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降服晕厥我国突破飞行员医学禁区 空军航空医学研究所，担负着研究飞行员生理心理如何适应飞行环境和装备如何适应人体生理心理活动规律的双重任务。近年来，该所牢牢把握为部队战斗力服务的方向，围绕新武器装备发展和军事斗争准备开展科研活动，取得了一大批科技含量高、实用性强的科研成果，并相继转化为战斗力。5月初，记者走进这个被飞行员誉为“‘飞’在飞行员前面的人”的群体，采写了他们在科研攻关中许多鲜为人知的故事，读来无不令人感动。 攻克供氧难题休 闲 居 编 辑 2002年春，当使用某新型制氧技术的国产新型战斗机直上蓝天的消息传到航空医学研究所时，主持这个课题研究的肖华军博士心情久久不能平静。这标志着他和课题组多年攻关终于结出了硕果，解决了飞行员长时间飞行供氧的技术难题。 氧气--远程作战中飞行员的生命之源 为了保证战斗机飞行员的生理需要和作战能力，飞行条例规定：战斗机飞行员飞行到一定高度就要用氧，防止因缺氧影响飞行员操纵。因此，对于战斗机飞行员来说，氧气几乎是“全程使用”。 飞机远程作战是空军面临的大问题，而飞行员长时间供氧是制约远程作战的一个障碍。飞机有油喝，飞行员没氧吸同样不行。航空环境生理研究室主任肖华军博士，向世界航空医学研究上的这一前沿课题发起了冲击。 解决飞行员远程用氧问题，采用液氧供应是比较快捷的一种方式。1公斤液氧可以获得360~850升氧气，同样的体积，使用液氧的飞机航程要比使用气氧大。然而，由于液氧的蒸发率高达20%，且易燃、易爆，制造成本高、条件苛刻，并不是最佳方案。 早在20世纪60年代末，西方发达国家就开始探索机上制氧技术。经过20多年的研究和发展，机上制氧技术已成功地运用于高性能战斗机上。肖华军决心研制出具有中国特色的机上制氧设备。 试验--不找到最佳方案不罢休 新型制氧系统生理学要求研究完成后，为了论证其可靠性，肖华军一头扎进了实验室。辛勤的汗水换来了丰硕的果实，肖华军和他的课题组与航空工业部门联合攻关，研制出我国第一台机制氧系统样机。 新型氧气系统效果如何？肖华军让工程师阎汝泉帮自己穿上高空代偿服装，走进了低压试验舱。随着马达轰鸣声响起，试验舱里的气压慢慢地降了下来，肖华军感到自己的呼吸变得越来越费力，经验告诉他，这是高空代偿服装压力不够带来的典型感受。 肖华军走出试验舱，与课题组经过反复论证后，很快找到了原因。 夜深了，实验室里，课题组和工厂的同志们一点睡意也没有，他们围绕在飞机座舱图纸周围，一边分析一边讨论争执着：“气体经过新型机载制氧系统变压吸附后，压力降低，可不可以绕过机载制氧系统，改变代偿服装的引气点，直接从飞机环控系统引高压气供给代偿服装，这样，压力问题不就迎刃而解了吗？” 嘿，还真行，真是一个点子值千金，这一独特的配套方案通过论证，为国际首创，被上级机关和工业部门采纳。然而，没等肖华军歇口气，又一个难题接踵而至。新型制氧系统产不了纯氧，其最高极限为95%，且受飞机发动机影响会产生波动。航空供氧传统理论认为，当飞机高空座舱盖发生爆破时，飞行员必须吸浓度为99%以上的纯氧，才不会发生意识丧失。 肖华军又带着助手一头扎进实验室。经过数百次的试验，发现一个规律：即吸70%以上的富氧气体瞬间的生理效应与纯氧的效果一样。这一发现，突破了航空医学关于在飞机座舱盖爆破等情况下，座舱迅速减压前必须供纯氧的理论。 700多个日日夜夜，肖华军和他的课题组的同志们不知在实验室里度过多少个不眠之夜，当载有新型制氧系统的新型战斗机正式列装后，肖华军带着课题组的同志，又一头扎入实验室，步入试飞场地，开始了更新设备的研制。 降服“空中晕厥” 阳春三月，当航空兵某师一批驾驭新型战斗机的飞行员，经过空军航空医学研究所加速度生理实验室的培训后，全部顺利通过大重力加速度的抗荷考核后，这些蓝天骄子紧紧地握住研究所领导和专家们的手，表达他们诚挚的谢意。 抗荷--为新装备飞行员创造世界级抗荷动作 随着新型战斗机陆续装备空军部队，如何让飞行员的体质与新战斗机的高机动性能相适应，成为一个新课题。高机动性所产生的高载荷容易使飞行员发生“空中晕厥”，即在瞬间内引起意识丧失。美军自20世纪70年代装备第三代战斗机以来，先后有24架飞机在进行快速机动战术训练时，因飞行员发生“空中晕厥”导致飞机失控坠毁，直接经济损失高达15亿美元以上。“空中晕厥”，一方面影响战斗机性能的发挥；另一方面又严重威胁飞行安全。 一定要降服这个“杀手”，为新装备保驾护航。加速度生理研究室主任耿喜臣博士的课题得到了上级的认可。为了对付“空中晕厥”，国内外航空医学界的专家学者们研究出不少方案，探索出了许多对抗措施，有的是流行多年的“经典”抗荷动作。但是，耿喜臣在实验中发现，这些动作虽然都能使飞行员在抗过载训练中起到一定作用，但同时却存在体力消耗大、持久性不够、对抗动作技巧性强不易掌握、干扰操纵等问题。于是，耿喜臣决心在这个领域趟出一条新路。 这的确是一块难啃的骨头，时间一天天过去了，可耿喜臣的课题却没有丝毫进展。一天，电视节目里的一个蛙泳动作使他眼前一亮，抗荷动作的目的就是要提高胸内压力，如果像游蛙泳那样呼吸，再做一些让肌肉紧张的动作，不就可以提高胸内压力吗？耿喜臣一鼓作气，结合自己十几年探索出来的抗荷经验，终于设计出一套全新的“H P”抗荷动作。 抗荷训练开始了，随着耿喜臣一声令下,大型离心机高速转动着。测试数据清晰地显示出，同样经受大重力加速度的过载，做“H P”抗荷动作的飞行员轻松地完成了，而做其他抗荷动作的飞行员却心跳加快，疲惫不堪。耿喜臣设计的新抗荷动作获得了成功。 训练--建立新型战斗机飞行员抗荷训练模式 在飞机上进行大载荷抗荷训练不仅风险大，也不容易掌握。能不能在地面预先进行抗荷训练呢？耿喜臣的课题组大胆提出了利用离心机进行选拔、培训飞行员的方法。 上级很快批准了航空医学研究所的方案，一批飞过某型飞机的优秀飞行员走进了研究所大门。然而，第一次测试，就有数名飞行员由于身体原因达不到规定的标准。 耿喜臣根据《高性能战斗机飞行员专项素质体能训练实施方案》和不同体质飞行员的特点，制订了离心机高载荷训练方案，有针对性地分别进行训练，通过一周的强化训练，这几名飞行员顺利通过抗荷训练，拿到了驾驭新型战斗机的“通行证”，而耿喜臣课题组首创的《高性能战斗机飞行员专项素质体能训练实施方案》被训练部门列入空军军事训练大纲。 目标--使飞行员能经受大载荷考验 以往，我军许多飞行员用“憋一口气”的习惯动作进行抗荷。当他们仍用老办法来对抗高性能战斗机的载荷时，在离心机选拔时连及格线都通不过。耿喜臣一遍遍地向飞行员讲解高性能战斗机的载荷特点、对飞行员生理影响及构成的威胁、有效的对抗措施；结合播放教学片，在地面反复教正确的呼吸动作，待熟练掌握动作后再上离心机进行选拔训练。有一次，航空兵某师一名尖子飞行员，因没有掌握正确的呼吸要领，经两次选拔均不合格。“不要着急，你一定能成功!”耿喜臣发现这名飞行员体质很好，只是抗荷动作不到位才造成不及格。耿主任对他进行“点对点式”帮带，在实验室里进行强化训练后，才逐步过渡到离心机上进行训练。这名飞行员经过训练后，抗荷能力很快得到提高。 面对实验室取得的成绩，耿喜臣却不满足，他和同事们背起仪器，来到飞行一线。“砰、砰、砰”，随着3颗信号弹腾空而起，航空兵某师一架架新型战斗机直冲蓝天。与以往飞行不同的是，飞行员的身上多了几台测试他们抗载荷数据的仪器。记录结果让人大吃一惊:有几名飞行员在机动飞行中出现了短时间的“黑视”，而飞行员们却浑然不知。原来，这种新型战斗机安装了先进的抗荷正压呼吸装备，飞行员没有经过地面抗荷正压呼吸训练，很难适应机上抗荷正压呼吸装备，会造成呼吸困难，主要是容易呛气，抗荷正压呼吸装备的抗荷效果难以发挥，甚至起相反作用。好的装置为何被冷落？耿喜臣反复琢磨，又是一番苦苦的思索，他终于在“H P”动作基础上，提出了“P H P”动作方法，为解决这一困扰新装备部队的老大难问题提供了新途径。 研制“提神丸” 为了提高部队的连续作战能力，航空兵某师决定实施“滚动飞行训练法”。但是，由于原有的作息时间被打乱，尽管飞行员们采取了喝咖啡、搽清凉油等土办法提神，但仍达不到放飞的要求，在场把关的航医不得不取消他们的飞行计划。 夜航--需要“提神丸” 能不能提供一种让飞行员不打瞌睡，且能较好地保持体力和注意力的药物呢？部队领导纷纷向航空医学研究所求援。 外军一般在执行任务前，让飞行员服用某种短效类催眠剂，使飞行员得到高质量的睡眠；而在执行任务过程中，定时服用某种中枢兴奋剂，使飞行员保持足够的精力。我们的飞行员能不能也用合适的药物进行兴奋抑制调控呢？航空医学研究所一室副主任詹皓博士“盯”上了这块难啃的骨头。 引进国外现有的技术是一条最简单的捷径。然而，西方国家都把这类药品及其用法列入绝密，花再多的钱也买不到。同时，与国外的飞行员相比，我军飞行人员的种族、体格、生活环境方式有着自身特点，国外用药的品种、剂量不一定适合我军飞行人员，惟一的办法就是自己研究和摸索。 探索--永无止境的追求 由于绝大部分药物都有一定的副作用，会影响飞行安全，国际上有一种公认的看法，飞行员参加飞行禁止服用各种药。因此，让准备参加飞行的飞行员用药，以及飞行员在飞行中用药在我国是一个从未有人涉及的禁区。詹皓及其同事们经过艰辛的理论探索，完成了我国航空医学首部《航空药理学》的编著，并初步建立了适合我军飞行人员催眠与兴奋用药的评价方法和指标体系。接下来，他们开展了一系列的实验研究。传统上含咖啡因等成份的兴奋与睡眠调控药物一个个被詹皓从方案中淘汰了。 经过艰辛的寻找，詹皓终于查找到了一种新型药物对发作性睡眠效果好、副作用小，目前认为该药不会成瘾。正巧，我军有关单位正在协作攻关，研制这类药物，詹皓及其同事们立即加入到这支队伍中。 几十批动物用药的量效和时效试验证明，这种新药不仅药效好、起效快、持续时间长，而且副作用极小。 动物试验成功后，课题组便开始在自己身体上做试验。48小时睡眠剥夺试验开始了，课题组的6名年轻同志走进了实验室。为了拿到准确的数据，詹皓给他们分别服用这种新药或安慰剂，采用随机双盲给药(即被试者有的是服用真药，有的则服用的只是由淀粉制作的安慰剂)，测试他们在睡眠不足和疲劳条件下的工作能力。每隔两小时，就对他们进行一次4个个位数相加的正确率试验。 测试表明，当人在高度疲劳的时候，大脑的反应就会迅速下降，以致于连简单的数学运算都会出错；而服用药物者，则精神抖擞、思维判断力没有降低。为了拿到更加准确的数据，他们组织被试者进行计算机控制的模拟飞机飞行姿态操纵能力等测试。 两周后，6名同志再次走进实验室进行论证。实验结果表明，与安慰剂比较，用药能明显提高认知与工作能力，降低瞌睡状态和疲劳感。随后，他们又在飞行模拟机上进行了近似于飞行的实验观察，48小时睡眠剥夺条件下的模拟飞行实验也取得了同样的结果。 |