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