关于“管路标准施工”实训课程开发的教学用具设计

关于“管路标准施工”实训课程开发的教学用具设计

邓雯皓 谭留宾

中航西安飞机工业集团股份有限公司，陕西省西安市， 710089

摘要：管路实训课程是地勤机械专业学员学习过程中的一项重要环节，设计一款适用于该实训课程的教学用具，可以让学员短时间内了解管路形态，学会拆装技巧，提升学习兴趣。为此设计了一种展示不同管路形态以及连接方式的管路展示教学用具，以用来展现不同用途、不同形态的导管与导管之间的连接形式，最终实现飞机管路拆装方式的展现，保证“管路标准施工”实训课程顺利开展，以提高飞机实习课程的最大展现化。

关键词：管路；教学用具；学员；飞机实习

0 前言

管路在整个飞机系统中，存在于环控系统、液压系统、燃油系统、氧气系统、冷气系统等多个系统，各系统管路的材质、管径、接头形式、安装拆卸方式及过程中的注意事项也不尽相同。现如今用户培训的实训课程更多是依赖在专业厂见学参观、理论讲解以及部分项目可动手训练（例如试验项目）或者在各地区配合维修任务开展相应飞机实习，由此出现的弊端也逐渐显现出来。在专业厂见学参观的弊端在于受到交付任务以及责任方的身份限制，没有条件在飞机上开展动手训练；在各地区培训的弊端在于受到地方任务时间限制，需配合任务时间的空隙开展培训，培训时间十分受限。无论是哪一种培训方式，培训的效果都大打折扣。因此尽快开发出可供用户培训使用的“管路标准施工”实训课程的任务就较为紧迫，所以设计出一款可供“管路标准施工”实训课程的教学用具势在必行。

1 问题提出

学员在培训后，提出过机上实习效果不够显著，虽然可在虚拟维护训练器（VMT）系统中进行实操的虚拟训练，但是没有在飞机上动手操作，不光记忆不深，对于老师上课讲到的内容也很难融会贯通，而且对于教材中写到的拆装注意事项也没有直观的感受。经过一段时间的飞机实习以及问题积累，经过讨论，将“管路标准施工”实训课程的相关工作纳入本年度重点工作进行研究与开发。

2 方案设计

2.1 设计方案提出

同系统管路间的连接方式和不同系统管路间的交联，因材质不同、管径不等等原因，所以管路的连接方式各有不同，为直观的展现出机上管路不同的连接形式及拆装方式，在文中共提出提出两种设计方案进行对比选择。

方案一，可结合另一项重点工作——某型机（结构密封）实训课程研究与开发，将两个项目结合起来，设计一款带有机身蒙皮、长桁及框位的实训教学用具，模拟机舱内部真实环境，将不同专业管路的连接方式在仿造机舱的实训教学用具内进行排布连接。并且该教学用具也可实现在蒙皮上结构密封的相关实训课程内容。

方案二，梳理机上相同系统和不同系统之间的管路装配结构形式，模拟飞机实际装配状态，设计一款可将相同系统和不同系统间管路的拆装形式进行展示的可视化教学用具。

2.2 方案分析、确认

方案一，采用模拟机舱内外部结构形式，完成各系统管路在机身内的敷设及固定。此设计形式优点在于，可满足学员在进行飞机上实习时的工作环境最大化的实现与真实飞机舱内结构达到一定程度上的重合，课程训练结束后，便于学员在部队开展相关任务时，相似情景下的还原度做到最大。但由于受到厂内对于机体蒙皮结构报废率几乎为零的条件限制，在废品回收站或厂区库房申请到报废的内外蒙皮结构的可能性微乎其微。若是设计制造一个带有机体内外蒙皮结构的教学用具，则它的弊端在于制造周期长且造价高，不符合生产条件，那么对于想要尽快达成此项工作可投入到用户培训工作的时间周期也是很难尽快实现的。

方案二，采用设计一款可展示管路的连接形式的教学用具展示板，将梳理后的各系统间管路的不同装配结构形式进行展示，可按照材质、管径、接头的不同划分出不同的区域进行展示，并在展示板上注明区域展示内容。该教学用具的设计和制造仅需展示面板以及支撑角材即可实现，优点在于用料少、设计简单、视觉上直观、便于教员讲解和学员操作。另外，展示的管路可使用已报废的零部件（支架、导管、卡箍）进行二次利用，不仅便于学员进行动手操作，也将已废弃的资源使用程度达到最大化。

通过以上两种方案的对比和分析，综合比较两种方案的优缺点，以设计简单、造价低、周期短、便于教员讲解和学员实操作为选定方案的条件，最终确定选用方案二作为此项目的教学用具设计方案。

3 教学用具设计思路

按照前期工作计划，我的思路是将管路按照材质区分为硬管和软管后，再按照管路不同材质将实训课程分为管路材料、管路尺寸、管路标识、管路接头、施工等相关课程的理论讲解和实操演示。在将硬管和软管的内容按照课程分别进行讲解后，可将每项课程内容的相同点和不同点进行梳理和对比，优点在于教员讲解理论课时，可结合教学用具展示板将每项课程内容的相同点和不同点一一指出，使学员在培训时可以直观的观察到不同管路材质的相同课程的相同点以及不同点是什么，更有利于教员授课、学员学习和记忆。

4 教学用具结构

通过对该项目的管路最终展现形式的研究分析，结合设计方案中制定的教学用具结构特点，设计出一款导管的教学用具展示板。该教学用具结构主要是由展示面板、固定角材、固定螺栓孔、移动滑轨等部件组成。固定支架、导管及卡箍则使用已报废的零部件即可。

教学用具名为导管展示板，教学用具制成后用于“管路标准施工”实训课程，用以展示各系统导管的材质、拆装过程及过程中的注意事项。

（1）导管展示板主要结构分为两部分组成：展示底板、固定角材。

（2）展示底板长宽高要求：长1.6米，宽为底板本身厚度即可，高1.05米。

（3）导管展示板左右两边的两根支撑架高度为1.65米。

（4）使用固定角材将底板平均分为4列隔开，每列宽度40厘米，需五根固定角材。

（5）底板要求：1）材质轻巧即可，建议铝材。2）颜色为铝色，便于与导管的颜色区分。因管路多为钢制、铝制、铜制，颜色多为银白色、蓝色、红色、黄色等辨识度较高的颜色，所以将展示板底色定为铝色，便于使用者观察。

（6）固定角材要求：1）材质轻巧即可，建议铝材。2）除了固定角材的底座以外，五根固定角材上需每隔15cm并列钻制各两行直径为3mm、4mm和5mm的螺栓孔，用于在螺栓孔上连接固定支架后使用各类卡箍固定导管。预留出一行螺栓孔可用做特殊直径管路或者需临时展示的管路使用。

（7）固定角材的底座要求：固定、拆装导管时应保持稳定、不可侧翻，故建议底座设计为三角形；增加滚轮及锁扣，是便于展示板移动和定位后的固定。

（8）在两边的固定角材处增加滑轨，制成可调节的升降形式的导管展示板，是为了适用于不同的教员授课时动手演示或者学员进行实操训练。

5 预计教学用具使用成效

若此教学用具设计制造后可顺利投入到后期的用户培训的飞机实习课程中，则可以实现的预计用户培训效果如下：

（1）在现有用户培训的实训课程体系课程基础上，进一步完善了实训课程内容。

（2）便于学员进行动手训练，可实际感受到机上管路的连接形式以及拆装难度，并且对于拆装过程中的注意事项做到理论与实际相结合，更能加深印象，尤其对于未接触过飞机的新学员，可达到授课效果显著、授课质量提升的效果和培训目的。

6 结语

将该导管展示板用于地勤机械专业学员实践性动手环节，使授课教员的演示更清楚和方便，激发了学员的学习兴趣，强化了学员的直观感受以及动手能力，以适应培训后在一定程度上对岗位上的专业要求。同时填补了在用户培训中“管路标准施工”实训课程上的未完善项，在一定程度上完善了用户培训的实训教学体系。

参考文献

[1] 陈玲.焊接实践教学的全方位简易教学用具设计和使用.河南科技.2013年15期.

[2] 谢丰坤.一种焊接定位教学用具设计.现代制造技术与装备.2019:17.

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