基础性抗荷体能高效训练方案对飞行学员力量素质提升的验证研究

2022-11-28邹志康牛建勋李绍硕黄亚琼张胜涛张晓川王安利

中国体育科技 2022年9期

李玉，邹志康，张新，牛建勋，李绍硕，黄亚琼，任翔，张胜涛，张晓川，王安利*

在党中央提出强军兴军战略思想的背景下，增强军人体质、提高军人体能是促进人与武器装备有机结合、提升军人战斗力的重要环节，对推进实战化军事训练、打赢现代战争具有基础性作用，也是军事体育训练的根本目标（林建棣等，2019）。军事体育是军事训练的基本组成部分，也是体育运动的一部分（林建棣等，2018）。新修订的《中华人民共和国体育法》第一百二十一条明确规定“中国人民解放军和中国人民武装警察部队开展体育活动的具体办法，由中央军事委员会依照本法制定”。因此，军事体育训练计划的制定需要在满足竞技体育训练相关原则的同时，满足军事体育训练的需求。如何将竞技体育中成熟的训练理论与经验迁移到军事体育训练中，提升军事训练水平，提高训练效率及我军战斗力是亟需解决的问题。

飞行员的力量素质对于飞行员的抗载荷能力及飞行员颈部及腰部等脊柱相关损伤的预防等至关重要（Gomes et al.，2022；Honkanen et al.，2018）。科学、高效地提升飞行员体质，尤其是力量素质，是提高飞行员抗载荷能力，解决飞行员身体状态与飞机性能、作战环境相互适应等问题的关键（卢志平等，2010；邹志康等，2018）。现有相关研究主要针对青少年航空院校学生、训练基地飞行员提升抗荷体质训练（王小冰等，2013；薛霞等，2018；张灵婕等，2019），但鲜见航空院校飞行学员基础性抗荷体能训练，尤其是力量素质的相关研究。因此，飞行学员抗载荷基础体能训练方案及体系的制定研究迫在眉睫。

本研究以航空院校飞行学员为研究对象，将竞技体育中成熟的体能训练理论体系和实践经验与飞行学员基础性抗荷体能训练紧密结合，研究飞行学员基础性抗荷体能训练方案，以提升飞行学员基础抗荷体质。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

采用整群随机抽样法，将某飞行学院2018级144名男性学员随机平均分为实验组和对照组，得益于实验前的充分动员、学院的高效组织以及受试者很好的依从性，最终138名飞行学员完成实验，实验组68名，对照组70名。

1.2 研究方法

1.2.1 实验设计与训练方案

采用随机对照实验研究，干预周期为12周。实验前（0周）进行实验指标采集作为基线，并于实验中期（6周）、实验后期（12周）对实验指标再次测试，分析比较干预前后力量指标变化情况。

基础性抗荷体能高效训练方案由两部分组成，以力量训练为主（下肢力量训练为训练重点），高强度间歇训练（high intensity interval training，HIIT）为辅。其中，力量训练方案：每周2次，分别安排在周三、周六19：00～20：30，每次90 min，具体训练内容包括热身准备活动、主要训练内容以及放松整理活动3部分。热身准备活动10 min，包括慢跑 2 min、动态拉伸 3～5 min、动作准备2 min和神经肌肉激活2 min。主要训练内容70 min，包括下肢力量训练25～30 min，训练动作为深蹲、硬拉、单腿蹲、负重弓步；上肢训练25～30 min，训练动作为卧推、俯身划船、飞鸟、负重俯卧撑；核心训练10～15 min，训练动作为负重卷腹、负重背起、核心稳定性训练；下肢、上肢和核心3部分训练内容间隔2～3 min，各部分不同训练动作循环训练，训练强度、组间间歇如表1所示。放松整理活动10 min，主要为10个静态拉伸动作。其中，训练负荷根据学员最大力量测试结果制定，训练负荷的调整主要参照“2-2法则”，即在某负荷强度下，连续两次训练的最后一组，能够比目标重复次数多做2次，则负荷强度需要增加。HIIT方案参考Sperlich等（2011）的研究，采用功率自行车方式，每周3次，分别安排在每周二、周四、周六的早操时间（06：00～06：30），每次训练总时长20～30 min，包括热身准备活动、HIIT训练、放松整理活动3部分。热身准备活动3～5 min，包括寻找自己固定编号的自行车，调节自行车座高度以及缓慢蹬车热身。HIIT训练时间总计10 min，采用全力冲刺，间歇期50%～60% HRmax，冲刺时间与间歇时间为60 s/60 s，训练过程中佩戴固定编号的Polar表（Team Pro，POLAR，Finland）进行训练监控。放松整理活动5～10 min，包括放松蹬车3～5 min，4个静态拉伸动作放松。对照组体能训练由学院根据《军事体育训练大纲》（张金辉等，2018）要求制定训练内容。其中，耐力训练以3 000 m跑为主，力量训练以引体向上、俯卧撑、仰卧起坐等徒手力量训练为主（表1）。

表1 飞行学员传统抗荷体能训练与高效抗荷体能训练内容对比Table 1 Training Content Comparison of TraditionalAnti-G Constitution Training and High EfficiencyAnti-G Constitution Training

1.2.2 实验指标

采用全身等长肌力检测系统（Dr.Wolff，德国）测试飞行学员下肢蹬伸、躯干屈曲和伸展、上肢推和拉最大等长肌力。测试全程严格按照操作要求进行，各指标实验前、实验中期、实验后期测试均由同一人、同一仪器完成，学员测试顺序随机安排。

1.3 数据统计分析

指标数据采用SPSS 19.0进行统计分析。采用重复测量方差分析进行2×3（实验处理×时间）处理。分析实验前测（0周）、中测（6周）、后测（12周）各指标变化。所测得数据以平均值±标准差（M±SD）表示，显著性水平为P＜0.05，极显著性水平P＜0.01。

2 研究结果

2.1 受试者基本情况

数据统计结果显示，实验前，实验组与对照组飞行学员各指标均无显著性差异（表2）。

表2 实验组和对照组基线基本情况Table 2 The Baseline Data of Experimental Group and Control Group n=138

2.2 实验期间飞行学员等长肌力变化情况

实验期间，实验组与对照组左右侧下肢蹬伸等长肌力、躯干屈曲和伸展等长肌力、上肢推和拉等长肌力变化情况如表3所示。

表3 实验期间等长肌力变化情况Table 3 Changes of Isometric Strength during the Experiment

2.2.1 下肢蹬伸等长肌力测试结果

左侧下肢蹬伸等长肌力双因素重复测量方差分析显示，实验组和实验组与测试时间的交互作用在统计学上有显著意义。其中，实验组（F=137.112，P＜0.001），实验组×时间（F=27.440，P＜0.001）。简单效应分析结果显示（图1A），与0周相比，6周和12周时实验组左侧下肢蹬伸等长肌力极显著增加（P＜0.01和P＜0.01），对照组也极显著增加（P＜0.01和P＜0.01）；与6周相比，12周时实验组与对照组左侧下肢蹬伸等长肌力均极显著增加（P＜0.01和P＜0.01）。0周和6周时，实验组与对照组左侧下肢蹬伸等长肌力增加无显著性差异（P＞0.05和P＞0.05）；12周时，实验组增加极显著高于对照组（P＜0.01）。

右侧下肢蹬伸等长肌力的双因素重复测量方差分析显示，实验组和实验组与测试时间的交互作用在统计学上有显著意义。其中，实验组（F=121.750，P＜0.001），实验×时间（F=34.346，P＜0.001）。简单效应分析结果显示（图1B），与0周相比，6周和12周时实验组右侧下肢蹬伸等长肌力明显增加（P＜0.01和P＜0.01），对照组也明显增加（P＜0.05和P＜0.01）；与6周相比，12周时实验组与对照组右侧下肢蹬伸等长肌力均明显增加（P＜0.01和P＜0.01）。0周和6周时，实验组与对照组右侧下肢蹬伸等长肌力增加无显著性差异（P＞0.05和P＞0.05）；12周时，实验组增加极显著高于对照组（P＜0.01）。

2.2.2 躯干屈曲、伸展等长肌力测试结果

躯干屈曲等长肌力的双因素重复测量方差分析显示，实验组和实验组与测试时间的交互作用在统计学上有显著意义。其中，实验组（F=39.054，P＜0.001），实验组×时间（F=5.725，P=0.004）。简单效应分析结果显示（图1C），与0周相比，6周和12周时实验组躯干屈曲等长肌力极显著增加（P＜0.01和P＜0.01），对照组也极显著增加（P＜0.01和P＜0.01）；与6周相比，12周时实验组躯干屈曲等长肌力极显著增加（P＜0.01），对照组无显著变化（P＞0.05）。0周和6周时，实验组与对照组躯干屈曲等长肌力增加无显著性差异（P＞0.05）；12周时，实验组增加显著高于对照组（P＜0.05）。

躯干伸展等长肌力数据的双因素重复测量方差分析显示，实验组和实验组与测试时间的交互作用在统计学上有显著意义。其中，实验组（F=21.805，P＜0.001），实验组×时间（F=6.999，P=0.001）。简单效应分析结果显示（图1D），与0周相比，6周和12周时，实验组躯干伸展等长肌力极显著增加（P＜0.01和P＜0.01），对照组也极显著增加（P＜0.01和P＜0.01）；与6周相比，12周时实验组躯干伸展等长肌力增加极显著（P＜0.01），对照组无显著性变化（P＞0.05）。0周和6周时，实验组与对照组躯干伸展等长肌力增加无显著性差异（P＞0.05和P＞0.05）；12周时，实验组增加极显著高于对照组（P＜0.01）。

2.2.3 上肢推和拉等长肌力测试结果

上肢推等长肌力数据的双因素重复测量方差分析显示，实验组和实验组与测试时间的交互作用在统计学上有显著意义。其中，实验组（F=19.737，P＜0.001），实验组×时间（F=10.305，P＜0.001）。简单效应分析结果显示（图1E），与0周相比，6周和12周时，实验组上肢推等长肌力极显著增加（P＜0.05和P＜0.01），而对照组无显著性变化（P＞0.05和P＞0.05）；与6周相比，12周时实验组上肢推等长肌力极显著增加（P＜0.01），对照组无显著性变化（P＞0.05）。0周和6周时，实验组与对照组上肢推等长肌力增加无显著性差异（P＞0.05和P＞0.05）；12周时，实验组增加极显著高于对照组（P＜0.01）。

上肢拉等长肌力数据的双因素重复测量方差分析显示，实验组和实验组与测试时间的交互作用在统计学上有显著意义。其中，实验组（F=19.467，P=0.000），实验组×时间（F=5.723，P=0.006）。简单效应分析结果显示（图1F），与0周相比，6周时实验组上肢拉等长肌力无显著变化（P＞0.05），对照组极显著增加（P＜0.01），12周时实验组极显著增加（P＜0.01），对照组显著增加（P＜0.05）；与6周相比，12周时实验组上肢拉等长肌力极显著增加（P＜0.01），对照组无显著性变化（P＞0.05）。0周和6周时，实验组与对照组上肢拉等长肌力增加无显著性差异（P＞0.05和P＞0.05）；12周时，实验组增加极显著高于对照组（P＜0.01）。

3 分析与讨论

飞行学员的基础性抗载荷体能训练是军事训练与体育训练的有机结合，因此，飞行学员的基础性抗载荷体能训练需要在体育训练基础上具有军事体育训练的特征（林建棣等，2019）。本研究在《军事体育训练大纲》指导下，结合竞技体育中成熟的训练理论与经验，如力量训练强度体系（王安利等，2014）、训练安排（刘宁等，2018）、训练周期及超量恢复（刘大庆等，2013）等，综合考虑飞行学员的身体素质特点及抗荷体质要求，制定了为期12周以力量训练为主、HIIT为辅的基础性抗载荷体能训练方案，以期通过该方案干预后，全面提升飞行学员的抗荷体质，为后期的飞行训练打下良好的基础。

3.1 基础性抗荷体能高效训练方案对飞行学员力量素质的影响

本研究显示，12周的系统训练干预后，飞行学员下肢力量素质均增加。腹部和腿部的最大力量可以有效提高飞行员的抗载荷能力（耿喜臣，1996；Epperson et al.，1982，1985；Park et al.，2016），下肢肌肉的持续性收缩可以有效防止血液向下肢转移，增加体循环阻力，提高血压，保障脑部血供充足，从而达到抗载荷的目的（Honkanen et al.，2020；Tesch et al.，1983）。基础性抗荷体能高效训练方案以下肢力量训练为主，动作以深蹲、硬拉、负重弓步等为主，训练负荷根据反馈适时调节，对于飞行学员下肢力量的增加更有针对性，因此，相比于进行传统抗荷体能训练的对照组学员，实验组飞行学员下肢力量增加更为显著，且高于对照组。基础性抗荷体能高效训练方案中，腰腹部的训练内容不仅增加了腰腹部肌肉力量的训练，还增加了核心区稳定性肌群的训练。实验后，实验组飞行学员躯干屈曲和伸展力量大于对照组，提示增加核心区稳定性肌群训练有助于提升飞行学员的腰腹部力量。足够的腰部力量可以有效预防军事飞行员的腰部疾病（Honkanen et al.，2017）。实验后，实验组飞行学员上肢推拉力量增加高于对照组，提示，以卧推和划船等为主的上肢力量训练对于飞行学员上肢力量的提升更为有效。研究表明，上肢推和拉最大等长力量的改善不仅可以增加飞行员空战模拟机动抗荷动作的耐受时间（李立华等，2004；Epperson et al.，1985），还能降低飞行学员暴露在高载荷环境中颈肩部肌肉的激活程度（Rausch et al.，2021），有效减轻飞行员反复遭受“挥鞭样”损伤的颈部疼痛（Lange et al.，2013）。综上所述，与《军事体育训练大纲》为主导的传统性抗荷体能训练方案相比，基础性抗荷体能高效训练方案对于飞行学员力量素质的提升效果更为显著、高效，这可能会提高实验组飞行学员后期的成飞率和职业飞行能力。

3.2 基础性抗荷体能高效训练方案与相关抗荷体能训练方案的对比分析

对比国内外关于飞行员抗荷体能训练的研究，发现基础性抗荷体能高效训练方案具有一定的优势。与张灵婕等（2019）改进抗荷体能训练方案中的徒手力量训练相比，基础性抗荷体能高效训练方案中的力量训练更有针对性，训练负荷更加精准，因而实验组飞行学员的肌力增加更为明显。与Honkanen等（2020）对芬兰空军飞行学员的研究相比，实验组飞行学员等长肌力的增加更为显著，增加幅度更大，这可能与实验对象的基础力量水平以及训练时长、强度等有关，如Honkanen等（2020）的受试者进行体能训练的时长仅为每周2 h，而本研究实验方案中力量训练的时长为每周3 h。本研究结果与Rausch等（2021）的研究结果类似，Rausch等（2021）对18名飞行员进行为期12周的全身性功能性力量训练发现，实验组飞行员的最大等长肌力均显著增加，且在进行离心机训练时疲劳出现得较晚，而对照组则无明显变化。Aandstad等（2012）则重点研究了飞行学员的有氧能力训练，对于飞行学员力量素质的训练关注相对较少。

相比于传统的抗荷体能训练方案，基础性抗荷体能高效训练方案更具科学性和针对性，训练内容全面，在保证下肢力量提升的基础上，全面提升飞行学员的力量素质，确保飞行学员力量的全面和均衡发展，为后期飞行训练及高载荷训练奠定坚实基础，并且降低因力量不足引起的下腰痛风险（Baker，2014；Kyrolainen et al.，2008；Park et al.，2016）。此外，关于芬兰空军及澳大利亚空军的研究表明，良好但不是特别高的有氧能力是提高飞行员抗载荷能力的积极因素之一（Honkanen et al.，2018；Newman et al.，1999）。因此，本研究中的HIIT训练也可能对飞行学员抗荷体质的提高起到促进作用，需进一步研究。