艇員特殊環(huán)境下的習(xí)服訓(xùn)練研究

于波揚(yáng) 趙 波

(海軍潛艇學(xué)院,山東青島266042)

隨著我國海洋戰(zhàn)略地位的日益提升,以及我國維護(hù)海洋權(quán)益的迫切需要,我海軍已從近海防御戰(zhàn)略上升為遠(yuǎn)海防衛(wèi)作戰(zhàn)戰(zhàn)略,潛艇部隊(duì)面臨的使命任務(wù)增加,潛艇遠(yuǎn)航訓(xùn)練已經(jīng)常態(tài)化,出海頻率、航行時(shí)間、遠(yuǎn)航距離逐年遞增。在潛艇航行過程中,由于艙室內(nèi)特殊的環(huán)境影響,經(jīng)常造成嚴(yán)重的非戰(zhàn)斗減員,很大程度上影響了艇員身心健康和戰(zhàn)斗技能的發(fā)揮。因此,解決這一制約軍事訓(xùn)練的問題,尤其是探索研究艇員特殊環(huán)境下的習(xí)服訓(xùn)練,具有十分深遠(yuǎn)的意義。

1 艇內(nèi)特殊環(huán)境分析

1.1 高溫高濕影響

潛艇潛入水中,其艙室便與外界自然環(huán)境完全隔絕。潛艇艙室內(nèi)的空氣只能依賴于空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)流和攪拌,機(jī)械與設(shè)備運(yùn)行和艇員的活動(dòng)將使艙室內(nèi)經(jīng)常處于高溫、高濕環(huán)境狀態(tài)。艇內(nèi)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)、各種包扎不是很嚴(yán)實(shí)的管道都會(huì)發(fā)出熱量,空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的運(yùn)行也只限于艙室內(nèi)空氣循環(huán),致使艙室內(nèi)溫度難以完全降到比較理想的狀態(tài)。艙底積水和部分機(jī)械設(shè)備以及廚房、廁所、淋浴室、艇員自身等都會(huì)有水分蒸發(fā),從而使艙室內(nèi)濕度一般都超過80%以上,機(jī)械艙濕度將達(dá)到90%以上[1]。

實(shí)踐證明,在艙室內(nèi)工作對(duì)溫度的感受:輕度勞動(dòng)以22℃為宜;重體力勞動(dòng)以18℃為宜;20℃為最佳工作溫度;25℃時(shí)體能開始惡化;30℃以上時(shí)心理狀態(tài)開始惡化;50℃的高溫,常人只能忍受12 h。而實(shí)際上,艙室內(nèi)大部分時(shí)間溫度均在30℃以上,因此,艇員的體力消耗很大。在濕度方面:正?？諝鉂穸纫?0%～70%為宜,而潛艇艙室內(nèi)大部分時(shí)間濕度均在80%左右,甚至高達(dá)95%。濕度高到一定程度以后,艇員將感到不舒服,其關(guān)節(jié)等部位可能引發(fā)炎癥,同時(shí)人為差錯(cuò)亦會(huì)增多。

1.2 暈眩影響

眩暈是在航行過程中,人體發(fā)生的暫時(shí)性、全身性機(jī)能紊亂綜合癥狀,當(dāng)外界刺激解除或刺激強(qiáng)度明顯降低后,經(jīng)過一段時(shí)間的休息,眩暈癥狀和體征將自行消失,身體機(jī)能又可恢復(fù)正常[2]。暈眩的發(fā)生主要受海面的波動(dòng)情況與海下暗流的影響,風(fēng)浪的大小、浪峰的高低、涌浪與暗流的持續(xù)時(shí)間都是直接導(dǎo)致暈眩發(fā)生的因素。潛艇航行中在涌浪和暗流的作用下產(chǎn)生復(fù)雜而不規(guī)則的復(fù)合加速度運(yùn)動(dòng),這種運(yùn)動(dòng)是多維度、大幅度、高頻率、長時(shí)間的,對(duì)內(nèi)耳前庭功能產(chǎn)生刺激。前庭功能過度刺激是發(fā)生暈眩的主要原因,當(dāng)這些刺激超過其正常的的生理閾值,并達(dá)到一定的積累時(shí)間可發(fā)生暈眩。暈眩的發(fā)生對(duì)人體的正常生理機(jī)能影響較大,在多種因素綜合作用下能夠引發(fā)頭暈、上腹部不適、惡心、嘔吐、出冷汗、面色蒼白等綜合癥狀,嚴(yán)重時(shí)可出現(xiàn)心率加快、血壓增高、脫水、全身乏力等癥狀和體征。

2 特殊環(huán)境習(xí)服理論的基礎(chǔ)

人體適應(yīng)特定環(huán)境的狀態(tài)稱為習(xí)服。艇員特殊環(huán)境的習(xí)服訓(xùn)練是一種有針對(duì)性的預(yù)適應(yīng)訓(xùn)練,通過訓(xùn)練使機(jī)體對(duì)特殊環(huán)境產(chǎn)生保護(hù)性生理應(yīng)激反應(yīng),達(dá)到習(xí)服的效果。通過訓(xùn)練提高艇員對(duì)特定環(huán)境的機(jī)體習(xí)服能力,減少非戰(zhàn)斗減員,發(fā)揮艇員在常態(tài)下的體能、技能和智能,確保作戰(zhàn)和訓(xùn)練任務(wù)的完成。

2.1 濕熱習(xí)服理論

濕熱習(xí)服是指人體對(duì)濕熱環(huán)境刺激的保護(hù)性生理反應(yīng)。濕熱習(xí)服的關(guān)鍵在于使人體核心體溫升高的狀態(tài)持續(xù)較長時(shí)間,在這樣的狀態(tài)下,人的機(jī)體會(huì)出現(xiàn)一系列的適應(yīng)性應(yīng)激反應(yīng)。通過濕熱習(xí)服訓(xùn)練,機(jī)體體溫調(diào)節(jié)能力明顯改善 (肛溫、皮溫比未習(xí)服時(shí)低0.3～0.5℃以上,皮膚溫度甚至可低2℃),出汗的溫度閾值降低、出汗量增加,汗鹽濃度降低;心血管功能穩(wěn)定性得到明顯增強(qiáng);糖皮質(zhì)類固醇、醛固酮、皮質(zhì)酮和生長激素分泌增多,甲狀腺素分泌下降。在濕熱習(xí)服訓(xùn)練中應(yīng)采取必要的生理監(jiān)控手段,如自我感受、心率、血壓和體溫等保持在安全閾值范圍內(nèi)。通過科學(xué)的訓(xùn)練手段,逐步提高艇員對(duì)濕熱環(huán)境的適應(yīng)能力,進(jìn)而保證艇員在此環(huán)境下的戰(zhàn)斗力。

2.2 眩暈習(xí)服理論

腦干是前庭的傳入沖動(dòng)和各種與空間感覺有關(guān)感受器的傳入沖動(dòng)相整合的地方。在眩暈發(fā)生過程中,當(dāng)前庭區(qū)有異常興奮沖動(dòng)時(shí)可激活其鄰近的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),把異常大量的沖動(dòng)傳到其鄰近的有關(guān)中樞(如迷走背核),這樣可解釋眩暈時(shí)出現(xiàn)的惡心、嘔吐、蒼白、心動(dòng)過緩、血壓下降等現(xiàn)象[3]。眩暈習(xí)服的原理是為保證腦皮層活動(dòng)的動(dòng)態(tài)平衡,對(duì)網(wǎng)狀神經(jīng)元的條件代償激發(fā),這種激發(fā)同時(shí)受到增強(qiáng)的前庭、小腦活動(dòng)的補(bǔ)充,從而預(yù)防眩暈的發(fā)生。艇員眩暈習(xí)服訓(xùn)練基本采用這個(gè)原理,通過習(xí)服訓(xùn)練加強(qiáng)前庭區(qū)對(duì)外刺激的適應(yīng)能力。當(dāng)遇到很強(qiáng)的線加速度、角加速度刺激時(shí),前庭區(qū)反應(yīng)逐漸降低使產(chǎn)生的眩暈和平衡失調(diào)等癥狀消失,從而產(chǎn)生前庭習(xí)服。

3 模擬艙習(xí)服訓(xùn)練系統(tǒng)的構(gòu)建

艇員模擬艙,采用潛艇固殼全封閉結(jié)構(gòu),模擬潛艇艙室的環(huán)境構(gòu)造,由體能訓(xùn)練設(shè)施與暈眩習(xí)服訓(xùn)練裝置構(gòu)成,是一種預(yù)適應(yīng)模擬訓(xùn)練專用器材。模擬艙具有科學(xué)性強(qiáng)、模擬程度高的特點(diǎn),潛艇艙室內(nèi)濕度與熱度,主要使用電熱裝置與加濕器來產(chǎn)生,通過機(jī)算機(jī)控制來模擬艙室的溫濕度環(huán)境。眩暈習(xí)服訓(xùn)練裝置主要通過液壓機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)來模擬艇體在涌浪作用下的運(yùn)動(dòng)。根據(jù)習(xí)服訓(xùn)練的原理,模擬艙訓(xùn)練首先是濕熱環(huán)境下的習(xí)服訓(xùn)練,通過訓(xùn)練使艇員機(jī)體對(duì)濕熱環(huán)境產(chǎn)生習(xí)服,然后進(jìn)行濕熱環(huán)境下的眩暈習(xí)服訓(xùn)練,最終達(dá)到艇員機(jī)體對(duì)濕熱與眩暈的復(fù)合影響產(chǎn)生習(xí)服的目的。

3.1 濕熱環(huán)境習(xí)服訓(xùn)練

人體運(yùn)動(dòng)時(shí)的機(jī)體散熱形式是以出汗為主,使得機(jī)體核心體溫保持在正常值范圍內(nèi),當(dāng)環(huán)境溫度高于人體體溫時(shí),機(jī)體就不能起到很好的散熱效果,反而會(huì)吸收環(huán)境的熱量,使機(jī)體溫度迅速升高,達(dá)到了濕熱習(xí)服訓(xùn)練的效果。濕熱習(xí)服訓(xùn)練形式是采用跑步機(jī)訓(xùn)練,根據(jù)人體的生理特點(diǎn),采取循序漸進(jìn)的訓(xùn)練方法,通過模擬艙對(duì)濕熱溫度的調(diào)節(jié),按照低濕熱溫度 (溫度20～25℃、濕度65%～75%)訓(xùn)練、中濕熱溫度 (溫度25～30℃、濕度70%～75%)訓(xùn)練、高濕熱溫度 (溫度30～35℃、濕度75%～80%)訓(xùn)練的步驟進(jìn)行習(xí)服訓(xùn)練。在每次訓(xùn)練安排上,以小運(yùn)動(dòng)量與中小運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的原則施訓(xùn)。

表1 模擬艙濕熱習(xí)服訓(xùn)練計(jì)劃安排

3.2 濕熱環(huán)境下的眩暈習(xí)服訓(xùn)練

根據(jù)不同溫濕度環(huán)境下對(duì)艇員眩暈誘發(fā)試驗(yàn)結(jié)果顯示:人體在20℃常溫環(huán)境下的眩暈發(fā)生率為47.9%,在30℃高溫和70%濕度環(huán)境下為68.9%,在38℃高溫和80%濕度環(huán)境下為100%;且眩暈的癥狀也明顯加重。當(dāng)船體受涌浪作用時(shí),縱搖產(chǎn)生的角加速度高于人半規(guī)管生理域值 (0.3°/s2)6～7倍,垂蕩產(chǎn)生的直線加速度可達(dá)0.5～1.0 g,為耳石器生理域值的25～50倍。模擬艙采用了液壓式垂蕩模器和縱搖式模擬器,主要是模擬艇體的垂蕩和縱搖兩種運(yùn)動(dòng)形式,模擬艙設(shè)定為高溫高濕環(huán)境(溫度30℃,濕度80%),訓(xùn)練時(shí)人員固定在座椅上,按要求配合每種模擬運(yùn)動(dòng)做2 s一次的頭部動(dòng)作。

表2 模擬艙濕熱眩暈習(xí)服訓(xùn)練計(jì)劃

3.3 模擬艙訓(xùn)練基本要求

第一,周密組織。在習(xí)服訓(xùn)練前必須對(duì)參加訓(xùn)練的艇員健康狀況進(jìn)行體檢,重病初愈、患有全身性皮膚病、心肝肺腎等臟器疾病者不應(yīng)參加訓(xùn)練。訓(xùn)練中應(yīng)安排安全保護(hù)人員和測(cè)試人員,負(fù)責(zé)受訓(xùn)者在訓(xùn)練過程中的體征觀察,以及各種生理指標(biāo)的測(cè)試。在訓(xùn)練一周后盡可能安排一次生化指標(biāo)的測(cè)試,以便更精確地了解受訓(xùn)者的身體狀況,并合理調(diào)控訓(xùn)練量。第二,保障安全。習(xí)服訓(xùn)練不同于一般的體能訓(xùn)練,在訓(xùn)練中受訓(xùn)者會(huì)產(chǎn)生中暑或眩暈癥狀,常會(huì)出現(xiàn)伴有失去自我保護(hù)的控制能力,特別是采用模擬器訓(xùn)練更應(yīng)注意事故防范。為此,訓(xùn)練必須做到:建立組訓(xùn)機(jī)制,健全規(guī)章制度,加強(qiáng)安全教育,責(zé)任分工明確,操作規(guī)范熟練,訓(xùn)前檢查器材,杜絕各類隱患。第三,精確監(jiān)控。在習(xí)服訓(xùn)練中,生理指標(biāo)主要包括體溫 (口溫和肛溫)、脈搏和血壓。熱習(xí)服訓(xùn)練時(shí)的運(yùn)動(dòng)脈搏范圍:次/min=(220-年齡)×70(75)%,約 140～150次/min。體溫指標(biāo)采用口溫或者肛溫 (肛溫指標(biāo)更為準(zhǔn)確)。生化指標(biāo)的監(jiān)控主要包括尿pH、尿蛋白PRO、尿隱血BLD、血尿素氮BUN和血紅蛋白Hb,這些指標(biāo)的變化可直接反映出受訓(xùn)者對(duì)訓(xùn)練強(qiáng)度的適應(yīng)及疲勞恢復(fù)的情況。第四,科學(xué)訓(xùn)練。根據(jù)濕熱環(huán)境習(xí)服訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)生理特點(diǎn),其運(yùn)動(dòng)量應(yīng)以中小運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和較高運(yùn)動(dòng)密度為主。眩暈程度個(gè)體差異很大,對(duì)于重度易感者應(yīng)采取訓(xùn)練周期長、時(shí)間短、強(qiáng)度弱和密度低的方法。為了鞏固習(xí)服訓(xùn)練效果,應(yīng)定期進(jìn)行階段性訓(xùn)練,如果不能保持經(jīng)常性訓(xùn)練,受訓(xùn)者習(xí)服訓(xùn)練效果將逐步消退。

[1]蘇廣和.潛艇艙室環(huán)境與戰(zhàn)斗力 [J].潛艇學(xué)術(shù)研究,2004,8(6):33～35.

[2]胡峰,孫學(xué)川,等.“抗眩暈操”的生理學(xué)基礎(chǔ) [J].解放軍體育學(xué)院學(xué)報(bào),2001,20(2):28-29.

[3]許腎豪,等.眩暈(文獻(xiàn)綜述)[M].國外醫(yī)學(xué)參考資料,1977,(4):130-134.

[4]陳小慶,王登生.人體眩暈的生理機(jī)制及針對(duì)性訓(xùn)練原則[J].解放軍體育學(xué)院學(xué)報(bào),2003,22(1):92-93.