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(FGAIManager* mgr) {
  31     manager = mgr;
  32     _type_str = "ballistic";
  33     _otype = otBallistic;
  34     drag_area = 0.007;
  35     life_timer = 0.0;
  36     gravity = 32;
  37 //  buoyancy = 64;
  38     no_roll = false;
  39 }
  40
  41 FGAIBallistic::~FGAIBallistic() {
  42 }
  43
  44
  45 bool FGAIBallistic::init() {
  46    FGAIBase::init();
  47    aero_stabilized = true;
  48    hdg = azimuth;
  49    pitch = elevation;
  50    roll = rotation;
  51    Transform();
  52    return true;
  53 }
  54
  55 void FGAIBallistic::bind() {
  56 //    FGAIBase::bind();
  57    props->tie("sim/time/elapsed-sec",
  58                SGRawValueMethods<FGAIBallistic,double>(*this,
  59                                           &FGAIBallistic::_getTime));
  60 }
  61
  62 void FGAIBallistic::unbind() {
  63 //    FGAIBase::unbind();
  64    props->untie("sim/time/elapsed-sec");
  65 }
  66
  67 void FGAIBallistic::update(double dt) {
  68    FGAIBase::update(dt);
  69    Run(dt);
  70    Transform();
  71 }
  72
  73
  74 void FGAIBallistic::setAzimuth(double az) {
  75    hdg = azimuth = az;
  76 }
  77
  78
  79 void FGAIBallistic::setElevation(double el) {
  80    pitch = elevation = el;
  81 }
  82
  83 void FGAIBallistic::setRoll(double rl) {
  84    rotation = rl;
  85 }
  86
  87 void FGAIBallistic::setStabilization(bool val) {
  88    aero_stabilized = val;
  89 }
  90
  91 void FGAIBallistic::setDragArea(double a) {
  92    drag_area = a;
  93 }
  94
  95 void FGAIBallistic::setLife(double seconds) {
  96    life = seconds;
  97 }
  98
  99 void FGAIBallistic::setBuoyancy(double fpss) {
 100    buoyancy = fpss;
 101 }
 102
 103 void FGAIBallistic::setWind_from_east(double fps) {
 104    wind_from_east = fps;
 105 }
 106
 107 void FGAIBallistic::setWind_from_north(double fps) {
 108    wind_from_north = fps;
 109 }
 110
 111 void FGAIBallistic::setWind(bool val) {
 112    wind = val;
 113 }
 114
 115 void FGAIBallistic::setCd(double c) {
 116    Cd = c;
 117 }
 118
 119 void FGAIBallistic::setMass(double m) {
 120    mass = m;
 121 }
 122
 123 void FGAIBallistic::Run(double dt) {
 124
 125    life_timer += dt;
 126 //    cout << "life timer 1" << life_timer <<  dt << endl;
 127    if (life_timer > life) setDie(true);
 128
 129    double speed_north_deg_sec;
 130    double speed_east_deg_sec;
 131    double wind_speed_from_north_deg_sec;
 132    double wind_speed_from_east_deg_sec;
 133    double Cdm;      // Cd adjusted by Mach Number
 134
 135    // Adjust Cd by Mach number. The equations are based on curves
 136    // for a conventional shell/bullet (no boat-tail).
 137    if ( Mach < 0.7 ) { Cdm = 0.0125 * Mach + Cd; }
 138      else if ( 0.7 < Mach && Mach < 1.2 ) {
 139        Cdm = 0.3742 * pow ( Mach, 2) - 0.252 * Mach + 0.0021 + Cd; }
 140      else { Cdm = 0.2965 * pow ( Mach, -1.1506 ) + Cd; }
 141
 142 //   cout << " Mach , " << Mach << " , Cdm , " << Cdm << endl;
 143
 144    // drag = Cd * 0.5 * rho * speed * speed * drag_area;
 145    // rho is adjusted for altitude in void FGAIBase::update,
 146    // using Standard Atmosphere (sealevel temperature 15C)
 147    // acceleration = drag/mass;
 148    // adjust speed by drag
 149    speed -= (Cdm * 0.5 * rho * speed * speed * drag_area/mass) * dt;
 150
 151    // don't let speed become negative
 152    if ( speed < 0.0 ) speed = 0.0;
 153
 154    // calculate vertical and horizontal speed components
 155    vs = sin( pitch * SG_DEGREES_TO_RADIANS ) * speed;
 156    hs = cos( pitch * SG_DEGREES_TO_RADIANS ) * speed;
 157
 158    // convert horizontal speed (fps) to degrees per second
 159    speed_north_deg_sec = cos(hdg / SG_RADIANS_TO_DEGREES) * hs / ft_per_deg_lat;
 160    speed_east_deg_sec  = sin(hdg / SG_RADIANS_TO_DEGREES) * hs / ft_per_deg_lon;
 161
 162    // if wind not required, set to zero
 163    if (!wind) {
 164       wind_from_north = 0;
 165       wind_from_east = 0;
 166    }
 167
 168    // convert wind speed (fps) to degrees per second
 169    wind_speed_from_north_deg_sec = wind_from_north / ft_per_deg_lat;
 170    wind_speed_from_east_deg_sec  = wind_from_east / ft_per_deg_lon;
 171
 172    // set new position
 173    pos.setlat( pos.lat() + (speed_north_deg_sec - wind_speed_from_north_deg_sec) * dt );
 174    pos.setlon( pos.lon() + (speed_east_deg_sec - wind_speed_from_east_deg_sec) * dt );
 175
 176    // adjust vertical speed for acceleration of gravity and buoyancy
 177    vs -= (gravity - buoyancy) * dt;
 178
 179    // adjust altitude (feet)
 180    altitude += vs * dt;
 181    pos.setelev(altitude * SG_FEET_TO_METER);
 182
 183    // recalculate pitch (velocity vector) if aerostabilized
 184    if (aero_stabilized) pitch = atan2( vs, hs ) * SG_RADIANS_TO_DEGREES;
 185
 186    // recalculate total speed
 187    speed = sqrt( vs * vs + hs * hs);
 188
 189    // set destruction flag if altitude less than sea level -1000
 190    if (altitude < -1000.0) setDie(true);
 191
 192 }  // end Run
 193
 194 double FGAIBallistic::_getTime() const {
 195 //    cout << "life timer 2" << life_timer << endl;
 196   return life_timer;
 197 }
 198
 199 // end AIBallistic