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航空航天生理学AerospacePhysiology绪论－让历史告诉未来余志斌Rm213,Tel84774807历史是一堆灰烬，但灰烬的深处还有余温。黑格尔《美学》本次课主要内容一、航空航天生理学发展简史二、航空航天生理学研究内容三、航空航天生理学存在的问题与展望一、航空航天生理学发展简史1)重要意义与地位•保障飞行安全•维护机组人员和乘客的健康与舒适•提高飞行劳动效率航空航天医学的重要理论基础2)航空生理学的发展(一)萌芽时期(1783-1903)16世纪：高原病的经验17世纪：气体定律的确立，发现氧气18时纪：1783.11.23Hotairballoon50ft1783.12.1Hydrogenballoon3048m1785.1.7Englishchannel商业飞行航空邮件19世纪：1804.9.167016m1862.9.58839m1870航空运输病人1878PaulBert《大气压力》Thefatherofaviationmedicine1783.11.23载人热气球巴黎1)了解高空低温的影响2)建立高空缺氧影响的理论基础20世纪：1920.2.2710093m1921.9.2811521m1927.5.412945munofficial首例高空减压病飞行者－1号December17,1903atKittyHawk,NorthCarolina莱特兄弟TheWrightBrothers(二)形成时期(诞生,1903-1930)WRIGHT1909MILITARYFLYERBOEINGP-12E敞开式座舱：寒冷高速气流吹袭缺氧空间定向、飞行错觉飞行人员体格标准飞行人员选拔与健康分级缺氧耐力检查初步的个体防护装备1921.6首次增压座舱飞行喷气式战斗机的发展简况(三)成长时期(发展,1930-1955)BOEINGB-29EnolaGayAt8:15a.m.onAugust6,1945,overHiroshimaBockscarAt10:58a.m.onAugust9,1945,overNagasaki第一代喷气式战斗机F-86Mig-19J-6高空影响–缺氧与减压病等加压供氧-密封增压座舱高速影响-加速度-抗荷装备航空救生-弹射救生温度、视觉、前庭生理、航空心理飞行疲劳GermanAviationMedicine,WorldWarII1950(四)成熟时期(1955-)高高度(30km)高速度(3M)超低空飞行高机动性能超音速与大型民航客机显示、操纵、防护、救生系统发生深刻变化RLDehart.FundamentalsofAerospaceMedicine．1985JErnsting,PKing.AviationMedicine.1988.张立藩、陈信主编．中国医学百科全书，航空航天医学．1985第二代喷气式战斗机Mig-23Mig-21F-4第三代喷气式战斗机Mig-29Su-27F-15F-16歼-11苏-27J-10第四代喷气式战斗机F-22AF-35Su-37Mig1.44J-14第四代战斗机主要特点1)高敏捷性(Super-agility)2)高程度隐身性(Stealth)3)具有短距起飞垂直降落的能力(Short-distancetakeoff)4)具有超音速巡航能力(Supercruisespeed)5)先进的综合电子设备(Supercomputer)6)具有多目标攻击能力(内埋式武器舱)7)高可靠性(低维护费用)表1航空医学发展概况航空技术背景航空医学分期航空医学成就气球载人升空（1783）（第三环境）萌芽时期(酝酿)(1783-1903)PaulBert(1833-1886),《大气压力》高空低气压、缺氧影响、供氧、低压舱使用人操纵动力飞机飞行成功（1903）形成时期(诞生)(1903-1930)寒冷、缺氧、空间定向、飞行错觉…飞行服保暖、供氧、防风眼镜、头部防护…喷气式飞机问世（1939）成长时期(发展)(1930-1955)高空影响-加压供氧-密封增压座舱…高速影响-加速度-抗荷装备…航空救生-弹射救生…温度、视觉、前庭生理、航空心理…二、三、四代喷气式飞机成熟时期(1955-)飞行高度30000m，飞行速度3M数，超低空飞行的卫生保障；高机动性能战斗机(F-16)；显示、操纵、防护、救生系统发生深刻变化。超音速民航客机，大型航空港…航空航天生理学（自60年代起）Thepriceforalmosteveryadvancementinaviationhasbeenhigh.Progresswasfrequentlyboughtwithsomeone’slife.JamesH.Doolittle历史告诉我们：1)航空生理学研究极大地减小探险的代价与生命的冒险2)今天的探险，明天的商机Mercuryaone-manspacecraft3)航天生理学的发展以航空生理学为基础随载人航天而发展Geminiatwo-manspacecraft首次载人航天飞行前苏联加加林东方1号1961年4月12日美国ShepardMercury1961年5月5日中国杨利伟神舟5号2003年10月15日Apollo1120JULY1969NeilA.ArmstrongEdwinE.Aldrin,Jr.SpaceshuttleSpaceshuttleSkylabSalyut，Soyuz，Mir,InternationalspacestationAtlantis与和平号空间站对接表2载人航天发展概况航天技术背景航天医学分期主要任务水星号探测（第四环境）准备阶段（1946-1960）积累太空环境对人和动物的不利影响的航天医学和生理学资料了解人在太空飞行的可能性、安全性以及研制地球轨道飞行器人的生命保障系统载人航天成功（1961）登上月球(1969)短期载人航天阶段（1961-1970）广泛积累人在飞行前、中、后发生的生理、生化、人-机工程、医鉴、医保及选拔航天员的资料。为长期飞行奠定基础航天站建立（1971）航天飞机飞行(1981)中长期载人航天阶段（1971-至今）研究长时间飞行会给航天员身体健康、工作效率等带来什么问题为建立永久性空间站打基础为将来实现星际飞行进行研究星际飞行阶段（？-）飞向火星神舟1号1999年11月20日发射1999年11月21日返回神舟2号2001年1月10日发射2001年1月16日返回神舟3号2002年3月25日发射2002年4月2日返回神舟4号2002年12月30日发射2003年1月5日返回神舟5号载1人2003年10月15日发射2003年10月16日返回杨利伟费俊龙，聂海胜神舟6号载2人2005年10月12日发射2005年10月17日返回神舟7号载3人2008.9.252008.9.28天宫一号－中国人的太空站中国载人航天的重要意义1.国家战略意义不容低估：一个国家综合国力日益强大的重要标志2.占领世界高新技术前沿，展示高精尖最新科技成果的“摇篮”3.培养尖端科技和管理人才4.开发太空获取经济利益5.“空间产业”带动相关产业发展4)我国航空航天医学发展概况第四军医大学航空航天医学系空军第四研究所(航空医学研究所)总装备部507所(中国航天员训练中心)海军医学研究所航空医学研究室民航医学研究室空军总医院(各军区空军医院及疗养院)原国防科工委所属的七所大学二、航空航天生理学研究内容航空航天生理学研究航空航天异常环境因素对人体影响的规律及其机理并探讨防止其危害和不利影响的防护与对抗措施人-机-环境系统任务环境机人人员的选拔、保留及训练航空工效学要求（1）航空航天环境广义——环境应包括物理、化学以及心理社会因素等。心理、社会因素等也是很重要的环境因素。狭义——“航空航天环境”是指地球大气层及外层空间的物理环境。航空航天环境自然环境人工环境航空航天活动中可能遇到的异常环境因素类别环境因素生理影响出现场合或来源物质(浓度、分布、理化特性)气体环境组成异常气体环境中的污染物缺氧、氧过多、缺二氧化碳、二氧化碳过多、惰性气体的各种影响等航空毒理学问题,如臭氧、一氧化碳、高能燃料等人工气体环境、高空大气稀薄大气、座舱内、生产或维护场所的有害物质,使用化学武器等表续……航空航天活动中可能遇到的异常环境因素(续)类别环境因素生理影响出现场合或来源能量场力机械能(静态)-容积、压力机械能(动态)-振幅、频率热能辐射能(电离及非电离辐射)-能量、频率高空减压病、体液沸腾、各种气压性损伤影响工作能力甚或引起病理性损伤高温、低温影响电离辐射、微波、紫外线、激光等的危害高空环境压力变化率超过一定大气压降低、限度空气动力、碰撞、冲击、各种噪声源及振动源高空气温变化、气动力加温、个体防护装备的热负荷、浸水、环境控制系统宇宙线、太阳辐射、电子设备、使用原子武器等重力场(惯性力场)、电场、磁场超重、失重、角加速度、Coriolis加速度飞行器作各种加速运动、空间引力势变化单因素环境负荷复合性环境负荷作用于人体的基本模式：相加作用(additiveeffect)协同作用(synergisticeffect)拮抗作用(antagonisticeffect)（2）机体反应型式生理性代偿反应病理性机能障碍非特异性代偿反应慢反应:高山反应特异性代偿反应快反应:急性高空缺氧（3）防护与对抗措施防护措施：采取某些措施来隔绝危害因素(Protection)或减弱其作用强度对抗措施：采取某种措施动员机体自身的生理(Countermeasure)代偿功能来抵消环境因素的不利影响1、改善环境条件2、使用个体防护装备3、提高机体耐力三、航空航天生理学存在的问题与展望(一)民用航空•跨时区、多任务飞行与飞行疲劳•机上急诊的处置方案•极地飞行与辐射的影响•大型客机与感染性疾病的传播•通用航空飞行人员的体检标准国航高空接生女婴开创中国民航史先例2003.2.92009.2.7南京—长沙MU2725航班客舱“临时产房”顺产一子A380-800(二)军事航空•个体防护救生装备的综合化问题改变“笨、热、重”等突出问题•座舱自动化与人-机整合问题•座舱最优化设计和模型仿真问题物理模型数学模型生理模型行为模型F-117A座舱内部(三)载人航天•长期失重的生理影响及其机理•辐射的防护•心理学问题•急诊的处置•建立生态再生式生命保障系统思考题（1）航空航天生理学的主要内容是什么？（2）如何学好航空航天生理学及航空医学的主要内容？其在现代军航、民航及航天事业的发展中有何实际意义？谢谢！