军事人员水中训练发展现状与应用模式,军事训练论文.docx
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1、军事人员水中训练发展现在状况与应用模式,军事训练论文摘 要: 有效预防训练伤的同时保障军事体能水平的提高,是我们国家军事训练急需解决的重大问题。水中训练是在水环境中充分利用水的物理特性及流体力学特征所进行的主动性运动,对训练伤的预防与康复及体能提升具有独特的优势作用。根据国内外军事体育训练特征及我军备战需求,对水中训练的发展现在状况进行了研究:1深水跑具有显着的有氧训练效益,颈部下面浸入水所产生的生理效应及3D阻力环境下的跑动形式,可提高有氧能力和肌肉耐力,强化姿态稳定性;2水中抗阻训练可获得与陆上训练类似的气力增长效果,同时避免重复性训练所产生关节压力及肌肉微损伤的加重,尤其合适复杂作战环境
2、下的军事人员爆发力训练;3水中温度的快速传导性促进暴露于极冷水环境中时体内液体平衡的保持,以及免疫系统的应激适应性的产生,帮助军事人员提高作战能力。将来应进一步探寻求索适用于我们国家军事体能训练领域的专项水中训练研究。 本文关键词语: 军事训练; 体能训练; 军事训练伤; 水中训练; Abstract: Figuring out how to prevent training injury and enhance the fitness performance is an urgent problem for Chinese military training. Serving for inj
3、ury prevention and fitness promotion in military training, the aquatic training(AT) is the active aquatic exercise doing in the water environment by using the physical features and hydrodynamic characteristics of water. In this paper, based on the characteristic of military strength and conditioning
4、 at home and abroad and the requirement of our military readiness, the current situation of AT were presented: 1)Deep water running may have significantly aerobic benefits. Due to the physiological effect of neck immersion and the running mode under the circumstance of 3 D, aerobic ability and muscl
5、e endurance could be increased and postural stability strengthened; 2) aquatic resistance training may have similar effects on strength improvement compared with land resistance training. At the same time, it could prevent the joint compression and the aggravation of muscle micro-damage by repetitiv
6、e training and especially suitable for power training in complex combat environment for solders; 3) the fast conductivity of temperature in water could facilitate the maintaining of body fluid equilibrium exposed in ice-cold environment and the production of stress adaptive response for immune syste
7、m which enhanced operational capability for solders. Further studies of specific AT for military strength and conditioning training in our country are needed. Keyword: military training; strength and conditioning training; military training-related inju-ries; aquatic training; 体能训练是构成战斗力的重要因素,是磨练军事人
8、员意志的核心手段。随着当代军事训练对体能不断提出的更高层次挑战,军事人员伤病问题凸显,严重影响作战能力李欣等,2022;栾晓维等,2021;马龙等,2021;Zakowski et al,2022。美国、澳大利亚、挪威、英国相关研究表示清楚,低水平有氧能力、较差的柔韧性、肌肉气力与耐力的下降,是造成军事训练伤的主要风险因素Blacker et al.,2008;Harman et al.,2008;Heir et al.,1997;Pope et al.,1999。在军事跑步训练、行军训练与负重训练中激增的训练强度与量度,易导致骨骼肌过度使用而产生损伤如应力性骨折Dijksma et al.,
9、2022。高强度的心理压力也是军事人员面临的重要问题,如睡眠紊乱、恢复缺乏产生的焦虑等Greeves,2020;Wilkinson et al.,2008,并常伴随免疫系统的下降而遭到传染性疾病的威胁。 水中训练aquatic training是在独特的水环境中,充分利用水的物理特性,以直立身体姿势状态下的主动运动为标志的崭新训练方式方法Brody et al.,2018。由于水环境为平衡失调、负重减轻及其他陆上无法或难以完成的动作提供了可行性,水中训练在军事人员训练伤预防Wykle,2020、康复Wykle,2020及体能提升Eagle et al.,2021上的效果越来越遭到关注,尤其在军
10、事训练的实践领域被广泛应用并不断扩大范围。 本研究在梳理军事人员水中训练发展现在状况的基础上,针对上述问题的成因、军事训练的适用程度与功能效益,在应用形式上着重介绍了深水跑、水中抗阻训练和极冷环境下的水中适应性训练,并对相关机制及在我们国家军事体能训练中的应用可行性进行了研究。 1 、发展现在状况 水中训练是针对不同训练目的与需求的多样化水中运动,主要涵盖水中康复与水中健身两大领域。水中康复aquatic therapy是 通过水中具有治疗性效益的运动实践以改善患者功能的治疗经过 Becker,2018。水中健身aquatic fitness将以游泳为代表的传统水中运动延展为在浅水与深水中进行
11、的直立运动Aquatic Exercise Association,2021。华而不实,以水中有氧、抗阻训练为主,很多当代训练理念,如高强度间歇训练high intensity interval training,HIIT)(Nagle et al.,2021、快速伸缩复合练习Asadi et al.,2020、本体感受训练Thein et al.,2000、平衡训练Roth et al.,2006、功能性训练Tsourlou et al.,2006等也在水环境中创造性地实践,衍生出新方式方法。水中浮力、重力、阻力器材的研制,使水的特性得到了强化,更大化水中训练的效能Katsura et al
12、.,2018。 近年来,随着军事领域中的康复需求和的财政赞助,军事人员水中训练发展迅速。2005年,美军康复医疗启动了 水中康复和水中兵士训练项目 Aquatic Rehabilitation and Aquatic Warrior Exercise Programs)(U.S.Army,2018,其主要目的是为美国陆军中肌肉骨骼损伤的兵士提供当代水中训练的标准化训练程序。根据美国军医处对军事水中训练提出的3项要求:1定期进行足够强度和持续时间的运动以全面提高身体素质,无负作用;2多层面解决负重问题;3对军事体能训练的能力提升进行水陆结合的补充,制定并施行了 受伤兵士的水中康复训练项目 Arm
13、y s Aquatic Rehabilitation Program和 水中兵士体能提升项目 Aquatic Warrior Exercise Program。2018年,美国海军引进了该项目并改进为 水中最大爆发力强度训练体系 AMP-ITTM,将其与HIIT相结合,发展为海军专项体能训练的核心内容U.S.Marine Corps,2018。两栖作战能力是海军核心战备力的重要具体表现出,对体能要求较高。根据临床观察与医务监督报告,华而不实多项军事技能有损伤风险,如不适当的举拖船动作易引发胸椎/腰椎损伤;长时间高强度的游泳训练易导致髋屈肌/腓骨肌腱炎;重复性、快速的颈部/下腰前屈动作与颈腰部损
14、伤相关性显着Eagle et al.,2021。美国海军水中训练强调在军事专项技能训练之前,强化髋屈肌、腓骨肌群、下腰部、颈肩部等易感部位的肌肉气力和肌肉耐力,对预防训练伤起到了明显效果Wykle,2020。 2 、应用形式 2.1 、深水跑 当代军事训练中牵涉大量重复性高强度活动,最大摄氧量VO2max的加强可辅助此类任务并对整体作战行动的完成产生重要影响。同时,较高的有氧能力也是预防训练伤的关键因素之一。Knapik等2001,2006a研究发现,较低的峰值氧量与军事人员训练伤的发生率显着相关,美军男性兵士在基础作战训练开场前监测出的有氧能力低水平是训练损伤的独立风险因素。由于军事训练组织
15、形式一般以团队训练为主,Jones等2002提出,与有氧能力强的军事人员相比,有氧能力低的军事人员心理压力更大,训练中调动的最大有氧能力百分比更高层次,军事任务难度感悟程度更大,疲惫阈值出现得更早且程度更明显。过度疲惫状态下,步态和动作的生物力学特征发生改变,动作形式出现异常,给身体特定部位骨骼肌压力增大。深水跑deep water running是在无法触及池底的深水中模拟陆上跑步动作而进行的水中训练方式方法Masumoto et al.,2018。深水跑最初被应用于康复治疗领域,以缓解骨骼肌损伤异常感觉和状态及加速关节术后的功能恢复Cuesta et al.,2020。由于在高效发展有氧能
16、力的同时,对运动性疲惫和过度训练起到有效预防作用,深水跑被引入重复性应力损伤高发项目的竞技体能训练Brubaker et al.,2018,并逐步成为军事体能训练中不可替代的重要内容。 2.1.1、 最大强度与次最大强度下的生理效应 经济且高效的跑步能力对军事人员至关重要。跑步训练是军事体育训练的主要内容,也是军事体能必考项目之一。当前高强度的陆上军事训练使军事人员疲惫程度加重,出现各种程度的伤病问题。研究表示清楚,在停止或降低军事训练强度的24周内,会出现有氧能力与心血管功能下降,并影响毛细血管密度、线粒体呼吸酶的活性、运动前肌糖原的储备与脂肪利用率Reilly et al.,2003。对已
17、产生训练伤的军事人员来讲,浸入水的直接生理效应使体液在组织间转换的速度加快,有助于减轻组织肿胀,增加心输出量,帮助代谢产物排出,促进骨骼肌损伤修复Killgore et al.,2006。通过采用与陆上跑步类似的动作可在全面提高有氧能力的同时,增进与跑步专项表现相关的多项技术指标,并易于军事人员把握(Burns et al.,2001。 由于深水跑比陆上跑台时V.O2max和最大心率明显下降,因而在水中只能依靠练习者自主提高强度到所能够感悟的极限值,且当接近极限值时会不自觉地缩短步长以保持步频、降低疲惫度,Wilder等1993a以为,水中训练无法到达真正意义上的最大强度。但是,Dowzer等
18、1999以为,尽管无法到达最大值,但深水跑的训练刺激足够产生积极的生理适应。Michaud等1995指出,深水跑训练后血乳酸浓度升高,并发现深水跑者有更高层次的呼吸换气率、碳水化合物氧化率以及较低的脂肪利用率。在次最大强度练习中,Davidson等2000观察到深水跑技术的熟练度可产生的生理效应影响,详细表现为熟练的深水跑者在练习中可到达与陆上类似的摄氧量值,且心率值较低。 2.1.2、 生物力学特点 有研究表示清楚,大量的陆上耐力性长跑训练与军事人员的高损伤率显着相关Knapik et al.,2006b。为了避免 以跑代练 传统方式方法的弊端,水中跑步被视为具有极强可替代性的军事体能训练方
19、式。与陆上训练中的重力作用不同,水中训练时的浮力作用使趋向水面的运动得到支持,而趋向池底的运动遭到阻力,导致水陆训练之间的力学差异。由于水的密度约为空气的800倍,深水跑训练时对移动的肢体施加的阻力比陆上跑步大,不同的速度和体外表面积还会产生不同的附加阻力So et al.,2022。 Masumoto等2020比照了深水跑与陆上跑步时肌肉活动状态与形式。通过陆上跑步测试确定深水跑的速度与适宜步频。外表肌电结果显示,深水跑时股直肌和股二头肌的激活程度显着高于陆上跑步,但腓肠肌活动程度显着降低,并发现深水跑的下肢肌肉活动程度随着步频的增加而提高。在躯干肌肉活动方面,Billy等2022研究显示,
20、深水跑时腹横肌的最大随意收缩%MVC显着高于陆上跑步。腹横肌为骨盆脊柱提供稳定的肌筋膜带,对于运动中的姿态稳定特别重要。在深水跑的重复性髋屈动作中,躯干不断绕纵轴旋转,使腹横肌持续激活,帮助躯干克制水的阻力维持脊柱与骨盆稳定。Kaneda等2018发现,髋关节活动度在深水跑中显着增大,并解释为在非稳定漂浮状态下骨盆对于股骨的稳定性需求图1。 2.1.3 、强度监控 监控深水跑强度的主要指标包括心率、自我疲惫感觉量表rating of perceived exertion scale,RPE和节拍/速率。心率储备心率是常用的强度控制指标。在选用 中性温度水环境进行深水跑训练时,必须考虑到浸入水产
21、生的水中心率下降值,并使用6 s的心率计数,可避免水的快速散热作用降低心率。Borg的RPE是练习者根据本身疲惫程度、环境和身体素质水平进行主观感受评价的工具。Wilder等1993b改进了RPE,使其更适用于水中训练,并被证明在日常训练中具有更强的可操作性。在应用经过中,Glass等1995和Brown等1996发现,在一样跑速下深水跑的RPE水平显着高于陆上跑台。 节拍/速率被融入到深水跑训练中,衍生为间歇式节拍深水跑deep water interval cadence running的训练形式。Killgore等2020发现,节拍与RPE显着相关,提出通过记录心率所对应的节拍变化,可对
22、不同节拍产生的生理效应进行预测,进而制定相应的节拍水平和间歇时间。Wykle(2020采用水中心率监控装置对美国陆军兵士的深水跑适宜步频进行测量,制定了有针对性的强度区间与30 s的间歇节拍,并每月通过 深水百步踏测试 100 deep water step test对训练效果进行评估。根据美国陆军数据统计,前测平均初始心率为92 BPM,结束心率为144 BPM,完成测试时间为85 s;12周训练后,静息心率平均下降49%(-4 BPM,结束心率提高62%(+7 BPM,完成测试时间减少75%(-11 s。 图1 深水跑的生物力学分析示意图Kaneda,2018) Figure 1.The
23、Biomechanical Analysis of Deep Water Running 注:a点为股骨髁,b点为股骨大转子,c点为髂前上棘的中点,d点为胸骨上窝,e点为头顶;a-b节段为大腿,b-c节段为骨盆,c-d节段为躯干。 2.2、 水中抗阻训练 在军事野战、武装越野及战役行动部署等训练中,军事人员必须穿戴防弹衣并携带必要的物资或器械。在兵种一样的情况下,不同体重的军事人员所承载的绝对负荷一致。研究发现,承载重量相对于本身单次最大气力1 RM更小百分比的军事人员,执行指定军事任务时肌肉气力及耐力表现更优,完成情况更好。气力训练可减少军事人员负重期间与地面接触所承载的相对负荷,降低一样气
24、力输出机会体的能量代谢需求,使其更专注于军事技战术的使用Turner et al.,2021。水中抗阻训练aquatic resistance training是指在水中利用本身肢体或水中抗阻器材所造成的阻力,发展肌肉气力、耐力及爆发力的训练方式方法。研究证实了水中抗阻训练提高气力Colado et al.,2018、爆发力Robinson et al.,2004、柔韧Kim et al.,2018、身体成分Colado et al.,2020、心血管代谢危险因子Jones et al.,2018及降低陆上抗阻训练损伤风险Kevin,2020的有效性。近年来,在军事训练中,水中抗阻训练既可作为
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