航空生物动力学知识

航空生物动力学（altitude biomechanics）是研究生物体在航空动力环境中生理功能变化规律及其防护措施的科学。包括飞行活动中所产生的惯性力、减速力、振动、噪声以及弹射跳伞过程中所产生的冲击力、气流吹袭、旋转等特殊动力因素对机体的作用特点，机体各系统的生理效应、耐受限度及相应的各种防护措施。在飞行中所产生的惯性力主要与飞行的速度和方向变化有关，即当运动速度的大小和方向发生变化而引起运动状态的变化时，即产生了加速度（acceleration），而由加速度引起的惯性力作用可使机体发生一系列功能变化。动态环境中惯性力的作用结果通常与重力相关，即当惯性力＞重力时，产生过荷或过载，称为超重（hypergravity）。相反，当惯性力＜或失去重力时，称之为减重（reduce gravity）或失重（weightlessness）。因此，人们常用重量（G）的倍数来表示惯性力的大小。如3G即表示所产生的惯性力相当于重力的3倍，此时物体的重量也相当于重力的3倍，称超重。0G表示失重。

根据惯性力作用于人体方向的不同，加速度分为正、负和横加速度三种。正加速度系指惯性力方向从头至足，负加速度反之，横加速度指惯性力作用于同人体纵轴垂直的方向。另外，根据惯性力作用于人体的时间，加速度又可分为持续性加速度和冲击性加速度两种。前者作用时间在1s以上甚至数分钟，后者为作用时间在1s以下的短时加速度。持续性加速度主要发生在飞机做各种特技飞行或机动飞行时，其生理效应主要表现在人体内组织器官沿惯性力作用方向发生变形移位及增加重量，以及血液和体液发生慢性移位和重新分布，从而导致各种生理障碍，其中以因血流动力学改变引起的视觉功能障碍和意识丧失对飞行人员危害最大。冲击性加速度主要是由于突然而强烈的加速或减速造成的。其特点是加速度峰值高，作用时间短，如飞行迫降、坠机、从高速飞行的飞机上弹射跳伞救生、跳伞人员开伞或着陆等都会遇到作用力很强的不同形式的冲击性加速度作用，可造成不同程度的组织损伤，如出血、骨折、内脏损伤，甚至发生外伤性休克等。

加速度的另一种表现形式为振动，振动是一种峰值较低而频率较高且连续性交替变换作用的加速度，是由于飞机的动力系统和大气的紊流所引起，其伤害主要是引起机体的不适和不同程度的疲劳导致工作效率降低。而由振动所致的噪声对人的听觉和神经系统均有一定的影响。这些因素尤其对已经负伤的伤员来说，可导致病情恶化，这在伤员的空运后送中必须予以充分认识。