src/FDM/JSBSim/FGEngine.cpp

   1 /*******************************************************************************
   2
   3  Module:       FGEngine.cpp
   4  Author:       Jon Berndt
   5  Date started: 01/21/99
   6  Called by:    FGAircraft
   7
   8  ------------- Copyright (C) 1999  Jon S. Berndt (jsb@hal-pc.org) -------------
   9
  10  This program is free software; you can redistribute it and/or modify it under
  11  the terms of the GNU General Public License as published by the Free Software
  12  Foundation; either version 2 of the License, or (at your option) any later
  13  version.
  14
  15  This program is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
  16  ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS
  17  FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for more
  18  details.
  19
  20  You should have received a copy of the GNU General Public License along with
  21  this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc., 59 Temple
  22  Place - Suite 330, Boston, MA  02111-1307, USA.
  23
  24  Further information about the GNU General Public License can also be found on
  25  the world wide web at http://www.gnu.org.
  26
  27 FUNCTIONAL DESCRIPTION
  28 --------------------------------------------------------------------------------
  29 See header file.
  30
  31 HISTORY
  32 --------------------------------------------------------------------------------
  33 01/21/99   JSB   Created
  34 09/03/99   JSB   Changed Rocket thrust equation to correct -= Thrust instead of
  35                  += Thrust (thanks to Tony Peden)
  36
  37 ********************************************************************************
  38 INCLUDES
  39 *******************************************************************************/
  40
  41 #ifdef FGFS
  42 #  include <simgear/compiler.h>
  43 #  ifdef FG_HAVE_STD_INCLUDES
  44 #    include <fstream>
  45 #  else
  46 #    include <fstream.h>
  47 #  endif
  48 #else
  49 #  include <fstream>
  50 #endif
  51
  52 #include "FGEngine.h"
  53 #include "FGState.h"
  54 #include "FGFDMExec.h"
  55 #include "FGAtmosphere.h"
  56 #include "FGFCS.h"
  57 #include "FGAircraft.h"
  58 #include "FGTranslation.h"
  59 #include "FGRotation.h"
  60 #include "FGPosition.h"
  61 #include "FGAuxiliary.h"
  62 #include "FGOutput.h"
  63 #include "FGDefs.h"
  64
  65 /*******************************************************************************
  66 ************************************ CODE **************************************
  67 *******************************************************************************/
  68
  69
  70 FGEngine::FGEngine(FGFDMExec* fdex, string enginePath, string engineName, int num) {
  71   string fullpath;
  72   string tag;
  73
  74   FDMExec = fdex;
  75
  76   State       = FDMExec->GetState();
  77   Atmosphere  = FDMExec->GetAtmosphere();
  78   FCS         = FDMExec->GetFCS();
  79   Aircraft    = FDMExec->GetAircraft();
  80   Translation = FDMExec->GetTranslation();
  81   Rotation    = FDMExec->GetRotation();
  82   Position    = FDMExec->GetPosition();
  83   Auxiliary   = FDMExec->GetAuxiliary();
  84   Output      = FDMExec->GetOutput();
  85
  86   Name = engineName;
  87   fullpath = enginePath + "/" + engineName + ".dat";
  88   ifstream enginefile(fullpath.c_str());
  89
  90   if (enginefile) {
  91     enginefile >> tag;
  92
  93     if      (tag == "ROCKET")    Type = etRocket;
  94     else if (tag == "PISTON")    Type = etPiston;
  95     else if (tag == "TURBOPROP") Type = etTurboProp;
  96     else if (tag == "TURBOJET")  Type = etTurboJet;
  97     else                         Type = etUnknown;
  98
  99     switch(Type) {
 100     case etUnknown:
 101       cerr << "Unknown engine type: " << tag << endl;
 102       break;
 103     case etPiston:
 104       enginefile >> X;
 105       enginefile >> Y;
 106       enginefile >> Z;
 107       enginefile >> EnginePitch;
 108       enginefile >> EngineYaw;
 109       enginefile >> BrakeHorsePower;
 110       enginefile >> MaxThrottle;
 111       enginefile >> MinThrottle;
 112       enginefile >> SLFuelFlowMax;
 113       enginefile >> SpeedSlope;
 114       enginefile >> SpeedIntercept;
 115       enginefile >> AltitudeSlope;
 116
 117       break;
 118     case etRocket:
 119       enginefile >> X;
 120       enginefile >> Y;
 121       enginefile >> Z;
 122       enginefile >> EnginePitch;
 123       enginefile >> EngineYaw;
 124       enginefile >> SLThrustMax;
 125       enginefile >> VacThrustMax;
 126       enginefile >> MaxThrottle;
 127       enginefile >> MinThrottle;
 128       enginefile >> SLFuelFlowMax;
 129       enginefile >> SLOxiFlowMax;
 130       break;
 131     }
 132
 133     enginefile.close();
 134   } else {
 135     cerr << "Unable to open engine definition file " << fullpath << endl;
 136   }
 137
 138   EngineNumber = num;
 139   Thrust = PctPower = 0.0;
 140   Starved = Flameout = false;
 141 }
 142
 143
 144 FGEngine::~FGEngine(void) {}
 145
 146
 147
 148 float FGEngine::CalcRocketThrust(void) {
 149   float lastThrust;
 150
 151   Throttle = FCS->GetThrottlePos(EngineNumber);
 152   lastThrust = Thrust;                 // last actual thrust
 153
 154   if (Throttle < MinThrottle || Starved) {
 155     PctPower = Thrust = 0.0; // desired thrust
 156     Flameout = true;
 157   } else {
 158     PctPower = Throttle / MaxThrottle;
 159     Thrust = PctPower*((1.0 - Atmosphere->GetDensityRatio())*(VacThrustMax - SLThrustMax) +
 160                        SLThrustMax); // desired thrust
 161     Flameout = false;
 162   }
 163
 164
 165   Thrust -= 0.8*(Thrust - lastThrust); // actual thrust
 166
 167   return Thrust;
 168 }
 169
 170
 171 float FGEngine::CalcPistonThrust(void) {
 172   float v,h,pa;
 173
 174   Throttle = FCS->GetThrottlePos(EngineNumber);
 175   Throttle /= 100;
 176
 177   v=Translation->GetVt();
 178   h=Position->Geth();
 179   if(v < 10)
 180     v=10;
 181   if(h < 0)
 182     h=0;
 183
 184   pa=(SpeedSlope*v + SpeedIntercept)*(1 +AltitudeSlope*h)*BrakeHorsePower;
 185
 186   Thrust= Throttle*(pa*HPTOFTLBSSEC)/v;
 187
 188   return Thrust;
 189 }
 190
 191
 192 float FGEngine::CalcThrust(void) {
 193   switch(Type) {
 194   case etRocket:
 195     return CalcRocketThrust();
 196     // break;
 197   case etPiston:
 198     return CalcPistonThrust();
 199     // break;
 200   default:
 201     return 9999.0;
 202     // break;
 203   }
 204
 205 }
 206
 207 float FGEngine::CalcFuelNeed() {
 208   FuelNeed = SLFuelFlowMax*PctPower;
 209   return FuelNeed;
 210 }
 211
 212
 213 float FGEngine::CalcOxidizerNeed() {
 214   OxidizerNeed = SLOxiFlowMax*PctPower;
 215   return OxidizerNeed;
 216 }
 217