飞行理论图解 · 航空医学

高空生理图解

缺氧 · 换气过度 · 气压性损伤

越往高处飞,身体越爱闹脾气
缺氧藏得最深,发现往往已晚

3000 米以上按规用氧 · 潜水后 12 / 24 小时禁飞

高空环境对身体的三重考验:气压低了会缺氧、会胀气、还会让溶解的氮气析出气泡;高度变化快了耳朵和肠胃先抗议。本页把缺氧、有效意识时间、换气过度、中耳气压性损伤、胃肠胀气与减压病一次讲清。

01 缺氧:假兴奋,真抑制

缺氧性 · 贫血性 · 循环停滞性 · 组织中毒性

供氧红线 · 3000 米(10000 英尺)以上按 CCAR91 部正确用氧 感光 · 夜视下降 视野缩小 智力障碍 · 判断记忆 减退 · 反应变慢 情绪精神异常 假兴奋 · 真抑制 意识模糊 死亡 特性 · 隐蔽难察觉,自我感觉良好,发现时已晚;无明显特异的痛苦症状 早期「假兴奋、真抑制」——智力先被抑制、情绪后兴奋 → 低估危险、错过补救时机 易发:无增压飞机升太高 · 献血后立即飞行 · 大机动载荷过大 · 舱内吸烟/饮酒 · 加温装置漏一氧化碳 阶梯表先后与轻重 · 非精确高度对应
定义
组织得不到正常氧气供应,或不能充分利用氧;分缺氧性、贫血性、循环停滞性、组织中毒性四类
特性
隐蔽难察觉,飞行员自我感觉良好,发现时已晚;无明显特异的痛苦症状;早期「假兴奋、真抑制」——智力先被抑制、情绪后兴奋
表现
感光、夜视能力下降、视野缩小 → 智力障碍、判断记忆减退、反应变慢、情绪精神异常 → 严重时意识模糊甚至死亡
易发情形
无增压飞机升得太高、献血后立即飞行、大机动载荷过大、舱内吸烟或体内有酒精、加温装置漏一氧化碳
避免
机舱大气压力高于 3000 米(10000 英尺) 运行按 CCAR91 部正确用氧;熟知缺氧原因并建立情景意识;舱内不吸烟

注 · 缺氧没有明显特异的痛苦症状,最容易"自我感觉良好"地错过补救时机——所以供氧不是等难受了才做,而是按高度和规章提前做。

02 有效意识时间:失压后的倒计时

高度 · 爬升率 · 活动 · 健康 · 吸烟

高度越高,时间越短 · 同样高度下「有活动」比「安静」更短 高度(英尺) 有效意识时间(对数刻度 · 秒 / 分) 40000 35000 30000 25000 22000 20000 18000 10秒 30秒 1分 2分 3分 5分 10分 20分 30分 30分 12分 10分 3分 1分15秒 45秒 30秒 20分 5分 5分 2分 45秒 30秒 18秒 安静 有活动
高度(英尺)安静(秒 / 分)有活动(秒 / 分)
4000030 秒18 秒
3500045 秒30 秒
300001 分 15 秒45 秒
250003 分2 分
2200010 分5 分
2000012 分5 分
1800030 分20 分
定义
失压缺氧后还能合理决策、有效操作的时限
影响因素
高度、爬升率、活动、健康状况、吸烟都影响它
读图规律
高度越高时间越短;同一高度下,有活动安静时间更短——高空要少做无谓动作、尽快用氧和下降
提醒
表为典型参考值,个体差异与身体状况会改变实际时限

注 · 时间单位混用「秒 / 分」:30 秒 = 0.5 分,1 分 15 秒 = 75 秒。表读时先看高度再选安静/有活动那一列。

03 换气过度与晕机病

先分清:缺氧还是换气过度

换气过度 · 过快过深的呼吸 → 体内氧气过剩,打破血液中氧气与二氧化碳的化学平衡 ① 呼吸过快过深 过快 · 过深 吸得快 · 呼得深 → 体内氧气过剩 ② 化学平衡被打破 氧气 O₂ 过剩 二氧化碳 排出过多 血液中氧气与二氧化碳的化学平衡被打破 症状和缺氧很像 → 先分清 ③ 判断与克服 判断:供氧后仍气喘吁吁 → 就是换气过度 克服: · 有意识降低呼吸频率和深度 · 多说话 · 用纸袋套口鼻缓慢呼吸 晕机病 · 主要表现:恶心、呕吐、面色苍白、出冷汗 主要表现 恶心 呕吐 面色苍白 出冷汗 预防 · 五件事 少做不必要动作 · 减少头部运动 操纵别粗猛,避免飞行姿态急剧变化 提高处境意识:明白特定飞行情景 可能引起视觉-前庭感觉信息冲突 专注飞行任务,避免预期效应 加强前庭器官锻炼,不服用抗晕机药物
换气过度
过快过深的呼吸引起体内氧气过剩,打破血液中氧气与二氧化碳的化学平衡
先分清
症状和缺氧症很像;如果供氧后仍气喘吁吁,就是换气过度
克服方法
有意识降低呼吸频率和深度、多说话,或用纸袋套口鼻缓慢呼吸
晕机表现
恶心、呕吐、面色苍白、出冷汗
晕机预防
少做不必要动作、减少头部运动;操纵别粗猛,避免飞行姿态急剧变化;提高处境意识,明白特定飞行情景可能引起视觉-前庭感觉信息冲突;专注飞行任务,避免预期效应;加强前庭器官锻炼,不服用抗晕机药物

注 · 缺氧和换气过度症状像,处置方向相反:缺氧要补氧,换气过度要放缓呼吸。判断靠"供氧后是否仍气喘吁吁"。

04 中耳气压性损伤

4000 米以下多发 · 1000~2000 米最多

中耳气压性损伤 · 高度急剧变化 → 中耳内外气压不同,鼓膜受压 下降时 · 鼓室负压 外耳道 外界气压高 · 鼓膜受压 鼓室(中耳) 耳痛 · 听力下降 咽鼓管 咽腔 下降时鼓室形成负压,咽鼓管像「单向活门」 不能自行打开,不主动通气就会损伤 爬升时 · 鼓室压力高于外界,咽鼓管可被冲开,一般不损伤 多发高度 · 损伤多发生在 4000 米以下,1000~2000 米最多 感冒 · 咽鼓管肿胀更难开放,更容易损伤 → 尽量别飞 吞咽法 多吞咽 · 嚼糖块 捏鼻鼓气法(瓦尔萨瓦氏法) 仅下降时用 · 捏鼻闭口向咽腔鼓气 感冒慎用 运动软腭法 手摸喉结发「克」音 或张大嘴模仿打哈欠 运动下颌 活动下巴
成因
高度急剧变化时气压突变,中耳内外气压不同,鼓膜受压产生耳痛、听力下降
下降
鼓室形成负压,咽鼓管像「单向活门」不能自行打开,不主动通气就会损伤
爬升
鼓室压力高于外界,咽鼓管可被冲开,一般不损伤
多发高度
损伤多发生在 4000 米 以下,1000~2000 米 最多
感冒
咽鼓管肿胀、更难开放,更容易损伤 → 感冒时尽量别飞
通气方法
吞咽法(多吞咽或嚼糖块);捏鼻鼓气法(瓦尔萨瓦氏法)(仅下降时用,捏鼻闭口向咽腔鼓气,感冒慎用);运动软腭法(手摸喉结发「克」音,或张大嘴模仿打哈欠);运动下颌

注 · 捏鼻鼓气(瓦尔萨瓦氏法)只在下降时用,爬升不必做;感冒时咽鼓管本就肿胀,强行鼓气要慎重。

05 胃肠胀气与高空减压病

氮气析出 · 潜水后 12 / 24 小时禁飞

① 高空胃肠胀气 高空 · 腹胀腹痛 · 极端晕厥 中空 · 膨胀 → 不适 低空 · 气体少量 飞得越高 · 外界压力越低 · 气体越膨胀 ② 高空减压病 组织、体液里溶解的氮气 过饱和 → 析出气泡 压迫组织 · 形成气栓 → 综合征 大多上升到 8000 米以上 停留一段时间后发病 关节疼痛 · 皮肤刺痛瘙痒 咳嗽胸痛 · 严重伤中枢神经 甚至休克 增压座舱失压 → 尽快下降高度 潜水后飞行易得减压病 潜水后飞行 · 禁飞间隔 非减压潜水(小于 10 米)→ 至少 12 小时 减压潜水(大于 10 米)→ 至少 24 小时
高空胃肠胀气
飞得越高外界压力越低,胃肠里的气体膨胀:轻则不适,重则腹胀腹痛,极端时还会晕厥
胃肠预防
用通风式密封增压座舱;遵守饮食制度(提早进餐、定时定量、细嚼慢咽);吃易消化、少产气、低刺激性食物;飞行前排空大小便;发现并治疗胃肠病
高空减压病
飞机爬到高空,组织、体液里溶解的氮气过饱和析出气泡,压迫组织、形成气栓,引起综合征
发病
大多在上升到 8000 米 以上停留一段时间后发病:关节疼痛,有时皮肤刺痛瘙痒、咳嗽胸痛,严重可伤中枢神经甚至休克;增压座舱失压后应尽快下降高度
潜水后禁飞
非减压潜水(小于 10 米)后至少隔 12 小时;减压潜水(大于 10 米)后隔 24 小时 才能飞

注 · 胃肠胀气靠"管住嘴 + 排空 + 增压座舱"防;减压病靠"别在高空久留 + 失压快下降 + 潜水后等够时间"防。

06 健康管理与预防

冠心病 · 酒精 · 药物 · 毒品

① 常见不健康因素 冠心病 心绞痛、心梗甚至猝死 → 严重失能 感冒 易引发耳胀耳痛等气压性损伤 胃肠不适 食欲不振、胃肠胀气、腹泻 → 影响工作表现 高血压 遵医嘱服降压药,控好血压再飞 结石 长时间飞行 + 高蛋白高脂肪饮食 + 驾驶舱干燥失水 → 肾、输尿管、膀胱结石 · 绞痛甚至晕厥 ② 酒精 · 药物 · 毒品 酒精 抑制中枢神经,心率加快、血压升高 降低操控能力 → 更易空间失定向和缺氧 药物 有副作用,常用药也可能影响飞行安全 不能随意吃 → 遵医嘱或问航医 毒品 毒性强、成瘾难戒 功能失调 · 定向障碍 · 幻觉妄想 甚至危及生命
冠心病
可致心绞痛、心梗甚至猝死,造成严重失能
感冒
易引发耳胀耳痛等气压性损伤
胃肠
食欲不振、胃肠胀气、腹泻影响工作表现
高血压
遵医嘱服降压药,控好血压再飞
结石
长时间飞行加上高蛋白高脂肪饮食、驾驶舱干燥失水 → 肾、输尿管、膀胱结石,绞痛甚至让人晕厥
酒精
抑制中枢神经,心率加快、血压升高,降低操控能力,更容易空间失定向和缺氧
药物
有副作用,常用药也可能影响飞行安全,不能随意吃,要遵医嘱或问航医
毒品
飞行安全的重大威胁:毒性强、成瘾难戒,造成功能失调、定向障碍、幻觉妄想,甚至危及生命

注 · 飞行错觉的生理基础见《飞行错觉图解》——空间定向障碍与这里讲的缺氧、酒精作用常有联动。