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     Mach = 0.4;
  40 }
  41
  42 FGAIBallistic::~FGAIBallistic() {
  43 }
  44
  45
  46 bool FGAIBallistic::init() {
  47    FGAIBase::init();
  48    aero_stabilized = true;
  49    hdg = azimuth;
  50    pitch = elevation;
  51    roll = rotation;
  52    Transform();
  53    return true;
  54 }
  55
  56 void FGAIBallistic::bind() {
  57 //    FGAIBase::bind();
  58    props->tie("sim/time/elapsed-sec",
  59                SGRawValueMethods<FGAIBallistic,double>(*this,
  60                                           &FGAIBallistic::_getTime));
  61 }
  62
  63 void FGAIBallistic::unbind() {
  64 //    FGAIBase::unbind();
  65    props->untie("sim/time/elapsed-sec");
  66 }
  67
  68 void FGAIBallistic::update(double dt) {
  69    FGAIBase::update(dt);
  70    Run(dt);
  71    Transform();
  72 }
  73
  74
  75 void FGAIBallistic::setAzimuth(double az) {
  76    hdg = azimuth = az;
  77 }
  78
  79
  80 void FGAIBallistic::setElevation(double el) {
  81    pitch = elevation = el;
  82 }
  83
  84 void FGAIBallistic::setRoll(double rl) {
  85    rotation = rl;
  86 }
  87
  88 void FGAIBallistic::setStabilization(bool val) {
  89    aero_stabilized = val;
  90 }
  91
  92 void FGAIBallistic::setDragArea(double a) {
  93    drag_area = a;
  94 }
  95
  96 void FGAIBallistic::setLife(double seconds) {
  97    life = seconds;
  98 }
  99
 100 void FGAIBallistic::setBuoyancy(double fpss) {
 101    buoyancy = fpss;
 102 }
 103
 104 void FGAIBallistic::setWind_from_east(double fps) {
 105    wind_from_east = fps;
 106 }
 107
 108 void FGAIBallistic::setWind_from_north(double fps) {
 109    wind_from_north = fps;
 110 }
 111
 112 void FGAIBallistic::setWind(bool val) {
 113    wind = val;
 114 }
 115
 116 void FGAIBallistic::setCd(double c) {
 117    Cd = c;
 118 }
 119
 120 void FGAIBallistic::setMass(double m) {
 121    mass = m;
 122 }
 123
 124 void FGAIBallistic::Run(double dt) {
 125
 126    life_timer += dt;
 127 //    cout << "life timer 1" << life_timer <<  dt << endl;
 128    if (life_timer > life) setDie(true);
 129
 130    double speed_north_deg_sec;
 131    double speed_east_deg_sec;
 132    double wind_speed_from_north_deg_sec;
 133    double wind_speed_from_east_deg_sec;
 134    double Cdm;      // Cd adjusted by Mach Number
 135
 136    // Adjust Cd by Mach number. The equations are based on curves
 137    // for a conventional shell/bullet (no boat-tail).
 138    if ( Mach < 0.7 ) { Cdm = 0.0125 * Mach + Cd; }
 139      else if ( 0.7 < Mach && Mach < 1.2 ) {
 140        Cdm = 0.3742 * pow ( Mach, 2) - 0.252 * Mach + 0.0021 + Cd; }
 141      else { Cdm = 0.2965 * pow ( Mach, -1.1506 ) + Cd; }
 142
 143 //   cout << " Mach , " << Mach << " , Cdm , " << Cdm << endl;
 144
 145    // drag = Cd * 0.5 * rho * speed * speed * drag_area;
 146    // rho is adjusted for altitude in void FGAIBase::update,
 147    // using Standard Atmosphere (sealevel temperature 15C)
 148    // acceleration = drag/mass;
 149    // adjust speed by drag
 150    speed -= (Cdm * 0.5 * rho * speed * speed * drag_area/mass) * dt;
 151
 152    // don't let speed become negative
 153    if ( speed < 0.0 ) speed = 0.0;
 154
 155    // calculate vertical and horizontal speed components
 156    vs = sin( pitch * SG_DEGREES_TO_RADIANS ) * speed;
 157    hs = cos( pitch * SG_DEGREES_TO_RADIANS ) * speed;
 158
 159    // convert horizontal speed (fps) to degrees per second
 160    speed_north_deg_sec = cos(hdg / SG_RADIANS_TO_DEGREES) * hs / ft_per_deg_lat;
 161    speed_east_deg_sec  = sin(hdg / SG_RADIANS_TO_DEGREES) * hs / ft_per_deg_lon;
 162
 163    // if wind not required, set to zero
 164    if (!wind) {
 165       wind_from_north = 0;
 166       wind_from_east = 0;
 167    }
 168
 169    // convert wind speed (fps) to degrees per second
 170    wind_speed_from_north_deg_sec = wind_from_north / ft_per_deg_lat;
 171    wind_speed_from_east_deg_sec  = wind_from_east / ft_per_deg_lon;
 172
 173    // set new position
 174    pos.setlat( pos.lat() + (speed_north_deg_sec - wind_speed_from_north_deg_sec) * dt );
 175    pos.setlon( pos.lon() + (speed_east_deg_sec - wind_speed_from_east_deg_sec) * dt );
 176
 177    // adjust vertical speed for acceleration of gravity and buoyancy
 178    vs -= (gravity - buoyancy) * dt;
 179
 180    // adjust altitude (feet)
 181    altitude += vs * dt;
 182    pos.setelev(altitude * SG_FEET_TO_METER);
 183
 184    // recalculate pitch (velocity vector) if aerostabilized
 185    if (aero_stabilized) pitch = atan2( vs, hs ) * SG_RADIANS_TO_DEGREES;
 186
 187    // recalculate total speed
 188    speed = sqrt( vs * vs + hs * hs);
 189
 190    // set destruction flag if altitude less than sea level -1000
 191    if (altitude < -1000.0) setDie(true);
 192
 193 }  // end Run
 194
 195 double FGAIBallistic::_getTime() const {
 196 //    cout << "life timer 2" << life_timer << endl;
 197   return life_timer;
 198 }
 199
 200 // end AIBallistic