前歼击机飞行员抗荷生理训练情况.

目的 通过载人离心机耐力鉴定训练,探索飞行员空中推拉动作(push-pull maneuver,PPM)致意识丧失(G-induced loss of consciousness,G-LOC)原因,指导飞行员学习推拉效应(push-pull effect,PPE)防护方法,提高飞行员PPE适应性. 方法 对1例空中PPM致GLOC的飞行员进行载人离心机基础耐力鉴定和PPE训练.基础耐力鉴定以+Gz达到4.25G,持续10s为合格;PPE防护方法训练包括:①-1Gz/+4 Gz:由基线载荷+l.4Gz下降至-1Gz(下降率1 G/s),持续5 s,然后立刻暴露于+4Gz(增长率2 G/s),持续10s.②-1Gz/+5 Gz:由基线载荷+1.4Gz下降至-1Gz(下降率1 G/s),持续5 s,然后立刻暴露于+5Gz(增长率2 G/s),持续10 s.观察其基础耐力、PPE耐力以及PPE防护方法掌握情况. 结果 基础+Gz耐力鉴定时飞行员心电正常,耳脉搏波幅有下降趋势但未拉平,鉴定结果为合格.PPE防护方法训练:①-1Gz/+4 Gz:PPE防护方法训练中服装压35 kPa时,飞行员HP呼吸动作规范.②-1Gz/+5 Gz:PPE防护方法训练中服装压45 kPa时,Gz向+Gz转换飞行员未做HP呼吸动作,经提醒,飞行员恢复HP呼吸动作,最终完成训练. 结论 该飞行员空中PPM致G-LOC并非+Gz耐力不良导致,而是PPE防护方法不当引起.建议加强飞行员PPM和PPE发生机制和防护措施宣讲,将PPE防护方法训练纳入到载人离心机常规训练中.

飞行员持续性加速度耐力问题始终受到航空医学界的关注.飞机机动产生的正过载,使供给大脑的血液向下流动,从而引起大脑缺氧,出现视觉障碍,甚至是意识丧失.航空医学将因持续性加速度作用导致的空中意识丧失,称为加速度致意识丧失(G-induced loss of consciousness,G-LOC).在航空医学中G-LOC的定义为“因正加速度增加而导致大脑供血不足,从而使感知发生改变的一种状态,使人失去了对现实世界的感知”[1].G-LOC可导致严重飞行事故,因而是航空医学重点解决的问题之一[2].根据美国空军1982-2002年的事故统计,G-LOC的发生率为每百万飞行架次25.2次[3].

高过载失能即持续性正加速度引起的意识丧失(G-LOC),是指飞行员在正加速度暴露下,血液受惯性力作用迅速向下半身转移,脑组织发生急性缺血缺氧,导致意识丧失.G-LOC极易引发灾难性的后果,但目前尚无有效避免G-LOC的方法.通过实时生理监测对潜在危险发出警告,提醒飞行员及时采取措施,是解决该问题的根本策略.无线传感技术与人工智能科技的进步使动态精确测量成为可能.本文通过回顾高过载暴露下敏感生理指标的变化,分析头眼水平血流动力学、脑电、脑氧代谢、心电和肌电等指标在G-LOC发生前后的变化特征和意义,梳理国内外现有的告警技术并分析其不足之处,提出通过多指标生理监测结合飞行员体征表现及飞机机动状态进行综合判断是未来解决G-LOC预警问题的发展方向.

随着现代高性能战机的机动性能不断提升,持续性正加速度导致的意识丧失(G?LOC)越来越成为影响飞行安全和制约战机性能发挥的主要威胁.近红外光谱技术(NIRS)是近年涌现出的一种评估生物组织氧合水平的非侵入式光学技术,可对局部脑区血流量和氧含量的动态变化进行实时监测,在+Gz所致的飞行人员脑缺血缺氧状态监测方面具有潜在应用价值.该文围绕NIRS技术的基本原理和发展现状,在飞行员+Gz暴露脑功能状态监测、G?LOC防护生理训练和效果评价中的应用,以及NIRS在加速度生理学研究领域的未来发展方向等进行综述,以期为关注G?LOC监测预警与防护问题的研究者提供参考和借鉴.

现代高性能战斗机的发展对飞行人员抗载荷能力提出了更高要求,尤其是在持续性正加速度的影响下,飞行人员会发生视觉变化甚至意识丧失,给飞行安全造成巨大威胁.近年来国内外学者对于持续性正加速度的生理研究已有一定成果,尤其是持续性正加速度导致飞行人员意识丧失(G-induced loss of consciousness,G?LOC)及持续性正加速度心血管生理机制的研究.该文综述了G?LOC发生、心血管代偿反应、心律失常等方面的研究进展,为持续性正加速度生理机制的进一步探究以及寻找抗荷保护措施提供参考.

战斗机飞行员在空中经常会经历持续的正加速度(positive acceleration,+Gz),可导致血液柱流体静压增大和血液转移,从而使心血管系统承受巨大压力.当+Gz负荷引起的脑血流量减少导致脑缺血缺氧时,可发生持续性正加速引起的意识丧失(G-induced loss of consciousness,G-LOC)或准意识丧失(almost loss of consciousness,A-LOC)的知觉变化.脑缺血缺氧是G-LOC/A-LOC发生的根本原因,但脑缺血缺氧受诸多因素的影响,与抗荷耐力的关系目前尚未完全阐明.本文通过回顾近年来心率变异性(heart rate variability,HRV)、血压、心脏收缩功能、心电指标、肺功能、肺部气体扩散及血流等对抗荷耐力的影响,进一步梳理心肺储备功能与抗荷耐力之间的关系.