src/AIModel/AIBallistic.cxx

   1 // FGAIBallistic - FGAIBase-derived class creates a ballistic object
   2 //
   3 // Written by David Culp, started November 2003.
   4 // - davidculp2@comcast.net
   5 //
   6 // This program is free software; you can redistribute it and/or
   7 // modify it under the terms of the GNU General Public License as
   8 // published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
   9 // License, or (at your option) any later version.
  10 //
  11 // This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  12 // WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  14 // General Public License for more details.
  15 //
  16 // You should have received a copy of the GNU General Public License
  17 // along with this program; if not, write to the Free Software
  18 // Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  19
  20 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  21 #  include <config.h>
  22 #endif
  23
  24 #include <simgear/math/point3d.hxx>
  25 #include <math.h>
  26
  27 #include "AIBallistic.hxx"
  28
  29
  30 FGAIBallistic::FGAIBallistic() : FGAIBase(otBallistic) {
  31     drag_area = 0.007;
  32     life_timer = 0.0;
  33     gravity = 32;
  34 //  buoyancy = 64;
  35     no_roll = false;
  36     aero_stabilised = false;
  37 }
  38
  39 FGAIBallistic::~FGAIBallistic() {
  40 }
  41
  42 void FGAIBallistic::readFromScenario(SGPropertyNode* scFileNode) {
  43   if (!scFileNode)
  44     return;
  45
  46   FGAIBase::readFromScenario(scFileNode);
  47
  48   setAzimuth(scFileNode->getDoubleValue("azimuth", 0.0));
  49   setElevation(scFileNode->getDoubleValue("elevation", 0.0));
  50   setDragArea(scFileNode->getDoubleValue("eda", 0.007));
  51   setLife(scFileNode->getDoubleValue("life", 900.0));
  52   setBuoyancy(scFileNode->getDoubleValue("buoyancy", 0));
  53   setWind_from_east(scFileNode->getDoubleValue("wind_from_east", 0));
  54   setWind_from_north(scFileNode->getDoubleValue("wind_from_north", 0));
  55   setWind(scFileNode->getBoolValue("wind", false));
  56   setRoll(scFileNode->getDoubleValue("roll", 0.0));
  57   setCd(scFileNode->getDoubleValue("cd", 0.029));
  58   setMass(scFileNode->getDoubleValue("mass", 0.007));
  59   setStabilisation(scFileNode->getBoolValue("aero_stabilized", false));
  60 }
  61
  62 bool FGAIBallistic::init() {
  63    FGAIBase::init();
  64    hdg = azimuth;
  65    pitch = elevation;
  66    roll = rotation;
  67    Transform();
  68    return true;
  69 }
  70
  71 void FGAIBallistic::bind() {
  72 //    FGAIBase::bind();
  73    props->tie("sim/time/elapsed-sec",
  74                SGRawValueMethods<FGAIBallistic,double>(*this,
  75                                           &FGAIBallistic::_getTime));
  76 }
  77
  78 void FGAIBallistic::unbind() {
  79 //    FGAIBase::unbind();
  80    props->untie("sim/time/elapsed-sec");
  81 }
  82
  83 void FGAIBallistic::update(double dt) {
  84    FGAIBase::update(dt);
  85    Run(dt);
  86    Transform();
  87 }
  88
  89
  90 void FGAIBallistic::setAzimuth(double az) {
  91    hdg = azimuth = az;
  92 }
  93
  94
  95 void FGAIBallistic::setElevation(double el) {
  96    pitch = elevation = el;
  97 }
  98
  99 void FGAIBallistic::setRoll(double rl) {
 100    rotation = rl;
 101 }
 102
 103 void FGAIBallistic::setStabilisation(bool val) {
 104    aero_stabilised = val;
 105 }
 106
 107 void FGAIBallistic::setDragArea(double a) {
 108    drag_area = a;
 109 }
 110
 111 void FGAIBallistic::setLife(double seconds) {
 112    life = seconds;
 113 }
 114
 115 void FGAIBallistic::setBuoyancy(double fpss) {
 116    buoyancy = fpss;
 117 }
 118
 119 void FGAIBallistic::setWind_from_east(double fps) {
 120    wind_from_east = fps;
 121 }
 122
 123 void FGAIBallistic::setWind_from_north(double fps) {
 124    wind_from_north = fps;
 125 }
 126
 127 void FGAIBallistic::setWind(bool val) {
 128    wind = val;
 129 }
 130
 131 void FGAIBallistic::setCd(double c) {
 132    Cd = c;
 133 }
 134
 135 void FGAIBallistic::setMass(double m) {
 136    mass = m;
 137 }
 138
 139 void FGAIBallistic::Run(double dt) {
 140
 141    life_timer += dt;
 142 //    cout << "life timer 1" << life_timer <<  dt << endl;
 143    if (life_timer > life) setDie(true);
 144
 145    double speed_north_deg_sec;
 146    double speed_east_deg_sec;
 147    double wind_speed_from_north_deg_sec;
 148    double wind_speed_from_east_deg_sec;
 149    double Cdm;      // Cd adjusted by Mach Number
 150
 151    // Adjust Cd by Mach number. The equations are based on curves
 152    // for a conventional shell/bullet (no boat-tail).
 153    if ( Mach < 0.7 ) { Cdm = 0.0125 * Mach + Cd; }
 154      else if ( 0.7 < Mach && Mach < 1.2 ) {
 155        Cdm = 0.3742 * pow ( Mach, 2) - 0.252 * Mach + 0.0021 + Cd; }
 156      else { Cdm = 0.2965 * pow ( Mach, -1.1506 ) + Cd; }
 157
 158 //   cout << " Mach , " << Mach << " , Cdm , " << Cdm << endl;
 159
 160    // drag = Cd * 0.5 * rho * speed * speed * drag_area;
 161    // rho is adjusted for altitude in void FGAIBase::update,
 162    // using Standard Atmosphere (sealevel temperature 15C)
 163    // acceleration = drag/mass;
 164    // adjust speed by drag
 165    speed -= (Cdm * 0.5 * rho * speed * speed * drag_area/mass) * dt;
 166
 167    // don't let speed become negative
 168    if ( speed < 0.0 ) speed = 0.0;
 169
 170    // calculate vertical and horizontal speed components
 171    vs = sin( pitch * SG_DEGREES_TO_RADIANS ) * speed;
 172    hs = cos( pitch * SG_DEGREES_TO_RADIANS ) * speed;
 173
 174    // convert horizontal speed (fps) to degrees per second
 175    speed_north_deg_sec = cos(hdg / SG_RADIANS_TO_DEGREES) * hs / ft_per_deg_lat;
 176    speed_east_deg_sec  = sin(hdg / SG_RADIANS_TO_DEGREES) * hs / ft_per_deg_lon;
 177
 178    // if wind not required, set to zero
 179    if (!wind) {
 180       wind_from_north = 0;
 181       wind_from_east = 0;
 182    }
 183
 184    // convert wind speed (fps) to degrees per second
 185    wind_speed_from_north_deg_sec = wind_from_north / ft_per_deg_lat;
 186    wind_speed_from_east_deg_sec  = wind_from_east / ft_per_deg_lon;
 187
 188    // set new position
 189    pos.setlat( pos.lat() + (speed_north_deg_sec - wind_speed_from_north_deg_sec) * dt );
 190    pos.setlon( pos.lon() + (speed_east_deg_sec - wind_speed_from_east_deg_sec) * dt );
 191
 192    // adjust vertical speed for acceleration of gravity and buoyancy
 193    vs -= (gravity - buoyancy) * dt;
 194
 195    // adjust altitude (feet)
 196    altitude += vs * dt;
 197    pos.setelev(altitude * SG_FEET_TO_METER);
 198
 199    // recalculate pitch (velocity vector) if aerostabilized
 200    //   cout << "aero_stabilised " << aero_stabilised  << endl ;
 201    if (aero_stabilised) pitch = atan2( vs, hs ) * SG_RADIANS_TO_DEGREES;
 202
 203    // recalculate total speed
 204    speed = sqrt( vs * vs + hs * hs);
 205
 206    // set destruction flag if altitude less than sea level -1000
 207    if (altitude < -1000.0) setDie(true);
 208
 209 }  // end Run
 210
 211 double FGAIBallistic::_getTime() const {
 212 //    cout << "life timer 2" << life_timer << endl;
 213   return life_timer;
 214 }
 215
 216 // end AIBallistic