FDM/flight.hxx

   1 // flight.hxx -- define shared flight model parameters
   2 //
   3 // Written by Curtis Olson, started May 1997.
   4 //
   5 // Copyright (C) 1997  Curtis L. Olson  - curt@infoplane.com
   6 //
   7 // This program is free software; you can redistribute it and/or
   8 // modify it under the terms of the GNU General Public License as
   9 // published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
  10 // License, or (at your option) any later version.
  11 //
  12 // This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  13 // WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15 // General Public License for more details.
  16 //
  17 // You should have received a copy of the GNU General Public License
  18 // along with this program; if not, write to the Free Software
  19 // Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  20 //
  21 // $Id$
  22 // (Log is kept at end of this file)
  23
  24
  25 #ifndef _FLIGHT_HXX
  26 #define _FLIGHT_HXX
  27
  28
  29 /* Required get_()
  30
  31    `FGState::get_Longitude ()'
  32    `FGState::get_Latitude ()'
  33    `FGState::get_Altitude ()'
  34    `FGState::get_Phi ()'
  35    `FGState::get_Theta ()'
  36    `FGState::get_Psi ()'
  37    `FGState::get_V_equiv_kts ()'
  38
  39    `FGState::get_Mass ()'
  40    `FGState::get_I_xx ()'
  41    `FGState::get_I_yy ()'
  42    `FGState::get_I_zz ()'
  43    `FGState::get_I_xz ()'
  44
  45    `FGState::get_V_north ()'
  46    `FGState::get_V_east ()'
  47    `FGState::get_V_down ()'
  48
  49    `FGState::get_P_Body ()'
  50    `FGState::get_Q_Body ()'
  51    `FGState::get_R_Body ()'
  52
  53    `FGState::get_Gamma_vert_rad ()'
  54    `FGState::get_Climb_Rate ()'
  55    `FGState::get_Alpha ()'
  56    `FGState::get_Beta ()'
  57
  58    `FGState::get_Runway_altitude ()'
  59
  60    `FGState::get_Lon_geocentric ()'
  61    `FGState::get_Lat_geocentric ()'
  62    `FGState::get_Sea_level_radius ()'
  63    `FGState::get_Earth_position_angle ()'
  64
  65    `FGState::get_Latitude_dot()'
  66    `FGState::get_Longitude_dot()'
  67    `FGState::get_Radius_dot()'
  68
  69    `FGState::get_Dx_cg ()'
  70    `FGState::get_Dy_cg ()'
  71    `FGState::get_Dz_cg ()'
  72
  73    `FGState::get_T_local_to_body_11 ()' ... `FGState::get_T_local_to_body_33 ()'
  74
  75    `FGState::get_Radius_to_vehicle ()'
  76
  77  */
  78
  79 #include <Flight/Slew/slew.hxx>
  80
  81
  82 #ifndef __cplusplus
  83 # error This library requires C++
  84 #endif
  85
  86
  87 typedef double FG_VECTOR_3[3];
  88
  89
  90 // This is based heavily on LaRCsim/ls_generic.h
  91 class FGState {
  92
  93 public:
  94
  95     // Define the various supported flight models (many not yet implemented)
  96     enum {
  97         // Slew (in MS terminology)
  98         FG_SLEW = 0,
  99
 100         // The only "real" model that is currently implemented
 101         FG_LARCSIM = 1,
 102
 103         FG_ACM = 2,
 104         FG_SUPER_SONIC = 3,
 105         FG_HELICOPTER = 4,
 106         FG_AUTOGYRO = 5,
 107         FG_BALLOON = 6,
 108         FG_PARACHUTE = 7,
 109
 110         // Driven externally via a serial port, net, file, etc.
 111         FG_EXTERNAL = 8
 112     };
 113
 114 /*================== Mass properties and geometry values ==================*/
 115
 116     // Inertias
 117     double mass, i_xx, i_yy, i_zz, i_xz;
 118     inline double get_Mass() const { return mass; }
 119     inline double get_I_xx() const { return i_xx; }
 120     inline double get_I_yy() const { return i_yy; }
 121     inline double get_I_zz() const { return i_zz; }
 122     inline double get_I_xz() const { return i_xz; }
 123     inline void set_Inertias( double m, double xx, double yy,
 124                               double zz, double xz)
 125     {
 126         mass = m;
 127         i_xx = xx;
 128         i_yy = yy;
 129         i_zz = zz;
 130         i_xz = xz;
 131     }
 132
 133     // Pilot location rel to ref pt
 134     FG_VECTOR_3 d_pilot_rp_body_v;
 135     // inline double * get_D_pilot_rp_body_v() {
 136     //  return d_pilot_rp_body_v;
 137     // }
 138     // inline double get_Dx_pilot() const { return d_pilot_rp_body_v[0]; }
 139     // inline double get_Dy_pilot() const { return d_pilot_rp_body_v[1]; }
 140     // inline double get_Dz_pilot() const { return d_pilot_rp_body_v[2]; }
 141     /* inline void set_Pilot_Location( double dx, double dy, double dz ) {
 142         d_pilot_rp_body_v[0] = dx;
 143         d_pilot_rp_body_v[1] = dy;
 144         d_pilot_rp_body_v[2] = dz;
 145     } */
 146
 147     // CG position w.r.t. ref. point
 148     FG_VECTOR_3 d_cg_rp_body_v;
 149     // inline double * get_D_cg_rp_body_v() { return d_cg_rp_body_v; }
 150     inline double get_Dx_cg() const { return d_cg_rp_body_v[0]; }
 151     inline double get_Dy_cg() const { return d_cg_rp_body_v[1]; }
 152     inline double get_Dz_cg() const { return d_cg_rp_body_v[2]; }
 153     inline void set_CG_Position( double dx, double dy, double dz ) {
 154         d_cg_rp_body_v[0] = dx;
 155         d_cg_rp_body_v[1] = dy;
 156         d_cg_rp_body_v[2] = dz;
 157     }
 158
 159 /*================================ Forces =================================*/
 160
 161     FG_VECTOR_3 f_body_total_v;
 162     // inline double * get_F_body_total_v() { return f_body_total_v; }
 163     // inline double get_F_X() const { return f_body_total_v[0]; }
 164     // inline double get_F_Y() const { return f_body_total_v[1]; }
 165     // inline double get_F_Z() const { return f_body_total_v[2]; }
 166     /* inline void set_Forces_Body_Total( double x, double y, double z ) {
 167         f_body_total_v[0] = x;
 168         f_body_total_v[1] = y;
 169         f_body_total_v[2] = z;
 170     } */
 171
 172     FG_VECTOR_3 f_local_total_v;
 173     // inline double * get_F_local_total_v() { return f_local_total_v; }
 174     // inline double get_F_north() const { return f_local_total_v[0]; }
 175     // inline double get_F_east() const { return f_local_total_v[1]; }
 176     // inline double get_F_down() const { return f_local_total_v[2]; }
 177     /* inline void set_Forces_Local_Total( double x, double y, double z ) {
 178         f_local_total_v[0] = x;
 179         f_local_total_v[1] = y;
 180         f_local_total_v[2] = z;
 181     } */
 182
 183     FG_VECTOR_3 f_aero_v;
 184     // inline double * get_F_aero_v() { return f_aero_v; }
 185     // inline double get_F_X_aero() const { return f_aero_v[0]; }
 186     // inline double get_F_Y_aero() const { return f_aero_v[1]; }
 187     // inline double get_F_Z_aero() const { return f_aero_v[2]; }
 188     /* inline void set_Forces_Aero( double x, double y, double z ) {
 189         f_aero_v[0] = x;
 190         f_aero_v[1] = y;
 191         f_aero_v[2] = z;
 192     } */
 193
 194     FG_VECTOR_3 f_engine_v;
 195     // inline double * get_F_engine_v() { return f_engine_v; }
 196     // inline double get_F_X_engine() const { return f_engine_v[0]; }
 197     // inline double get_F_Y_engine() const { return f_engine_v[1]; }
 198     // inline double get_F_Z_engine() const { return f_engine_v[2]; }
 199     /* inline void set_Forces_Engine( double x, double y, double z ) {
 200         f_engine_v[0] = x;
 201         f_engine_v[1] = y;
 202         f_engine_v[2] = z;
 203     } */
 204
 205     FG_VECTOR_3 f_gear_v;
 206     // inline double * get_F_gear_v() { return f_gear_v; }
 207     // inline double get_F_X_gear() const { return f_gear_v[0]; }
 208     // inline double get_F_Y_gear() const { return f_gear_v[1]; }
 209     // inline double get_F_Z_gear() const { return f_gear_v[2]; }
 210     /* inline void set_Forces_Gear( double x, double y, double z ) {
 211         f_gear_v[0] = x;
 212         f_gear_v[1] = y;
 213         f_gear_v[2] = z;
 214     } */
 215
 216     /*================================ Moments ================================*/
 217
 218     FG_VECTOR_3 m_total_rp_v;
 219     // inline double * get_M_total_rp_v() { return m_total_rp_v; }
 220     // inline double get_M_l_rp() const { return m_total_rp_v[0]; }
 221     // inline double get_M_m_rp() const { return m_total_rp_v[1]; }
 222     // inline double get_M_n_rp() const { return m_total_rp_v[2]; }
 223     /* inline void set_Moments_Total_RP( double l, double m, double n ) {
 224         m_total_rp_v[0] = l;
 225         m_total_rp_v[1] = m;
 226         m_total_rp_v[2] = n;
 227     } */
 228
 229     FG_VECTOR_3 m_total_cg_v;
 230     // inline double * get_M_total_cg_v() { return m_total_cg_v; }
 231     // inline double get_M_l_cg() const { return m_total_cg_v[0]; }
 232     // inline double get_M_m_cg() const { return m_total_cg_v[1]; }
 233     // inline double get_M_n_cg() const { return m_total_cg_v[2]; }
 234     /* inline void set_Moments_Total_CG( double l, double m, double n ) {
 235         m_total_cg_v[0] = l;
 236         m_total_cg_v[1] = m;
 237         m_total_cg_v[2] = n;
 238     } */
 239
 240     FG_VECTOR_3 m_aero_v;
 241     // inline double * get_M_aero_v() { return m_aero_v; }
 242     // inline double get_M_l_aero() const { return m_aero_v[0]; }
 243     // inline double get_M_m_aero() const { return m_aero_v[1]; }
 244     // inline double get_M_n_aero() const { return m_aero_v[2]; }
 245     /* inline void set_Moments_Aero( double l, double m, double n ) {
 246         m_aero_v[0] = l;
 247         m_aero_v[1] = m;
 248         m_aero_v[2] = n;
 249     } */
 250
 251     FG_VECTOR_3    m_engine_v;
 252     // inline double * get_M_engine_v() { return m_engine_v; }
 253     // inline double get_M_l_engine() const { return m_engine_v[0]; }
 254     // inline double get_M_m_engine() const { return m_engine_v[1]; }
 255     // inline double get_M_n_engine() const { return m_engine_v[2]; }
 256     /* inline void set_Moments_Engine( double l, double m, double n ) {
 257         m_engine_v[0] = l;
 258         m_engine_v[1] = m;
 259         m_engine_v[2] = n;
 260     } */
 261
 262     FG_VECTOR_3    m_gear_v;
 263     // inline double * get_M_gear_v() { return m_gear_v; }
 264     // inline double get_M_l_gear() const { return m_gear_v[0]; }
 265     // inline double get_M_m_gear() const { return m_gear_v[1]; }
 266     // inline double get_M_n_gear() const { return m_gear_v[2]; }
 267     /* inline void set_Moments_Gear( double l, double m, double n ) {
 268         m_gear_v[0] = l;
 269         m_gear_v[1] = m;
 270         m_gear_v[2] = n;
 271     } */
 272
 273     /*============================== Accelerations ============================*/
 274
 275     FG_VECTOR_3    v_dot_local_v;
 276     // inline double * get_V_dot_local_v() { return v_dot_local_v; }
 277     // inline double get_V_dot_north() const { return v_dot_local_v[0]; }
 278     // inline double get_V_dot_east() const { return v_dot_local_v[1]; }
 279     // inline double get_V_dot_down() const { return v_dot_local_v[2]; }
 280     /* inline void set_Accels_Local( double north, double east, double down ) {
 281         v_dot_local_v[0] = north;
 282         v_dot_local_v[1] = east;
 283         v_dot_local_v[2] = down;
 284     } */
 285
 286     FG_VECTOR_3    v_dot_body_v;
 287     // inline double * get_V_dot_body_v() { return v_dot_body_v; }
 288     // inline double get_U_dot_body() const { return v_dot_body_v[0]; }
 289     // inline double get_V_dot_body() const { return v_dot_body_v[1]; }
 290     // inline double get_W_dot_body() const { return v_dot_body_v[2]; }
 291     /* inline void set_Accels_Body( double u, double v, double w ) {
 292         v_dot_local_v[0] = u;
 293         v_dot_local_v[1] = v;
 294         v_dot_local_v[2] = w;
 295     } */
 296
 297     FG_VECTOR_3    a_cg_body_v;
 298     // inline double * get_A_cg_body_v() { return a_cg_body_v; }
 299     // inline double get_A_X_cg() const { return a_cg_body_v[0]; }
 300     // inline double get_A_Y_cg() const { return a_cg_body_v[1]; }
 301     // inline double get_A_Z_cg() const { return a_cg_body_v[2]; }
 302     /* inline void set_Accels_CG_Body( double x, double y, double z ) {
 303         a_cg_body_v[0] = x;
 304         a_cg_body_v[1] = y;
 305         a_cg_body_v[2] = z;
 306     } */
 307
 308     FG_VECTOR_3    a_pilot_body_v;
 309     // inline double * get_A_pilot_body_v() { return a_pilot_body_v; }
 310     // inline double get_A_X_pilot() const { return a_pilot_body_v[0]; }
 311     // inline double get_A_Y_pilot() const { return a_pilot_body_v[1]; }
 312     // inline double get_A_Z_pilot() const { return a_pilot_body_v[2]; }
 313     /* inline void set_Accels_Pilot_Body( double x, double y, double z ) {
 314         a_pilot_body_v[0] = x;
 315         a_pilot_body_v[1] = y;
 316         a_pilot_body_v[2] = z;
 317     } */
 318
 319     FG_VECTOR_3    n_cg_body_v;
 320     // inline double * get_N_cg_body_v() { return n_cg_body_v; }
 321     // inline double get_N_X_cg() const { return n_cg_body_v[0]; }
 322     // inline double get_N_Y_cg() const { return n_cg_body_v[1]; }
 323     // inline double get_N_Z_cg() const { return n_cg_body_v[2]; }
 324     /* inline void set_Accels_CG_Body_N( double x, double y, double z ) {
 325         n_cg_body_v[0] = x;
 326         n_cg_body_v[1] = y;
 327         n_cg_body_v[2] = z;
 328     } */
 329
 330     FG_VECTOR_3    n_pilot_body_v;
 331     // inline double * get_N_pilot_body_v() { return n_pilot_body_v; }
 332     // inline double get_N_X_pilot() const { return n_pilot_body_v[0]; }
 333     // inline double get_N_Y_pilot() const { return n_pilot_body_v[1]; }
 334     // inline double get_N_Z_pilot() const { return n_pilot_body_v[2]; }
 335     /* inline void set_Accels_Pilot_Body_N( double x, double y, double z ) {
 336         n_pilot_body_v[0] = x;
 337         n_pilot_body_v[1] = y;
 338         n_pilot_body_v[2] = z;
 339     } */
 340
 341     FG_VECTOR_3    omega_dot_body_v;
 342     // inline double * get_Omega_dot_body_v() { return omega_dot_body_v; }
 343     // inline double get_P_dot_body() const { return omega_dot_body_v[0]; }
 344     // inline double get_Q_dot_body() const { return omega_dot_body_v[1]; }
 345     // inline double get_R_dot_body() const { return omega_dot_body_v[2]; }
 346     /* inline void set_Accels_Omega( double p, double q, double r ) {
 347         omega_dot_body_v[0] = p;
 348         omega_dot_body_v[1] = q;
 349         omega_dot_body_v[2] = r;
 350     } */
 351
 352
 353     /*============================== Velocities ===============================*/
 354
 355     FG_VECTOR_3    v_local_v;
 356     // inline double * get_V_local_v() { return v_local_v; }
 357     inline double get_V_north() const { return v_local_v[0]; }
 358     inline double get_V_east() const { return v_local_v[1]; }
 359     inline double get_V_down() const { return v_local_v[2]; }
 360     inline void set_Velocities_Local( double north, double east, double down ) {
 361         v_local_v[0] = north;
 362         v_local_v[1] = east;
 363         v_local_v[2] = down;
 364     }
 365
 366     FG_VECTOR_3    v_local_rel_ground_v; // V rel w.r.t. earth surface
 367     // inline double * get_V_local_rel_ground_v() { return v_local_rel_ground_v; }
 368     // inline double get_V_north_rel_ground() const {
 369     //  return v_local_rel_ground_v[0];
 370     //    }
 371     // inline double get_V_east_rel_ground() const {
 372     //  return v_local_rel_ground_v[1];
 373     //    }
 374     // inline double get_V_down_rel_ground() const {
 375     //  return v_local_rel_ground_v[2];
 376     //    }
 377     /* inline void set_Velocities_Ground(double north, double east, double down) {
 378         v_local_rel_ground_v[0] = north;
 379         v_local_rel_ground_v[1] = east;
 380         v_local_rel_ground_v[2] = down;
 381     } */
 382
 383     FG_VECTOR_3    v_local_airmass_v;   // velocity of airmass (steady winds)
 384     // inline double * get_V_local_airmass_v() { return v_local_airmass_v; }
 385     // inline double get_V_north_airmass() const { return v_local_airmass_v[0]; }
 386     // inline double get_V_east_airmass() const { return v_local_airmass_v[1]; }
 387     // inline double get_V_down_airmass() const { return v_local_airmass_v[2]; }
 388     /* inline void set_Velocities_Local_Airmass( double north, double east,
 389                                               double down)
 390     {
 391         v_local_airmass_v[0] = north;
 392         v_local_airmass_v[1] = east;
 393         v_local_airmass_v[2] = down;
 394     } */
 395
 396     FG_VECTOR_3    v_local_rel_airmass_v;  // velocity of veh. relative to
 397     // airmass
 398     // inline double * get_V_local_rel_airmass_v() {
 399         //return v_local_rel_airmass_v;
 400     //}
 401     // inline double get_V_north_rel_airmass() const {
 402         //return v_local_rel_airmass_v[0];
 403     //}
 404     // inline double get_V_east_rel_airmass() const {
 405         //return v_local_rel_airmass_v[1];
 406     //}
 407     // inline double get_V_down_rel_airmass() const {
 408         //return v_local_rel_airmass_v[2];
 409     //}
 410     /* inline void set_Velocities_Local_Rel_Airmass( double north, double east,
 411                                                   double down)
 412     {
 413         v_local_rel_airmass_v[0] = north;
 414         v_local_rel_airmass_v[1] = east;
 415         v_local_rel_airmass_v[2] = down;
 416     } */
 417
 418     FG_VECTOR_3    v_local_gust_v; // linear turbulence components, L frame
 419     // inline double * get_V_local_gust_v() { return v_local_gust_v; }
 420     // inline double get_U_gust() const { return v_local_gust_v[0]; }
 421     // inline double get_V_gust() const { return v_local_gust_v[1]; }
 422     // inline double get_W_gust() const { return v_local_gust_v[2]; }
 423     /* inline void set_Velocities_Gust( double u, double v, double w)
 424     {
 425         v_local_gust_v[0] = u;
 426         v_local_gust_v[1] = v;
 427         v_local_gust_v[2] = w;
 428     } */
 429
 430     FG_VECTOR_3    v_wind_body_v;  // Wind-relative velocities in body axis
 431     // inline double * get_V_wind_body_v() { return v_wind_body_v; }
 432     // inline double get_U_body() const { return v_wind_body_v[0]; }
 433     // inline double get_V_body() const { return v_wind_body_v[1]; }
 434     // inline double get_W_body() const { return v_wind_body_v[2]; }
 435     /* inline void set_Velocities_Wind_Body( double u, double v, double w)
 436     {
 437         v_wind_body_v[0] = u;
 438         v_wind_body_v[1] = v;
 439         v_wind_body_v[2] = w;
 440     } */
 441
 442     double    v_rel_wind, v_true_kts, v_rel_ground, v_inertial;
 443     double    v_ground_speed, v_equiv, v_equiv_kts;
 444     double    v_calibrated, v_calibrated_kts;
 445
 446     // inline double get_V_rel_wind() const { return v_rel_wind; }
 447     // inline void set_V_rel_wind(double wind) { v_rel_wind = wind; }
 448
 449     // inline double get_V_true_kts() const { return v_true_kts; }
 450     // inline void set_V_true_kts(double kts) { v_true_kts = kts; }
 451
 452     // inline double get_V_rel_ground() const { return v_rel_ground; }
 453     // inline void set_V_rel_ground( double v ) { v_rel_ground = v; }
 454
 455     // inline double get_V_inertial() const { return v_inertial; }
 456     // inline void set_V_inertial(double v) { v_inertial = v; }
 457
 458     // inline double get_V_ground_speed() const { return v_ground_speed; }
 459     // inline void set_V_ground_speed( double v) { v_ground_speed = v; }
 460
 461     // inline double get_V_equiv() const { return v_equiv; }
 462     // inline void set_V_equiv( double v ) { v_equiv = v; }
 463
 464     inline double get_V_equiv_kts() const { return v_equiv_kts; }
 465     inline void set_V_equiv_kts( double kts ) { v_equiv_kts = kts; }
 466
 467     // inline double get_V_calibrated() const { return v_calibrated; }
 468     // inline void set_V_calibrated( double v ) { v_calibrated = v; }
 469
 470     // inline double get_V_calibrated_kts() const { return v_calibrated_kts; }
 471     // inline void set_V_calibrated_kts( double kts ) { v_calibrated_kts = kts; }
 472
 473     FG_VECTOR_3    omega_body_v;   // Angular B rates
 474     // inline double * get_Omega_body_v() { return omega_body_v; }
 475     inline double get_P_body() const { return omega_body_v[0]; }
 476     inline double get_Q_body() const { return omega_body_v[1]; }
 477     inline double get_R_body() const { return omega_body_v[2]; }
 478     inline void set_Omega_Body( double p, double q, double r ) {
 479         omega_body_v[0] = p;
 480         omega_body_v[1] = q;
 481         omega_body_v[2] = r;
 482     }
 483
 484     FG_VECTOR_3    omega_local_v;  // Angular L rates
 485     // inline double * get_Omega_local_v() { return omega_local_v; }
 486     // inline double get_P_local() const { return omega_local_v[0]; }
 487     // inline double get_Q_local() const { return omega_local_v[1]; }
 488     // inline double get_R_local() const { return omega_local_v[2]; }
 489     /* inline void set_Omega_Local( double p, double q, double r ) {
 490         omega_local_v[0] = p;
 491         omega_local_v[1] = q;
 492         omega_local_v[2] = r;
 493     } */
 494
 495     FG_VECTOR_3    omega_total_v;  // Diff btw B & L
 496     // inline double * get_Omega_total_v() { return omega_total_v; }
 497     // inline double get_P_total() const { return omega_total_v[0]; }
 498     // inline double get_Q_total() const { return omega_total_v[1]; }
 499     // inline double get_R_total() const { return omega_total_v[2]; }
 500     /* inline void set_Omega_Total( double p, double q, double r ) {
 501         omega_total_v[0] = p;
 502         omega_total_v[1] = q;
 503         omega_total_v[2] = r;
 504     } */
 505
 506     FG_VECTOR_3    euler_rates_v;
 507     // inline double * get_Euler_rates_v() { return euler_rates_v; }
 508     // inline double get_Phi_dot() const { return euler_rates_v[0]; }
 509     // inline double get_Theta_dot() const { return euler_rates_v[1]; }
 510     // inline double get_Psi_dot() const { return euler_rates_v[2]; }
 511     /* inline void set_Euler_Rates( double phi, double theta, double psi ) {
 512         euler_rates_v[0] = phi;
 513         euler_rates_v[1] = theta;
 514         euler_rates_v[2] = psi;
 515     } */
 516
 517     FG_VECTOR_3    geocentric_rates_v;     // Geocentric linear velocities
 518     // inline double * get_Geocentric_rates_v() { return geocentric_rates_v; }
 519     inline double get_Latitude_dot() const { return geocentric_rates_v[0]; }
 520     inline double get_Longitude_dot() const { return geocentric_rates_v[1]; }
 521     inline double get_Radius_dot() const { return geocentric_rates_v[2]; }
 522     inline void set_Geocentric_Rates( double lat, double lon, double rad ) {
 523         geocentric_rates_v[0] = lat;
 524         geocentric_rates_v[1] = lon;
 525         geocentric_rates_v[2] = rad;
 526     }
 527
 528     /*=============================== Positions ===============================*/
 529
 530     FG_VECTOR_3    geocentric_position_v;
 531     // inline double * get_Geocentric_position_v() {
 532     //    return geocentric_position_v;
 533     // }
 534     inline double get_Lat_geocentric() const {
 535         return geocentric_position_v[0];
 536     }
 537     inline double get_Lon_geocentric() const {
 538         return geocentric_position_v[1];
 539     }
 540     inline double get_Radius_to_vehicle() const {
 541         return geocentric_position_v[2];
 542     }
 543     inline void set_Radius_to_vehicle(double radius) {
 544         geocentric_position_v[2] = radius;
 545     }
 546
 547 //     inline void set_Geocentric_Position( double lat, double lon, double rad ) {
 548         geocentric_position_v[0] = lat;
 549         geocentric_position_v[1] = lon;
 550         geocentric_position_v[2] = rad;
 551     }
 552
 553     FG_VECTOR_3    geodetic_position_v;
 554     // inline double * get_Geodetic_position_v() { return geodetic_position_v; }
 555     inline double get_Latitude() const { return geodetic_position_v[0]; }
 556     inline void set_Latitude(double lat) { geodetic_position_v[0] = lat; }
 557     inline double get_Longitude() const { return geodetic_position_v[1]; }
 558     inline void set_Longitude(double lon) { geodetic_position_v[1] = lon; }
 559     inline double get_Altitude() const { return geodetic_position_v[2]; }
 560     inline void set_Altitude(double altitude) {
 561         geodetic_position_v[2] = altitude;
 562     }
 563     inline void set_Geodetic_Position( double lat, double lon, double alt ) {
 564         geodetic_position_v[0] = lat;
 565         geodetic_position_v[1] = lon;
 566         geodetic_position_v[2] = alt;
 567     }
 568
 569     FG_VECTOR_3 euler_angles_v;
 570     // inline double * get_Euler_angles_v() { return euler_angles_v; }
 571     inline double get_Phi() const { return euler_angles_v[0]; }
 572     inline double get_Theta() const { return euler_angles_v[1]; }
 573     inline double get_Psi() const { return euler_angles_v[2]; }
 574     inline void set_Euler_Angles( double phi, double theta, double psi ) {
 575         euler_angles_v[0] = phi;
 576         euler_angles_v[1] = theta;
 577         euler_angles_v[2] = psi;
 578     }
 579
 580
 581     /*======================= Miscellaneous quantities ========================*/
 582
 583     double    t_local_to_body_m[3][3];    // Transformation matrix L to B
 584     // inline double * get_T_local_to_body_m() { return t_local_to_body_m; }
 585     inline double get_T_local_to_body_11() const {
 586         return t_local_to_body_m[0][0];
 587     }
 588     inline double get_T_local_to_body_12() const {
 589         return t_local_to_body_m[0][1];
 590     }
 591     inline double get_T_local_to_body_13() const {
 592         return t_local_to_body_m[0][2];
 593     }
 594     inline double get_T_local_to_body_21() const {
 595         return t_local_to_body_m[1][0];
 596     }
 597     inline double get_T_local_to_body_22() const {
 598         return t_local_to_body_m[1][1];
 599     }
 600     inline double get_T_local_to_body_23() const {
 601         return t_local_to_body_m[1][2];
 602     }
 603     inline double get_T_local_to_body_31() const {
 604         return t_local_to_body_m[2][0];
 605     }
 606     inline double get_T_local_to_body_32() const {
 607         return t_local_to_body_m[2][1];
 608     }
 609     inline double get_T_local_to_body_33() const {
 610         return t_local_to_body_m[2][2];
 611     }
 612     inline void set_T_Local_to_Body( double m[3][3] ) {
 613         int i, j;
 614         for ( i = 0; i < 3; i++ ) {
 615             for ( j = 0; j < 3; j++ ) {
 616                 t_local_to_body_m[i][j] = m[i][j];
 617             }
 618         }
 619     }
 620
 621     double    gravity;            // Local acceleration due to G
 622     // inline double get_Gravity() const { return gravity; }
 623     // inline void set_Gravity(double g) { gravity = g; }
 624
 625     double    centrifugal_relief; // load factor reduction due to speed
 626     // inline double get_Centrifugal_relief() const { return centrifugal_relief; }
 627     // inline void set_Centrifugal_relief(double cr) { centrifugal_relief = cr; }
 628
 629     double    alpha, beta, alpha_dot, beta_dot;   // in radians
 630     inline double get_Alpha() const { return alpha; }
 631     inline void set_Alpha( double a ) { alpha = a; }
 632     inline double get_Beta() const { return beta; }
 633     inline void set_Beta( double b ) { beta = b; }
 634     // inline double get_Alpha_dot() const { return alpha_dot; }
 635     // inline void set_Alpha_dot( double ad ) { alpha_dot = ad; }
 636     // inline double get_Beta_dot() const { return beta_dot; }
 637     // inline void set_Beta_dot( double bd ) { beta_dot = bd; }
 638
 639     double    cos_alpha, sin_alpha, cos_beta, sin_beta;
 640     // inline double get_Cos_alpha() const { return cos_alpha; }
 641     // inline void set_Cos_alpha( double ca ) { cos_alpha = ca; }
 642     // inline double get_Sin_alpha() const { return sin_alpha; }
 643     // inline void set_Sin_alpha( double sa ) { sin_alpha = sa; }
 644     // inline double get_Cos_beta() const { return cos_beta; }
 645     // inline void set_Cos_beta( double cb ) { cos_beta = cb; }
 646     // inline double get_Sin_beta() const { return sin_beta; }
 647     // inline void set_Sin_beta( double sb ) { sin_beta = sb; }
 648
 649     double    cos_phi, sin_phi, cos_theta, sin_theta, cos_psi, sin_psi;
 650     // inline double get_Cos_phi() const { return cos_phi; }
 651     // inline void set_Cos_phi( double cp ) { cos_phi = cp; }
 652     // inline double get_Sin_phi() const { return sin_phi; }
 653     // inline void set_Sin_phi( double sp ) { sin_phi = sp; }
 654     // inline double get_Cos_theta() const { return cos_theta; }
 655     // inline void set_Cos_theta( double ct ) { cos_theta = ct; }
 656     // inline double get_Sin_theta() const { return sin_theta; }
 657     // inline void set_Sin_theta( double st ) { sin_theta = st; }
 658     // inline double get_Cos_psi() const { return cos_psi; }
 659     // inline void set_Cos_psi( double cp ) { cos_psi = cp; }
 660     // inline double get_Sin_psi() const { return sin_psi; }
 661     // inline void set_Sin_psi( double sp ) { sin_psi = sp; }
 662
 663     double    gamma_vert_rad, gamma_horiz_rad;    // Flight path angles
 664     inline double get_Gamma_vert_rad() const { return gamma_vert_rad; }
 665     inline void set_Gamma_vert_rad( double gv ) { gamma_vert_rad = gv; }
 666     // inline double get_Gamma_horiz_rad() const { return gamma_horiz_rad; }
 667     // inline void set_Gamma_horiz_rad( double gh ) { gamma_horiz_rad = gh; }
 668
 669     double    sigma, density, v_sound, mach_number;
 670     // inline double get_Sigma() const { return sigma; }
 671     // inline void set_Sigma( double s ) { sigma = s; }
 672     // inline double get_Density() const { return density; }
 673     // inline void set_Density( double d ) { density = d; }
 674     // inline double get_V_sound() const { return v_sound; }
 675     // inline void set_V_sound( double v ) { v_sound = v; }
 676     // inline double get_Mach_number() const { return mach_number; }
 677     // inline void set_Mach_number( double m ) { mach_number = m; }
 678
 679     double    static_pressure, total_pressure, impact_pressure;
 680     double    dynamic_pressure;
 681     // inline double get_Static_pressure() const { return static_pressure; }
 682     // inline void set_Static_pressure( double sp ) { static_pressure = sp; }
 683     // inline double get_Total_pressure() const { return total_pressure; }
 684     // inline void set_Total_pressure( double tp ) { total_pressure = tp; }
 685     // inline double get_Impact_pressure() const { return impact_pressure; }
 686     // inline void set_Impact_pressure( double ip ) { impact_pressure = ip; }
 687     // inline double get_Dynamic_pressure() const { return dynamic_pressure; }
 688     // inline void set_Dynamic_pressure( double dp ) { dynamic_pressure = dp; }
 689
 690     double    static_temperature, total_temperature;
 691     // inline double get_Static_temperature() const { return static_temperature; }
 692     // inline void set_Static_temperature( double t ) { static_temperature = t; }
 693     // inline double get_Total_temperature() const { return total_temperature; }
 694     // inline void set_Total_temperature( double t ) { total_temperature = t; }
 695
 696     double    sea_level_radius, earth_position_angle;
 697     inline double get_Sea_level_radius() const { return sea_level_radius; }
 698     inline void set_Sea_level_radius( double r ) { sea_level_radius = r; }
 699     inline double get_Earth_position_angle() const {
 700         return earth_position_angle;
 701     }
 702     inline void set_Earth_position_angle(double a) {
 703         earth_position_angle = a;
 704     }
 705
 706     double    runway_altitude, runway_latitude, runway_longitude;
 707     double    runway_heading;
 708     inline double get_Runway_altitude() const { return runway_altitude; }
 709     inline void set_Runway_altitude( double alt ) { runway_altitude = alt; }
 710     // inline double get_Runway_latitude() const { return runway_latitude; }
 711     // inline void set_Runway_latitude( double lat ) { runway_latitude = lat; }
 712     // inline double get_Runway_longitude() const { return runway_longitude; }
 713     // inline void set_Runway_longitude( double lon ) { runway_longitude = lon; }
 714     // inline double get_Runway_heading() const { return runway_heading; }
 715     // inline void set_Runway_heading( double h ) { runway_heading = h; }
 716
 717     double    radius_to_rwy;
 718     // inline double get_Radius_to_rwy() const { return radius_to_rwy; }
 719     // inline void set_Radius_to_rwy( double r ) { radius_to_rwy = r; }
 720
 721     FG_VECTOR_3    d_cg_rwy_local_v;       // CG rel. to rwy in local coords
 722     // inline double * get_D_cg_rwy_local_v() { return d_cg_rwy_local_v; }
 723     // inline double get_D_cg_north_of_rwy() const { return d_cg_rwy_local_v[0]; }
 724     // inline double get_D_cg_east_of_rwy() const { return d_cg_rwy_local_v[1]; }
 725     // inline double get_D_cg_above_rwy() const { return d_cg_rwy_local_v[2]; }
 726     /* inline void set_CG_Rwy_Local( double north, double east, double above )
 727     {
 728         d_cg_rwy_local_v[0] = north;
 729         d_cg_rwy_local_v[1] = east;
 730         d_cg_rwy_local_v[2] = above;
 731     } */
 732
 733     FG_VECTOR_3    d_cg_rwy_rwy_v; // CG relative to rwy, in rwy coordinates
 734     // inline double * get_D_cg_rwy_rwy_v() { return d_cg_rwy_rwy_v; }
 735     // inline double get_X_cg_rwy() const { return d_cg_rwy_rwy_v[0]; }
 736     // inline double get_Y_cg_rwy() const { return d_cg_rwy_rwy_v[1]; }
 737     // inline double get_H_cg_rwy() const { return d_cg_rwy_rwy_v[2]; }
 738     /* inline void set_CG_Rwy_Rwy( double x, double y, double h )
 739     {
 740         d_cg_rwy_rwy_v[0] = x;
 741         d_cg_rwy_rwy_v[1] = y;
 742         d_cg_rwy_rwy_v[2] = h;
 743     } */
 744
 745     FG_VECTOR_3    d_pilot_rwy_local_v;  // pilot rel. to rwy in local coords
 746     // inline double * get_D_pilot_rwy_local_v() { return d_pilot_rwy_local_v; }
 747     // inline double get_D_pilot_north_of_rwy() const {
 748         //return d_pilot_rwy_local_v[0];
 749   //  }
 750     // inline double get_D_pilot_east_of_rwy() const {
 751 //      return d_pilot_rwy_local_v[1];
 752 //    }
 753     // inline double get_D_pilot_above_rwy() const {
 754         //return d_pilot_rwy_local_v[2];
 755  //   }
 756     /* inline void set_Pilot_Rwy_Local( double north, double east, double above )
 757     {
 758         d_pilot_rwy_local_v[0] = north;
 759         d_pilot_rwy_local_v[1] = east;
 760         d_pilot_rwy_local_v[2] = above;
 761     } */
 762
 763     FG_VECTOR_3   d_pilot_rwy_rwy_v;   // pilot rel. to rwy, in rwy coords.
 764     // inline double * get_D_pilot_rwy_rwy_v() { return d_pilot_rwy_rwy_v; }
 765     // inline double get_X_pilot_rwy() const { return d_pilot_rwy_rwy_v[0]; }
 766     // inline double get_Y_pilot_rwy() const { return d_pilot_rwy_rwy_v[1]; }
 767     // inline double get_H_pilot_rwy() const { return d_pilot_rwy_rwy_v[2]; }
 768     /* inline void set_Pilot_Rwy_Rwy( double x, double y, double h )
 769     {
 770         d_pilot_rwy_rwy_v[0] = x;
 771         d_pilot_rwy_rwy_v[1] = y;
 772         d_pilot_rwy_rwy_v[2] = h;
 773     } */
 774
 775     double        climb_rate;           // in feet per second
 776     inline double get_Climb_Rate() const { return climb_rate; }
 777     inline void set_Climb_Rate(double rate) { climb_rate = rate; }
 778 };
 779
 780
 781 extern FGState cur_fdm_state;
 782
 783
 784 // General interface to the flight model routines
 785
 786 // Initialize the flight model parameters
 787 int fgFlightModelInit(int model, FGState& f, double dt);
 788
 789 // Run multiloop iterations of the flight model
 790 int fgFlightModelUpdate(int model, FGState& f, int multiloop, int jitter);
 791
 792 // Set the altitude (force)
 793 void fgFlightModelSetAltitude(int model, double alt_meters);
 794
 795
 796 #endif // _FLIGHT_HXX
 797
 798
 799 // $Log$
 800 // Revision 1.9  1999/01/08 19:27:38  curt
 801 // Fixed AOA reading on HUD.
 802 // Continued work on time jitter compensation.
 803 //
 804 // Revision 1.8  1999/01/08 03:23:52  curt
 805 // Beginning work on compensating for sim time vs. real world time "jitter".
 806 //
 807 // Revision 1.7  1998/12/18 23:37:09  curt
 808 // Collapsed out the FGState variables not currently needed.  They are just
 809 // commented out and can be readded easily at any time.  The point of this
 810 // exersize is to determine which variables were or were not currently being
 811 // used.
 812 //
 813 // Revision 1.6  1998/12/05 15:54:12  curt
 814 // Renamed class fgFLIGHT to class FGState as per request by JSB.
 815 //
 816 // Revision 1.5  1998/12/04 01:29:40  curt
 817 // Stubbed in a new flight model called "External" which is expected to be driven
 818 // from some external source.
 819 //
 820 // Revision 1.4  1998/12/03 04:25:03  curt
 821 // Working on fixing up new fgFLIGHT class.
 822 //
 823 // Revision 1.3  1998/12/03 01:16:41  curt
 824 // Converted fgFLIGHT to a class.
 825 //
 826 // Revision 1.2  1998/10/16 23:27:41  curt
 827 // C++-ifying.
 828 //
 829 // Revision 1.1  1998/10/16 20:16:44  curt
 830 // Renamed flight.[ch] to flight.[ch]xx
 831 //
 832 // Revision 1.20  1998/09/29 14:57:39  curt
 833 // c++-ified comments.
 834 //
 835 // Revision 1.19  1998/09/29 02:02:41  curt
 836 // Added a rate of climb calculation.
 837 //
 838 // Revision 1.18  1998/07/30 23:44:36  curt
 839 // Beginning to add support for multiple flight models.
 840 //
 841 // Revision 1.17  1998/07/12 03:08:28  curt
 842 // Added fgFlightModelSetAltitude() to force the altitude to something
 843 // other than the current altitude.  LaRCsim doesn't let you do this by just
 844 // changing FG_Altitude.
 845 //
 846 // Revision 1.16  1998/04/22 13:26:20  curt
 847 // C++ - ifing the code a bit.
 848 //
 849 // Revision 1.15  1998/04/21 16:59:33  curt
 850 // Integrated autopilot.
 851 // Prepairing for C++ integration.
 852 //
 853 // Revision 1.14  1998/02/07 15:29:37  curt
 854 // Incorporated HUD changes and struct/typedef changes from Charlie Hotchkiss
 855 // <chotchkiss@namg.us.anritsu.com>
 856 //
 857 // Revision 1.13  1998/01/24 00:04:59  curt
 858 // misc. tweaks.
 859 //
 860 // Revision 1.12  1998/01/22 02:59:32  curt
 861 // Changed #ifdef FILE_H to #ifdef _FILE_H
 862 //
 863 // Revision 1.11  1998/01/19 19:27:03  curt
 864 // Merged in make system changes from Bob Kuehne <rpk@sgi.com>
 865 // This should simplify things tremendously.
 866 //
 867 // Revision 1.10  1997/12/10 22:37:43  curt
 868 // Prepended "fg" on the name of all global structures that didn't have it yet.
 869 // i.e. "struct WEATHER {}" became "struct fgWEATHER {}"
 870 //
 871 // Revision 1.9  1997/09/04 02:17:33  curt
 872 // Shufflin' stuff.
 873 //
 874 // Revision 1.8  1997/08/27 03:30:06  curt
 875 // Changed naming scheme of basic shared structures.
 876 //
 877 // Revision 1.7  1997/07/23 21:52:19  curt
 878 // Put comments around the text after an #endif for increased portability.
 879 //
 880 // Revision 1.6  1997/06/21 17:52:22  curt
 881 // Continue directory shuffling ... everything should be compilable/runnable
 882 // again.
 883 //
 884 // Revision 1.5  1997/06/21 17:12:49  curt
 885 // Capitalized subdirectory names.
 886 //
 887 // Revision 1.4  1997/05/29 22:39:57  curt
 888 // Working on incorporating the LaRCsim flight model.
 889 //
 890 // Revision 1.3  1997/05/29 02:32:25  curt
 891 // Starting to build generic flight model interface.
 892 //
 893 // Revision 1.2  1997/05/23 15:40:37  curt
 894 // Added GNU copyright headers.
 895 //
 896 // Revision 1.1  1997/05/16 16:04:45  curt
 897 // Initial revision.
 898 //