src/FDM/JSBSim/FGAircraft.h

   1 /*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
   2
   3  Header:       FGAircraft.h
   4  Author:       Jon S. Berndt
   5  Date started: 12/12/98
   6
   7  ------------- Copyright (C) 1999  Jon S. Berndt (jsb@hal-pc.org) -------------
   8
   9  This program is free software; you can redistribute it and/or modify it under
  10  the terms of the GNU General Public License as published by the Free Software
  11  Foundation; either version 2 of the License, or (at your option) any later
  12  version.
  13
  14  This program is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
  15  ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS
  16  FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for more
  17  details.
  18
  19  You should have received a copy of the GNU General Public License along with
  20  this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc., 59 Temple
  21  Place - Suite 330, Boston, MA  02111-1307, USA.
  22
  23  Further information about the GNU General Public License can also be found on
  24  the world wide web at http://www.gnu.org.
  25
  26 HISTORY
  27 --------------------------------------------------------------------------------
  28 12/12/98   JSB   Created
  29
  30 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  31 SENTRY
  32 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
  33
  34 #ifndef FGAIRCRAFT_H
  35 #define FGAIRCRAFT_H
  36
  37 /*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  38 INCLUDES
  39 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
  40
  41 #ifdef FGFS
  42 #  include <simgear/compiler.h>
  43 #  ifdef SG_HAVE_STD_INCLUDES
  44 #    include <vector>
  45 #    include <iterator>
  46 #  else
  47 #    include <vector.h>
  48 #    include <iterator.h>
  49 #  endif
  50 #else
  51 #  include <vector>
  52 #  include <iterator>
  53 #endif
  54
  55 #include "FGModel.h"
  56 #include "FGPropulsion.h"
  57 #include "FGConfigFile.h"
  58 #include "FGMatrix33.h"
  59 #include "FGColumnVector3.h"
  60 #include "FGColumnVector4.h"
  61 #include "FGLGear.h"
  62
  63 /*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  64 DEFINITIONS
  65 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
  66
  67 #define ID_AIRCRAFT "$Id$"
  68
  69 /*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  70 FORWARD DECLARATIONS
  71 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
  72
  73 namespace JSBSim {
  74
  75 /*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  76 COMMENTS, REFERENCES, and NOTES [use "class documentation" below for API docs]
  77 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  78
  79 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  80 CLASS DOCUMENTATION
  81 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
  82
  83 /** Encapsulates an Aircraft and its systems.
  84     Owns all the parts (other classes) which make up this aircraft. This includes
  85     the Engines, Tanks, Propellers, Nozzles, Aerodynamic and Mass properties,
  86     landing gear, etc. These constituent parts may actually run as separate
  87     JSBSim models themselves, but the responsibility for initializing them and
  88     for retrieving their force and moment contributions falls to FGAircraft.<br>
  89
  90     @author Jon S. Berndt
  91     @version $Id$
  92     @see
  93      <ol><li>Cooke, Zyda, Pratt, and McGhee, "NPSNET: Flight Simulation Dynamic Modeling
  94            Using Quaternions", Presence, Vol. 1, No. 4, pp. 404-420  Naval Postgraduate
  95            School, January 1994</li>
  96      <li>D. M. Henderson, "Euler Angles, Quaternions, and Transformation Matrices",
  97      JSC 12960, July 1977</li>
  98      <li>Richard E. McFarland, "A Standard Kinematic Model for Flight Simulation at
  99      NASA-Ames", NASA CR-2497, January 1975</li>
 100      <li>Barnes W. McCormick, "Aerodynamics, Aeronautics, and Flight Mechanics",
 101      Wiley & Sons, 1979 ISBN 0-471-03032-5</li>
 102      <li>Bernard Etkin, "Dynamics of Flight, Stability and Control", Wiley & Sons,
 103      1982 ISBN 0-471-08936-2</li></ol>
 104     @see <a href="http://cvs.sourceforge.net/cgi-bin/viewcvs.cgi/jsbsim/JSBSim/FGAircraft.h?rev=HEAD&content-type=text/vnd.viewcvs-markup">
 105          Header File </a>
 106     @see <a href="http://cvs.sourceforge.net/cgi-bin/viewcvs.cgi/jsbsim/JSBSim/FGAircraft.cpp?rev=HEAD&content-type=text/vnd.viewcvs-markup">
 107          Source File </a>
 108 */
 109
 110 /*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 111 CLASS DECLARATION
 112 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
 113
 114 class FGAircraft : public FGModel {
 115 public:
 116   /** Constructor
 117       @param Executive a pointer to the parent executive object */
 118   FGAircraft(FGFDMExec *Executive);
 119
 120   /// Destructor
 121   ~FGAircraft();
 122
 123   /** Runs the Aircraft model; called by the Executive
 124       @see JSBSim.cpp documentation
 125       @return false if no error */
 126   bool Run(void);
 127
 128   /** Loads the aircraft.
 129       The executive calls this method to load the aircraft into JSBSim.
 130       @param AC_cfg a pointer to the config file instance
 131       @return true if successful */
 132   bool Load(FGConfigFile* AC_cfg);
 133
 134   /** Gets the aircraft name
 135       @return the name of the aircraft as a string type */
 136   inline string GetAircraftName(void) { return AircraftName; }
 137
 138   /// Gets the wing area
 139   double GetWingArea(void) const { return WingArea; }
 140   /// Gets the wing span
 141   double GetWingSpan(void) const { return WingSpan; }
 142   /// Gets the average wing chord
 143   double Getcbar(void) const { return cbar; }
 144   inline double GetWingIncidence(void) const { return WingIncidence; }
 145   inline double GetHTailArea(void) const { return HTailArea; }
 146   inline double GetHTailArm(void)  const { return HTailArm; }
 147   inline double GetVTailArea(void) const { return VTailArea; }
 148   inline double GetVTailArm(void)  const { return VTailArm; }
 149   inline double Getlbarh(void) const { return lbarh; } // HTailArm / cbar
 150   inline double Getlbarv(void) const { return lbarv; } // VTailArm / cbar
 151   inline double Getvbarh(void) const { return vbarh; } // H. Tail Volume
 152   inline double Getvbarv(void) const { return vbarv; } // V. Tail Volume
 153   inline FGColumnVector3& GetMoments(void) { return vMoments; }
 154   inline double GetMoments(int idx) const { return vMoments(idx); }
 155   inline FGColumnVector3& GetForces(void) { return vForces; }
 156   inline double GetForces(int idx) const { return vForces(idx); }
 157   inline FGColumnVector3& GetBodyAccel(void) { return vBodyAccel; }
 158   inline FGColumnVector3& GetNcg   (void)  { return vNcg; }
 159   inline FGColumnVector3& GetXYZrp(void) { return vXYZrp; }
 160   inline FGColumnVector3& GetXYZep(void) { return vXYZep; }
 161   inline double GetXYZrp(int idx) const { return vXYZrp(idx); }
 162   inline double GetXYZep(int idx) const { return vXYZep(idx); }
 163   inline void SetAircraftName(string name) {AircraftName = name;}
 164
 165   float GetNlf(void);
 166
 167   inline FGColumnVector3& GetNwcg(void) { return vNwcg; }
 168
 169   void bind(void);
 170   void unbind(void);
 171
 172 private:
 173   FGColumnVector3 vMoments;
 174   FGColumnVector3 vForces;
 175   FGColumnVector3 vXYZrp;
 176   FGColumnVector3 vXYZep;
 177   FGColumnVector3 vEuler;
 178   FGColumnVector3 vDXYZcg;
 179   FGColumnVector3 vBodyAccel;
 180   FGColumnVector3 vNcg;
 181   FGColumnVector3 vNwcg;
 182
 183   double WingArea, WingSpan, cbar, WingIncidence;
 184   double HTailArea, VTailArea, HTailArm, VTailArm;
 185   double lbarh,lbarv,vbarh,vbarv;
 186   string AircraftName;
 187
 188   void Debug(int from);
 189 };
 190
 191 } // namespace JSBSim
 192 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 193 #endif
 194