src/FDM/JSBSim/FGLGear.cpp

   1 /*******************************************************************************
   2
   3  Module:       FGLGear.cpp
   4  Author:       Jon S. Berndt
   5  Date started: 11/18/99
   6  Purpose:      Encapsulates the landing gear elements
   7  Called by:    FGAircraft
   8
   9  ------------- Copyright (C) 1999  Jon S. Berndt (jsb@hal-pc.org) -------------
  10
  11  This program is free software; you can redistribute it and/or modify it under
  12  the terms of the GNU General Public License as published by the Free Software
  13  Foundation; either version 2 of the License, or (at your option) any later
  14  version.
  15
  16  This program is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
  17  ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS
  18  FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for more
  19  details.
  20
  21  You should have received a copy of the GNU General Public License along with
  22  this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc., 59 Temple
  23  Place - Suite 330, Boston, MA  02111-1307, USA.
  24
  25  Further information about the GNU General Public License can also be found on
  26  the world wide web at http://www.gnu.org.
  27
  28 FUNCTIONAL DESCRIPTION
  29 --------------------------------------------------------------------------------
  30
  31 HISTORY
  32 --------------------------------------------------------------------------------
  33 11/18/99   JSB   Created
  34
  35 ********************************************************************************
  36 INCLUDES
  37 *******************************************************************************/
  38
  39 #include "FGLGear.h"
  40 #include <algorithm>
  41
  42 /*******************************************************************************
  43 ************************************ CODE **************************************
  44 *******************************************************************************/
  45
  46
  47 FGLGear::FGLGear(FGConfigFile* AC_cfg, FGFDMExec* fdmex) : vXYZ(3),
  48                                                            vMoment(3),
  49                                                            vWhlBodyVec(3),
  50                                                            Exec(fdmex)
  51 {
  52   string tmp;
  53   *AC_cfg >> tmp >> name >> vXYZ(1) >> vXYZ(2) >> vXYZ(3)
  54             >> kSpring >> bDamp >> statFCoeff >> brakeCoeff;
  55
  56
  57   cout << "    Name: " << name << endl;
  58   cout << "      Location: " << vXYZ << endl;
  59   cout << "      Spring Constant: " << kSpring << endl;
  60   cout << "      Damping Constant: " << bDamp << endl;
  61   cout << "      Rolling Resistance: " << statFCoeff << endl;
  62   cout << "      Braking Coeff: " << brakeCoeff << endl;
  63
  64   State       = Exec->GetState();
  65   Aircraft    = Exec->GetAircraft();
  66   Position    = Exec->GetPosition();
  67   Rotation    = Exec->GetRotation();
  68
  69
  70   WOW = false;
  71   ReportEnable=true;
  72   FirstContact = false;
  73   Reported = false;
  74   DistanceTraveled = 0.0;
  75   MaximumStrutForce = MaximumStrutTravel = 0.0;
  76 }
  77
  78
  79 /******************************************************************************/
  80
  81 FGLGear::~FGLGear(void)
  82 {
  83 }
  84
  85 /******************************************************************************/
  86
  87 FGColumnVector FGLGear::Force(void)
  88 {
  89   FGColumnVector vForce(3);
  90   FGColumnVector vLocalForce(3);
  91   FGColumnVector vLocalGear(3);     // Vector: CG to this wheel (Local)
  92   FGColumnVector vWhlVelVec(3);     // Velocity of this wheel (Local)
  93
  94   vWhlBodyVec     = (vXYZ - Aircraft->GetXYZcg()) / 12.0;
  95   vWhlBodyVec(eX) = -vWhlBodyVec(eX);
  96   vWhlBodyVec(eZ) = -vWhlBodyVec(eZ);
  97
  98   vLocalGear = State->GetTb2l() * vWhlBodyVec;
  99
 100   compressLength = vLocalGear(eZ) - Position->GetDistanceAGL();
 101
 102   if (compressLength > 0.00) {
 103
 104     WOW = true;
 105     vWhlVelVec      =  State->GetTb2l() * (Rotation->GetPQR() * vWhlBodyVec);
 106     vWhlVelVec     +=  Position->GetVel();
 107
 108     compressSpeed   =  vWhlVelVec(eZ);
 109
 110     if (!FirstContact) {
 111       FirstContact  = true;
 112       SinkRate      =  compressSpeed;
 113       GroundSpeed   =  Position->GetVel().Magnitude();
 114     }
 115
 116     vWhlVelVec      = -1.0 * vWhlVelVec.Normalize();
 117     vWhlVelVec(eZ)  =  0.00;
 118
 119     vLocalForce(eZ) =  min(-compressLength * kSpring - compressSpeed * bDamp, (float)0.0);
 120     vLocalForce(eX) =  fabs(vLocalForce(eZ) * statFCoeff) * vWhlVelVec(eX);
 121     vLocalForce(eY) =  fabs(vLocalForce(eZ) * statFCoeff) * vWhlVelVec(eY);
 122
 123     MaximumStrutForce = max(MaximumStrutForce, fabs(vLocalForce(eZ)));
 124     MaximumStrutTravel = max(MaximumStrutTravel, fabs(compressLength));
 125
 126     vForce  = State->GetTl2b() * vLocalForce ;
 127     vMoment = vWhlBodyVec * vForce;
 128     cout << "      Force: " << vForce << endl;
 129     cout << "      Moment: " << vMoment << endl;
 130
 131
 132   } else {
 133
 134     WOW = false;
 135
 136     if (Position->GetDistanceAGL() > 200.0) {
 137       FirstContact = false;
 138       Reported = false;
 139       DistanceTraveled = 0.0;
 140       MaximumStrutForce = MaximumStrutTravel = 0.0;
 141     }
 142
 143     vForce.InitMatrix();
 144     vMoment.InitMatrix();
 145   }
 146
 147   if (FirstContact) {
 148     DistanceTraveled += Position->GetVel().Magnitude()*State->Getdt()*Aircraft->GetRate();
 149   }
 150
 151   if (ReportEnable && Position->GetVel().Magnitude() <= 0.05 && !Reported) {
 152     Report();
 153   }
 154   return vForce;
 155 }
 156
 157 /******************************************************************************/
 158
 159 void FGLGear::Report(void)
 160 {
 161   cout << endl << "Touchdown report for " << name << endl;
 162   cout << "  Sink rate at contact:  " << SinkRate                << " fps,    "
 163                               << SinkRate*0.3408          << " mps"     << endl;
 164   cout << "  Contact ground speed:  " << GroundSpeed*.5925       << " knots,  "
 165                               << GroundSpeed*0.3408       << " mps"     << endl;
 166   cout << "  Maximum contact force: " << MaximumStrutForce       << " lbs,    "
 167                               << MaximumStrutForce*4.448  << " Newtons" << endl;
 168   cout << "  Maximum strut travel:  " << MaximumStrutTravel*12.0 << " inches, "
 169                               << MaximumStrutTravel*30.48 << " cm"      << endl;
 170   cout << "  Distance traveled:     " << DistanceTraveled        << " ft,     "
 171                               << DistanceTraveled*0.3408  << " meters"  << endl;
 172   Reported = true;
 173 }
 174