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 "FGConfigFile.h"
  57 #include "FGColumnVector3.h"
  58
  59 /*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  60 DEFINITIONS
  61 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
  62
  63 #define ID_AIRCRAFT "$Id$"
  64
  65 /*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  66 FORWARD DECLARATIONS
  67 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
  68
  69 namespace JSBSim {
  70
  71 /*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  72 CLASS DOCUMENTATION
  73 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
  74
  75 /** Encapsulates an Aircraft and its systems.
  76     Owns all the parts (other classes) which make up this aircraft. This includes
  77     the Engines, Tanks, Propellers, Nozzles, Aerodynamic and Mass properties,
  78     landing gear, etc. These constituent parts may actually run as separate
  79     JSBSim models themselves, but the responsibility for initializing them and
  80     for retrieving their force and moment contributions falls to FGAircraft.
  81     @author Jon S. Berndt
  82     @version $Id$
  83     @see Cooke, Zyda, Pratt, and McGhee, "NPSNET: Flight Simulation Dynamic Modeling
  84            Using Quaternions", Presence, Vol. 1, No. 4, pp. 404-420  Naval Postgraduate
  85            School, January 1994
  86     @see D. M. Henderson, "Euler Angles, Quaternions, and Transformation Matrices",
  87      JSC 12960, July 1977
  88     @see Richard E. McFarland, "A Standard Kinematic Model for Flight Simulation at
  89      NASA-Ames", NASA CR-2497, January 1975
  90     @see Barnes W. McCormick, "Aerodynamics, Aeronautics, and Flight Mechanics",
  91      Wiley & Sons, 1979 ISBN 0-471-03032-5
  92     @see Bernard Etkin, "Dynamics of Flight, Stability and Control", Wiley & Sons,
  93      1982 ISBN 0-471-08936-2
  94 */
  95
  96 /*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  97 CLASS DECLARATION
  98 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
  99
 100 class FGAircraft : public FGModel {
 101 public:
 102   /** Constructor
 103       @param Executive a pointer to the parent executive object */
 104   FGAircraft(FGFDMExec *Executive);
 105
 106   /// Destructor
 107   ~FGAircraft();
 108
 109   /** Runs the Aircraft model; called by the Executive
 110       @see JSBSim.cpp documentation
 111       @return false if no error */
 112   bool Run(void);
 113
 114   /** Loads the aircraft.
 115       The executive calls this method to load the aircraft into JSBSim.
 116       @param AC_cfg a pointer to the config file instance
 117       @return true if successful */
 118   bool Load(FGConfigFile* AC_cfg);
 119
 120   /** Gets the aircraft name
 121       @return the name of the aircraft as a string type */
 122   inline string GetAircraftName(void) { return AircraftName; }
 123
 124   /// Gets the wing area
 125   double GetWingArea(void) const { return WingArea; }
 126   /// Gets the wing span
 127   double GetWingSpan(void) const { return WingSpan; }
 128   /// Gets the average wing chord
 129   double Getcbar(void) const { return cbar; }
 130   inline double GetWingIncidence(void) const { return WingIncidence; }
 131   inline double GetHTailArea(void) const { return HTailArea; }
 132   inline double GetHTailArm(void)  const { return HTailArm; }
 133   inline double GetVTailArea(void) const { return VTailArea; }
 134   inline double GetVTailArm(void)  const { return VTailArm; }
 135   inline double Getlbarh(void) const { return lbarh; } // HTailArm / cbar
 136   inline double Getlbarv(void) const { return lbarv; } // VTailArm / cbar
 137   inline double Getvbarh(void) const { return vbarh; } // H. Tail Volume
 138   inline double Getvbarv(void) const { return vbarv; } // V. Tail Volume
 139   inline FGColumnVector3& GetMoments(void) { return vMoments; }
 140   inline double GetMoments(int idx) const { return vMoments(idx); }
 141   inline FGColumnVector3& GetForces(void) { return vForces; }
 142   inline double GetForces(int idx) const { return vForces(idx); }
 143   inline FGColumnVector3& GetBodyAccel(void) { return vBodyAccel; }
 144   inline double GetBodyAccel(int idx) { return vBodyAccel(idx); }
 145   inline FGColumnVector3& GetNcg   (void)  { return vNcg; }
 146   inline double GetNcg(int idx)  { return vNcg(idx); }
 147   inline FGColumnVector3& GetXYZrp(void) { return vXYZrp; }
 148   inline FGColumnVector3& GetXYZvrp(void) { return vXYZvrp; }
 149   inline FGColumnVector3& GetXYZep(void) { return vXYZep; }
 150   inline double GetXYZrp(int idx) const { return vXYZrp(idx); }
 151   inline double GetXYZvrp(int idx) const { return vXYZvrp(idx); }
 152   inline double GetXYZep(int idx) const { return vXYZep(idx); }
 153   inline void SetAircraftName(string name) {AircraftName = name;}
 154
 155   double GetNlf(void);
 156
 157   inline FGColumnVector3& GetNwcg(void) { return vNwcg; }
 158
 159   void bind(void);
 160   void unbind(void);
 161
 162 private:
 163   FGColumnVector3 vMoments;
 164   FGColumnVector3 vForces;
 165   FGColumnVector3 vXYZrp;
 166   FGColumnVector3 vXYZvrp;
 167   FGColumnVector3 vXYZep;
 168   FGColumnVector3 vDXYZcg;
 169   FGColumnVector3 vBodyAccel;
 170   FGColumnVector3 vNcg;
 171   FGColumnVector3 vNwcg;
 172
 173   double WingArea, WingSpan, cbar, WingIncidence;
 174   double HTailArea, VTailArea, HTailArm, VTailArm;
 175   double lbarh,lbarv,vbarh,vbarv;
 176   string AircraftName;
 177
 178   void Debug(int from);
 179 };
 180
 181 } // namespace JSBSim
 182 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 183 #endif
 184