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 // With major additions by Mathias Froehlich & Vivian Meazza 2004-2007
   7 //
   8 // This program is free software; you can redistribute it and/or
   9 // modify it under the terms of the GNU General Public License as
  10 // published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
  11 // License, or (at your option) any later version.
  12 //
  13 // This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  14 // WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16 // General Public License for more details.
  17 //
  18 // You should have received a copy of the GNU General Public License
  19 // along with this program; if not, write to the Free Software
  20 // Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301, USA.
  21
  22 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  23 #  include <config.h>
  24 #endif
  25
  26 #include <simgear/math/point3d.hxx>
  27 #include <simgear/math/sg_random.h>
  28 #include <math.h>
  29
  30 #include "AIBallistic.hxx"
  31
  32
  33 FGAIBallistic::FGAIBallistic() : FGAIBase(otBallistic) {
  34     drag_area = 0.007;
  35     life_timer = 0.0;
  36     gravity = 32;
  37 //  buoyancy = 64;
  38     no_roll = false;
  39     aero_stabilised = false;
  40 }
  41
  42 FGAIBallistic::~FGAIBallistic() {
  43 }
  44
  45 void FGAIBallistic::readFromScenario(SGPropertyNode* scFileNode) {
  46   if (!scFileNode)
  47     return;
  48
  49   FGAIBase::readFromScenario(scFileNode);
  50
  51   setAzimuth(scFileNode->getDoubleValue("azimuth", 0.0));
  52   setElevation(scFileNode->getDoubleValue("elevation", 0.0));
  53   setDragArea(scFileNode->getDoubleValue("eda", 0.007));
  54   setLife(scFileNode->getDoubleValue("life", 900.0));
  55   setBuoyancy(scFileNode->getDoubleValue("buoyancy", 0));
  56   setWind_from_east(scFileNode->getDoubleValue("wind_from_east", 0));
  57   setWind_from_north(scFileNode->getDoubleValue("wind_from_north", 0));
  58   setWind(scFileNode->getBoolValue("wind", false));
  59   setRoll(scFileNode->getDoubleValue("roll", 0.0));
  60   setCd(scFileNode->getDoubleValue("cd", 0.029));
  61   setMass(scFileNode->getDoubleValue("mass", 0.007));
  62   setStabilisation(scFileNode->getBoolValue("aero_stabilized", false));
  63   setNoRoll(scFileNode->getBoolValue("no-roll", false));
  64   setRandom(scFileNode->getBoolValue("random", false));
  65 }
  66
  67 bool FGAIBallistic::init(bool search_in_AI_path) {
  68    FGAIBase::init(search_in_AI_path);
  69    hdg = azimuth;
  70    pitch = elevation;
  71    roll = rotation;
  72    Transform();
  73    return true;
  74 }
  75
  76 void FGAIBallistic::bind() {
  77 //    FGAIBase::bind();
  78    props->tie("sim/time/elapsed-sec",
  79                SGRawValueMethods<FGAIBallistic,double>(*this,
  80                                           &FGAIBallistic::_getTime));
  81 }
  82
  83 void FGAIBallistic::unbind() {
  84 //    FGAIBase::unbind();
  85    props->untie("sim/time/elapsed-sec");
  86 }
  87
  88 void FGAIBallistic::update(double dt) {
  89    FGAIBase::update(dt);
  90    Run(dt);
  91    Transform();
  92 }
  93
  94 void FGAIBallistic::setAzimuth(double az) {
  95    hdg = azimuth = az;
  96 }
  97
  98 void FGAIBallistic::setElevation(double el) {
  99    pitch = elevation = el;
 100 }
 101
 102 void FGAIBallistic::setRoll(double rl) {
 103    rotation = rl;
 104 }
 105
 106 void FGAIBallistic::setStabilisation(bool val) {
 107    aero_stabilised = val;
 108 }
 109
 110 void FGAIBallistic::setNoRoll(bool nr) {
 111     no_roll = nr;
 112 }
 113
 114 void FGAIBallistic::setDragArea(double a) {
 115    drag_area = a;
 116 }
 117
 118 void FGAIBallistic::setLife(double seconds) {
 119    life = seconds;
 120 }
 121
 122 void FGAIBallistic::setBuoyancy(double fpss) {
 123    buoyancy = fpss;
 124 }
 125
 126 void FGAIBallistic::setWind_from_east(double fps) {
 127    wind_from_east = fps;
 128 }
 129
 130 void FGAIBallistic::setWind_from_north(double fps) {
 131    wind_from_north = fps;
 132 }
 133
 134 void FGAIBallistic::setWind(bool val) {
 135    wind = val;
 136 }
 137
 138 void FGAIBallistic::setCd(double c) {
 139    Cd = c;
 140 }
 141
 142 void FGAIBallistic::setMass(double m) {
 143    mass = m;
 144 }
 145
 146 void FGAIBallistic::setRandom(bool r) {
 147     random = r;
 148 }
 149
 150 void FGAIBallistic::setName(const string& n) {
 151     name = n;
 152 }
 153
 154 void FGAIBallistic::Run(double dt) {
 155    life_timer += dt;
 156 //    cout << "life timer 1" << life_timer <<  dt << endl;
 157    if (life_timer > life) setDie(true);
 158
 159    double speed_north_deg_sec;
 160    double speed_east_deg_sec;
 161    double wind_speed_from_north_deg_sec;
 162    double wind_speed_from_east_deg_sec;
 163    double Cdm;      // Cd adjusted by Mach Number
 164
 165     //randomise Cd by +- 5%
 166     if (random)
 167         Cd = Cd * 0.95 + (0.05 * sg_random());
 168
 169    // Adjust Cd by Mach number. The equations are based on curves
 170    // for a conventional shell/bullet (no boat-tail).
 171     if ( Mach < 0.7 )
 172         Cdm = 0.0125 * Mach + Cd;
 173     else if ( 0.7 < Mach && Mach < 1.2 )
 174         Cdm = 0.3742 * pow ( Mach, 2) - 0.252 * Mach + 0.0021 + Cd;
 175     else
 176         Cdm = 0.2965 * pow ( Mach, -1.1506 ) + Cd;
 177
 178     //cout << " Mach , " << Mach << " , Cdm , " << Cdm << " ballistic speed kts //"<< speed <<  endl;
 179
 180    // drag = Cd * 0.5 * rho * speed * speed * drag_area;
 181    // rho is adjusted for altitude in void FGAIBase::update,
 182    // using Standard Atmosphere (sealevel temperature 15C)
 183    // acceleration = drag/mass;
 184    // adjust speed by drag
 185    speed -= (Cdm * 0.5 * rho * speed * speed * drag_area/mass) * dt;
 186
 187    // don't let speed become negative
 188     if ( speed < 0.0 )
 189         speed = 0.0;
 190
 191     double speed_fps = speed * SG_KT_TO_FPS;
 192
 193    // calculate vertical and horizontal speed components
 194     vs = sin( pitch * SG_DEGREES_TO_RADIANS ) * speed_fps;
 195     double hs = cos( pitch * SG_DEGREES_TO_RADIANS ) * speed_fps;
 196
 197    // convert horizontal speed (fps) to degrees per second
 198    speed_north_deg_sec = cos(hdg / SG_RADIANS_TO_DEGREES) * hs / ft_per_deg_lat;
 199    speed_east_deg_sec  = sin(hdg / SG_RADIANS_TO_DEGREES) * hs / ft_per_deg_lon;
 200
 201    // if wind not required, set to zero
 202    if (!wind) {
 203       wind_from_north = 0;
 204       wind_from_east = 0;
 205    }
 206
 207    // convert wind speed (fps) to degrees per second
 208    wind_speed_from_north_deg_sec = wind_from_north / ft_per_deg_lat;
 209    wind_speed_from_east_deg_sec  = wind_from_east / ft_per_deg_lon;
 210
 211    // set new position
 212     pos.setLatitudeDeg( pos.getLatitudeDeg()
 213         + (speed_north_deg_sec - wind_speed_from_north_deg_sec) * dt );
 214     pos.setLongitudeDeg( pos.getLongitudeDeg()
 215         + (speed_east_deg_sec - wind_speed_from_east_deg_sec) * dt );
 216
 217    // adjust vertical speed for acceleration of gravity and buoyancy
 218    vs -= (gravity - buoyancy) * dt;
 219
 220    // adjust altitude (feet)
 221    altitude_ft += vs * dt;
 222    pos.setElevationFt(altitude_ft);
 223
 224    // recalculate pitch (velocity vector) if aerostabilized
 225     /*cout << name << ": " << "aero_stabilised " << aero_stabilised
 226     << " pitch " << pitch <<" vs "  << vs <<endl ;*/
 227
 228     if (aero_stabilised)
 229         pitch = atan2( vs, hs ) * SG_RADIANS_TO_DEGREES;
 230
 231    // recalculate total speed
 232     speed = sqrt( vs * vs + hs * hs) / SG_KT_TO_FPS;
 233
 234    // set destruction flag if altitude less than sea level -1000
 235    if (altitude_ft < -1000.0) setDie(true);
 236
 237 }  // end Run
 238
 239 double FGAIBallistic::_getTime() const {
 240 //    cout << "life timer 2" << life_timer << endl;
 241   return life_timer;
 242 }
 243
 244 // end AIBallistic