改良抗荷体能训练对飞行学员抗荷体质影响的研究.pdf

196空军航空医学2 0 2 3年0 6 月第40 卷第3期AviationMedicineofAirForce，Vo l.40，No.3，Ju n e，2 0 2 3改良抗荷体能训练对飞行学员抗荷体质影响的研究马晓鹏，黄鹏，姜建华，王安利，孙振轩，王启印，王坤摘要】目的探讨8 周改良抗荷体能训练对飞行学员抗荷体质的影响，评价改良训练方案的实际应用效果。方法采用非随机对照设计，以某校6 7 名飞行学员为研究对象进行分组训练，试验组采用改良抗荷体能训练（早操采用中-低强度有氧训练，将力量训练安排早操后6 h进行，每周2 次力量训练间隔7 2 h，并根据个体差异渐进性增加训练负荷），对照组执行学校以往惯用体能训练，比较2 组训练前后各项测试指标变化。结果干预后，试验组肌肉量改善（t=5.920，P 0.0 0 1）；2 组间肌肉量变化值差异有统计学意义（t=3.884，P 0.0 0 1）。试验组深奠、硬拉、卧推和趴拉最大力量均增加（t=-16.141、11.343、10.345、12.0 98，P均0.001），对照组深、卧推和趴拉最大力量增加（t=2.403、3.6 55、9.18 0，P均 0.0 5）；2 组间各部位最大力量变化值比较差异均有统计学意义（t=11.048、6.8 45、5.6 7 4、3.8 0 7,P均 0.0 0 1）。干预后，试验组和对照组最大摄氧量、无氧阈和30 0 0 m跑测试均提高（t=10.288、10.6 8 2、10.12 2，P均 0.0 0 1）；2 组间最大摄氧量、无氧和30 0 0 m跑测试变化值均有统计学意义（t=4.434、6.777、3.8 96，P均 0.0 0 1）。结论8 周改良抗荷体能训练通过对耐力与力量训练内容编排、训练顺序、时间间隔等训练要素调适，试验证明可以显著改善飞行学员的身体成分、肌肉力量和有氧能力，从而提高飞行院校学员抗荷能力，对飞行学校开展更有针对性的专业体能提供试验依据和参考借鉴。关键词 抗荷体能训练；肌肉力量；有氧能力；飞行学员中图分类号 R85DOI:10.3969/j.issn.2097-1753.2023.03.002文献标识码 A文章编号 2 0 9 7-17 53（2 0 2 30 3-19 6-0 4Effects of improved anti-G physical training on flight cadets anti-G constitutionMA Xiaopeng*HUANG Peng,JIANG Jianhua,WANG Anli,SUN Zhenxuan,WANG Qiyin,WANG Kun.*School of Sport Medicineand Physical Therapy,Bejing Sport University,Bejing 100084,ChinaCorresponding author:HUANG Peng,E-mail:Abstract Objective To investigate the impact of 8-week improved anti-G physical training on anti-G constitutionof flight cadets and to evaluate the effectiveness of the improved anti-G physical training program.Methods Based onthe non-RCT design,67 flight cadets were divided into two groups:the experimental group and the control group.Thedata about these students collected before the experiment was not significantly different.The experimental group receivedthe improved anti-G physical training(morning exercises consisted of moderate-and low-intensity continuous aerobictraining,followed by strength training 6 hours later;there was a 72-hour interval between the two sessions of strengthtraining per week)while the control group was subjected to regular training.To evaluate the effectiveness of improvedanti-G physical training,data was collected to analyze the changes in body composition,aerobic capacity,and musclestrength after 8 weeks.Results After interventions,the experimental group had a significant improvement in musclemass growth(t=5.920,P0.001),and the gain of muscle mass was significantly different between the two groups(t=3.884,P0.001).After interventions,the experimental group had a significant improvement in the maximum strength of benchpress,plank pull,deep squat,and deadlift(t=16.141,11.343,10.345,12.098,all P0.001)while the control group had theirmaximum strength of bench press,plank pull,and deep squat improved significantly(t=2.403,3.655,9.180,all P0.05).Muscle strength increased more significantly in the experimental group than in the control group(t=11.048,6.845,5.674,3.807,all P0.001)Maximum oxygen uptake(VO2max),anaerobic threshold(AT),and 3000m performance(t=10.288,10.682,10.122,all P0.001)increased significantly in both groups,especially in the experimental group(t=4.434,6.777,基金项目：国防科技创新特区16 3计划15-0 1主题（18-16 3-15-ZT-001-002-07）作者单位：10 0 0 8 4北京，北京体育大学运动医学与康复学院（马晓鹏、黄鹏、王安利、孙振轩、王启印、王坤），体能训练学院（姜建华通信作者：黄鹏，E-mail：h u a n g p e n g 512 12 6.c o m空军航空医学2 0 2 3年0 6 月第40 卷第3期AviationMedicineofAirForce，V o l.40，No.3，Ju n e，2 0 2 33.896,all P0.001).Conclusion By revising endurance and strength contents,training sequences,and training intervals,the 8-week improved anti-G physical training has proven to assist flight cadets in gaining muscle mass,reducing bodyfat percentage,and increasing the maximum strength level of each part,which can help to improve their anti-G physicalcapacity.This study is expected to provide reference for more targeted physical training.Key words Anti-G physical training;Muscle strength;Aerobic capacity;Flight cadets大学阶段飞行学员正处于从理论学习向飞行实战过渡的关键阶段，围绕学员的体能训练实际情景，探寻高效、实用的抗荷体能训方案练具有重要的意义。目前研究认为，通过力量训练获得身体成分和肌肉力量的改善，可以提高飞行员的抗荷耐力，通过有氧训练改善学员的有氧能力（最大摄氧量、乳酸阈和跑步成绩），可以提高人体的恢复能力，促进抗荷素质的发展2 。然而，在同一个周期内进行有氧训练会对力量训练产生干扰3。最近一些学者分别证实了同一训练日高强度跑步间歇有氧训练4、高强度单车间歇有氧训练5与力量训练相结合的训练方案对飞行学员的抗荷体质的改善，但在同一训练日采用中-低强度的有氧训练与力量训练相结合的改良抗荷体能训练方案需进一步探究。本研究设计中-低强度的有氧与力量训练相结合的改良抗荷体能训练，以某大学2 个年级的飞行学员为研究对象，观察8 周改良抗荷体能训练对学员身体成分、肌肉力量和有氧能力的影响，为增强飞行员抗荷体质训练提供试验依据。1对象与方法1.1对象本研究选取在校2 0 18 级34名飞行学员为试验组，2 0 19级33名飞行学员为对照组，均为男性，试验组平均年龄（2 0.7 40.6 1）岁，平均身高（17 4.58 4.36）cm，平均体质量（6 8.47 5.96)kg；对照组平均年龄（2 0.2 10.8 2)岁，平均身高（17 6.42 4.30)cm，平均体质量（6 8.8 2 7.45)kg。所有纳入的研究对象均通过统一考核选拔，2 组受试者一般资料除年龄外（t=2.954，P0.05)。1.2研究方法1.2.1总体设计考虑到校方训练编组习惯、便于统一管理与组织实施，本研究采用非随机对照设计。由于学员有其他任务安排，本研究干预周期最大限度进行了8 周。在干预前2 周内，对2 组学员进行4次动作教学后再进行最大力量的基线测量；干预前第56 天，进行最大摄氧量测试；干预前第3天进行30 0 0 m测试；试验开始前2 4h进行最大力量（onerepetitionmaximum，1RM）测试。干预8 周后，重复上述测试（图1）。197第0 周第1周试验前测试期48h48 h最大摄氧3 000m量测试测试1.2.2测试指标与方法身体成分测量：受试者着装统一的短裤，通过韩国IOI-353人体成分分析仪测量2组受试者干预前、后的身体成分，获得体质量、体脂率和肌肉量等指标。跑台递增负荷测试：在恒温室内环境进行测试，测试前对德国MetaMax-3B遥测心肺功能测试系统进行标准气体、气流感应和参数校正。受试者进行10 min的专项热身后由专业人员为其佩戴测试设备，确认无误后，采用经典“Bruce”方案进行测试。测试中对受试者的运动状态进行监测，直到不能坚持或力竭。VO2max测试完成判定标准：受试者心率大于95%的最大心率（heartrate，H R）（2 2 0 一年龄）；继续运动后，摄氧量差值小于1.5ml/（k g?m in）；受试者体力消耗后出现跑速下降、动作紊乱，经激励后仍无法坚持；伴随运动进入最大摄氧量平台或降低；出现以上3种情况视测试完成。由测试系统根据通气阈第二拐点时的摄氧量指定为无氧阈(anaerobic threshold,AT)0。3 0 0 0 m测试：在同一时段40 0 m标准田径场，采用秒表对干预前后的30 0 0 m进行测试，要求学员以最快的速度完成3000m测试。最大力量测试：千预8 周前、后各部位1RM测试动作以美国国家体能协会动作标准为依据，动作顺序依次为深奠、卧推、硬拉和趴拉，不同测试之间给予30min休息。测试开始后，采用6 次50%1RM的轻负荷让受试者进行专项热身。休息1min后，由测试人员根据受试者的情况在上一次负荷的基础上依次增加10%2 0%1RM的负荷，每组完成5次，间歇3min，直至受试者（4组内完成测试）有效完成小于等于4次后测试结束。根据“BRZYCKI一1RM”公式7 推算出受试者的各部位最大力量水平。1.2.3训练方案试验组采用改良抗荷体能训练，由教练组全程负责进行管理，内容包括中-低强度有氧训练与高强度抗阻力量训练两部分，早上进行中-低强度(70%8 0%H R m a x）有氧训练（30 min/次，6 次/周），周第9周试验期48h力量测试最大摄氧3.000m量测试测试力量测试图1测试安排时间表第10 周试验后测试期48h198三、周日下午进行力量训练（90 min/次，2 次/周，早操后6h进行）。力量训练的部位包括腿部、臀部、背部、胸部等全身大肌肉群，依照各部位肌群在飞行员执行抗载荷动作中的重要性进行排序，优先发展下肢和核心肌群力量，每次训练时间90 min；主要内容包括深、卧推、硬拉和趴拉4个动作，采用8 5%1RM以上的训练负荷，每个动作重复6 次进行4组，组间间歇2 3min。对照组主要依照现有习惯由学员骨干组织训练，有氧训练按原早操训练进行（30 min/次，6 次/周），包括引体向上，5000m跑步等；体育课（90 min/次，2 次/周）主要包括有氧练习（30 0 0、40 0 m变速跑、球类练习）和力量训练（主要以俯卧撑、奠起、引体向上等徒手力量训练项目和不规律的杠铃、哑铃等自由重量训练为主）2 个部分；训练内容编排比较无序，力量训练常在有氧训练后立即进行。其他学习、生活和训练因素与试验组保持一致。1.3统计学处理应用SPSS26.0软件对数据进行统计分析。服从正态分布的数据资料，组内差异采用配对t检验进行分析，组间差异采用独立样本t检验进行分析。以P0.05为差异有统计学意义。2结果2.1干预前后身体成分的变化8 周干预后，试验组肌肉含量较干预前增加（t=5.920，P 0.0 5）。对2 组变化值组间差异进行比较，试验组肌肉量增加大于对照组（t=3.884，P 0.0 0 1)，见表1。2.2干预前后最大力量的变化8 周干预后，试验组全指标值P值干预前干预后体质量(kg)68.827.45体脂率(%)16.433.85肌肉量(kg)53.70 4.44注：与对照组变化值比较，=3.8 44，P0.001指标干预后深尊87.03 13.34硬拉89.9313.92卧推58.098.58趴拉65.756.82注：与对照组变化值比较，t=11.048、P 0.0 0 1，b t=6.8 45、P 0.0 0 1，t=5.6 7 4、P 0.0 0 1，t=3.8 0 7、P 0.0 0 1指标干预前vO2maxml(kg:min)57.604.54ATml(kgmin)26.334.823000m跑步成绩(s)749.5437.87注：VO2max：最大摄氧量；AT：无氧阈；与对照组变化值比较，t=4.434、P 0.0 0 1，t=6.7 7 7、P 0.0 0 1，t=3.8 96、P 0.0 0 1空军航空医学2 0 2 3年0 6 月第40 卷第3期AviationMedicineofAirForce，Vo l.40，No.3，Ju n e，2 0 2 3身各部位肌群1RM水平增长（t=16.141、11.343、10.345、12.098，P均 0.0 0 1），对照组在深奠、卧推和趴拉1RM水平增长（t=2.403、3.6 55、9.18 0，P=0.0 2 2、0.0 0 1、0.05）。2组变化值组间差异比较，试验组在深、硬拉、卧推和趴拉1RM水平的增长量大于对照组（t-11.048、6.8 45、5.674、3.8 0 7,P均 0.0 0 1)，见表2。2.3干预前后有氧能力的变化8 周干预后，试验组和对照组VO2max，A T 和30 0 0 m跑步成绩均较干预前增长（t=6.70410.682，P均 0.0 0 1）。2 组干预前后的变化值进行组间差异比较，试验组30 0 0 m跑步成绩、VO2max和AT的增长大于对照组（t=4.434、6.7 7 7、3.896,P均 0.0 0 1)，见表3。3讨论改良抗荷体能训练采用中-低强度有氧训练保证有氧能力发展，同时通过力量训练提高学员整体力量水平，为之后的飞行实践奠定坚实的基础。目前研究多以高强度间歇有氧与力量训练相结合，或将不同类型训练分开在不同训练日与学员惯常体能训练进行对比8 。本研究深入学员的实际情境，证实了采用中-低强度的持续性有氧训练，力量训练（2 次/周，间隔7 2 h）安排在有氧训练6 h以后和根据个体差异渐进性增加负荷等策略提高了学员的肌肉量、肌肉力量和有氧能力。肌肉量和体脂率等身体成分指标与飞行员的抗荷耐力水平密切相关9。本研究8 周干预后试验组肌肉量增加，2 组干预前后的变化值的组间差异有统计学意表12 组飞行学员改良抗荷体能训练干预后身体成分的变化（x土s)对照组(n=33)变化值68.907.160.071.0516.793.620.351.0653.63 4.340.070.83表2 2 组飞行学员改良抗荷体能训练干预后力量素质的变化(kg，x 士s)对照组(n=33)试验组(n=34)值P值干预前变化值89.87 12.732.846.8192.8713.322.9410.7760.457.722.363.7170.577.094.823.01表32 组飞行学员改良抗荷体能训练干预后有氧能力的变化（x土s)对照组(n=33)干预前干预后63.834.0230.785.91737.4836.26试验组(n=34)干预前干预后0.4310.6691.9060.0660.4820.6332.4030.0221.5670.1273.6550.0019.1800.001值P值变化值6.233.984.453.81612.069.23值P值变化值68.475.9668.825.7516.294.0216.064.2353.073.8453.68 4.07干预前干预后81.26 11.25105.1112.0493.8513.75114.82 11.8961.738.4069.918.6966.855.4174.915.84试验组(n=34)干预后8.9850.00156.645.766.7040.0017.5070.001744.2027.72721.2627.3822.9413.21c0.351.200.231.440.610.59a变化值23.8058.61820.9710.78b8.174.608.053.88d变化值69.117.8012.477.06a24.355.1539.558.691.6981.8795.920值P值16.1410.00111.3430.00110.3450.00112.0980.001值P值10.2880.00115.208.30b10.6820.00110.1220.0010.0990.0650.001空军航空医学2 0 2 3年0 6 月第40 卷第3期AviationMedicineofAirForce，Vo l.40，No.3，Ju n e，2 0 2 3义，表明改良抗荷体能训练可以提高学员的肌肉量和改善身体成分。本研究采用的中-低强度持续性有氧与高强度力量训练的改良方案，与以往研究4-5 相比对学员的训练方案进行了扩展，且更贴近学员的日常训练环境。通过高强度力量训练诱发运动单位募集速度和数量的增加，提高了飞行员执行抗荷动作的效率，增强抗载荷时心血管的代偿反应2 ，在飞行员的抗载荷过程中发挥着重要作用。8 周干预后，试验组各部位最大力量的增长大于对照组，特别在下肢力量中，试验组深和硬拉1RM较干预前分别增长2 3.8 5kg和20.97kg，而对照组的增长幅度只有试验组的1/10，表明改良抗荷体能训练对于飞行学员在执行抗载荷动作中所需要的的肌肉力量具有更好的改善水平。与对照组相比，试验组在身体成分和肌肉力量上的改善显著的主要原因：采用科学的训练策略和管理方式，保证了学员在受训期间获得恰当的训练刺激，促进了肌肉组织的合成代谢9。教练组将试验组前测力量素质水平近似的学员分为一组，要求每位学员对自己的训练（包括训练状态、恢复和睡眠等情况）进行详细的记录，当学员在相同训练负荷下较上次训练重复次数超过2 次时，督促其增加10%的负荷，提高受训部位的机械张力和肌纤维损伤。在保证训练负荷的前提下，通过多组的训练方式增加肌肉内的代谢产物堆积，提高人体代谢应激反应，进一步促进肌肉生长和力量发展。严格控制训练之间的间隔，特别是在有氧和力量训练之间给予充足的恢复。试验组力量训练安排在早操后6h后进行，减少了由于有氧训练引起的疲劳和细胞内急性分子的受损对力量训练的影响。其次，在适当的时机投放训练负荷（2 次/周的力量训练间隔7 2 h），保证训练之间得到有效恢复，促进力量素质发展。良好的有氧水平有助于飞行员在执行长距离和复杂的任务中应对不同的加速度和气象环境变化，保证任务的顺利完成。本研究结果显示，8 周干预后2 组学员的有氧素质均显著增加，说明2 种训练方式均能提高学员的VO2max和AT；试验组在VO2max和AT较干预前分别增长12.47 ml/（k g m i n）和15.2 0 ml/（k g m i n），增长幅度分别是对照组的2 倍和3倍，表明改良抗荷体能训练能更显著改善学员的有氧素质，可能是由于将力量和有氧训练间隔交替进行，增加了柠檬酸合成酶的活性，有利于总有氧能力和最大摄氧量利用率的提高12 。通过阻力训练获得力量素质的改善，可以提高慢肌纤维的最大收缩速度，逆转快肌纤维最大收缩速度的降低，从而提199高学员有氧负荷的工作经济性和跑步成绩3-14。综上所述，8 周改良抗荷体能训练干预后，与对照组相比，试验组学员的肌肉量增加，特别是下肢肌肉力量和有氧能力改善显著。这些身体素质的改善更符合飞行员抗荷体质的要求，对于未来飞行员的抗荷身体素质训练具有重要的参考意义。【参考文献】1薛霞，薛红，李洁，等.体能训练对高性能战斗机飞行员+G,耐力的影响J.华南国防医学杂志，2 0 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