src/FDM/JSBSim/models/propulsion/FGPiston.cpp

   1 /*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
   2
   3  Module:       FGPiston.cpp
   4  Author:       Jon S. Berndt, JSBSim framework
   5                Dave Luff, Piston engine model
   6                Ronald Jensen, Piston engine model
   7  Date started: 09/12/2000
   8  Purpose:      This module models a Piston engine
   9
  10  ------------- Copyright (C) 2000  Jon S. Berndt (jon@jsbsim.org) --------------
  11
  12  This program is free software; you can redistribute it and/or modify it under
  13  the terms of the GNU Lesser General Public License as published by the Free Software
  14  Foundation; either version 2 of the License, or (at your option) any later
  15  version.
  16
  17  This program is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
  18  ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS
  19  FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU Lesser General Public License for more
  20  details.
  21
  22  You should have received a copy of the GNU Lesser General Public License along with
  23  this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc., 59 Temple
  24  Place - Suite 330, Boston, MA  02111-1307, USA.
  25
  26  Further information about the GNU Lesser General Public License can also be found on
  27  the world wide web at http://www.gnu.org.
  28
  29 FUNCTIONAL DESCRIPTION
  30 --------------------------------------------------------------------------------
  31
  32 This class descends from the FGEngine class and models a Piston engine based on
  33 parameters given in the engine config file for this class
  34
  35 HISTORY
  36 --------------------------------------------------------------------------------
  37 09/12/2000  JSB  Created
  38
  39 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  40 INCLUDES
  41 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
  42
  43 #include <iostream>
  44 #include <sstream>
  45
  46 #include "FGPiston.h"
  47 #include "FGPropeller.h"
  48
  49 using namespace std;
  50
  51 namespace JSBSim {
  52
  53 static const char *IdSrc = "$Id: FGPiston.cpp,v 1.71 2012/04/07 01:50:54 jentron Exp $";
  54 static const char *IdHdr = ID_PISTON;
  55
  56 /*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  57 CLASS IMPLEMENTATION
  58 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
  59
  60 FGPiston::FGPiston(FGFDMExec* exec, Element* el, int engine_number, struct Inputs& input)
  61   : FGEngine(exec, el, engine_number, input),
  62   R_air(287.3),                  // Gas constant for air J/Kg/K
  63   rho_fuel(800),                 // estimate
  64   calorific_value_fuel(47.3e6),  // J/Kg
  65   Cp_air(1005),                  // Specific heat (constant pressure) J/Kg/K
  66   Cp_fuel(1700),
  67   standard_pressure(101320.73)
  68 {
  69   Element *table_element;
  70   string token;
  71   string name="";
  72
  73   // Defaults and initializations
  74
  75   Type = etPiston;
  76
  77   // These items are read from the configuration file
  78   // Defaults are from a Lycoming O-360, more or less
  79
  80   Cycles = 4;
  81   IdleRPM = 600;
  82   MaxRPM = 2800;
  83   Displacement = 360;
  84   SparkFailDrop = 1.0;
  85   MaxHP = 200;
  86   MinManifoldPressure_inHg = 6.5;
  87   MaxManifoldPressure_inHg = 28.5;
  88   ManifoldPressureLag=1.0;
  89   ISFC = -1;
  90   volumetric_efficiency = 0.85;
  91   Bore = 5.125;
  92   Stroke = 4.375;
  93   Cylinders = 4;
  94   CylinderHeadMass = 2; //kg
  95   CompressionRatio = 8.5;
  96   Z_airbox = -999;
  97   Ram_Air_Factor = 1;
  98   PeakMeanPistonSpeed_fps = 100;
  99   FMEPDynamic= 18400;
 100   FMEPStatic = 46500;
 101   Cooling_Factor = 0.5144444;
 102   StaticFriction_HP = 1.5;
 103   StarterGain = 1.;
 104   StarterTorque = -1.;
 105   StarterRPM = -1.;
 106
 107   // These are internal program variables
 108
 109   Lookup_Combustion_Efficiency = 0;
 110   Mixture_Efficiency_Correlation = 0;
 111   crank_counter = 0;
 112   Magnetos = 0;
 113   minMAP = 21950;
 114   maxMAP = 96250;
 115
 116   ResetToIC();
 117
 118   // Supercharging
 119   BoostSpeeds = 0;  // Default to no supercharging
 120   BoostSpeed = 0;
 121   Boosted = false;
 122   BoostOverride = 0;
 123   BoostManual = 0;
 124   bBoostOverride = false;
 125   bTakeoffBoost = false;
 126   TakeoffBoost = 0.0;   // Default to no extra takeoff-boost
 127   BoostLossFactor = 0.0;   // Default to free boost
 128
 129   int i;
 130   for (i=0; i<FG_MAX_BOOST_SPEEDS; i++) {
 131     RatedBoost[i] = 0.0;
 132     RatedPower[i] = 0.0;
 133     RatedAltitude[i] = 0.0;
 134     BoostMul[i] = 1.0;
 135     RatedMAP[i] = 100000;
 136     RatedRPM[i] = 2500;
 137     TakeoffMAP[i] = 100000;
 138   }
 139   for (i=0; i<FG_MAX_BOOST_SPEEDS-1; i++) {
 140     BoostSwitchAltitude[i] = 0.0;
 141     BoostSwitchPressure[i] = 0.0;
 142   }
 143
 144   // Read inputs from engine data file where present.
 145
 146   if (el->FindElement("minmp"))
 147     MinManifoldPressure_inHg = el->FindElementValueAsNumberConvertTo("minmp","INHG");
 148   if (el->FindElement("maxmp"))
 149     MaxManifoldPressure_inHg = el->FindElementValueAsNumberConvertTo("maxmp","INHG");
 150   if (el->FindElement("man-press-lag"))
 151     ManifoldPressureLag = el->FindElementValueAsNumber("man-press-lag");
 152   if (el->FindElement("displacement"))
 153     Displacement = el->FindElementValueAsNumberConvertTo("displacement","IN3");
 154   if (el->FindElement("maxhp"))
 155     MaxHP = el->FindElementValueAsNumberConvertTo("maxhp","HP");
 156   if (el->FindElement("static-friction"))
 157     StaticFriction_HP = el->FindElementValueAsNumberConvertTo("static-friction","HP");
 158   if (el->FindElement("sparkfaildrop"))
 159     SparkFailDrop = Constrain(0, 1 - el->FindElementValueAsNumber("sparkfaildrop"), 1);
 160   if (el->FindElement("cycles"))
 161     Cycles = el->FindElementValueAsNumber("cycles");
 162   if (el->FindElement("idlerpm"))
 163     IdleRPM = el->FindElementValueAsNumber("idlerpm");
 164   if (el->FindElement("maxrpm"))
 165     MaxRPM = el->FindElementValueAsNumber("maxrpm");
 166   if (el->FindElement("maxthrottle"))
 167     MaxThrottle = el->FindElementValueAsNumber("maxthrottle");
 168   if (el->FindElement("minthrottle"))
 169     MinThrottle = el->FindElementValueAsNumber("minthrottle");
 170   if (el->FindElement("bsfc"))
 171     ISFC = el->FindElementValueAsNumberConvertTo("bsfc", "LBS/HP*HR");
 172   if (el->FindElement("volumetric-efficiency"))
 173     volumetric_efficiency = el->FindElementValueAsNumber("volumetric-efficiency");
 174   if (el->FindElement("compression-ratio"))
 175     CompressionRatio = el->FindElementValueAsNumber("compression-ratio");
 176   if (el->FindElement("bore"))
 177     Bore = el->FindElementValueAsNumberConvertTo("bore","IN");
 178   if (el->FindElement("stroke"))
 179     Stroke = el->FindElementValueAsNumberConvertTo("stroke","IN");
 180   if (el->FindElement("cylinders"))
 181     Cylinders = el->FindElementValueAsNumber("cylinders");
 182   if (el->FindElement("cylinder-head-mass"))
 183     CylinderHeadMass = el->FindElementValueAsNumberConvertTo("cylinder-head-mass","KG");
 184   if (el->FindElement("air-intake-impedance-factor"))
 185     Z_airbox = el->FindElementValueAsNumber("air-intake-impedance-factor");
 186   if (el->FindElement("ram-air-factor"))
 187     Ram_Air_Factor  = el->FindElementValueAsNumber("ram-air-factor");
 188   if (el->FindElement("cooling-factor"))
 189     Cooling_Factor  = el->FindElementValueAsNumber("cooling-factor");
 190   if (el->FindElement("starter-rpm"))
 191     StarterRPM  = el->FindElementValueAsNumber("starter-rpm");
 192   if (el->FindElement("starter-torque"))
 193     StarterTorque  = el->FindElementValueAsNumber("starter-torque");
 194   if (el->FindElement("dynamic-fmep"))
 195     FMEPDynamic= el->FindElementValueAsNumberConvertTo("dynamic-fmep","PA");
 196   if (el->FindElement("static-fmep"))
 197     FMEPStatic = el->FindElementValueAsNumberConvertTo("static-fmep","PA");
 198   if (el->FindElement("peak-piston-speed"))
 199     PeakMeanPistonSpeed_fps  = el->FindElementValueAsNumber("peak-piston-speed");
 200   if (el->FindElement("numboostspeeds")) { // Turbo- and super-charging parameters
 201     BoostSpeeds = (int)el->FindElementValueAsNumber("numboostspeeds");
 202     if (el->FindElement("boostoverride"))
 203       BoostOverride = (int)el->FindElementValueAsNumber("boostoverride");
 204     if (el->FindElement("boostmanual"))
 205       BoostManual = (int)el->FindElementValueAsNumber("boostmanual");
 206     if (el->FindElement("takeoffboost"))
 207       TakeoffBoost = el->FindElementValueAsNumberConvertTo("takeoffboost", "PSI");
 208     if (el->FindElement("boost-loss-factor"))
 209       BoostLossFactor = el->FindElementValueAsNumber("boost-loss-factor");
 210     if (el->FindElement("ratedboost1"))
 211       RatedBoost[0] = el->FindElementValueAsNumberConvertTo("ratedboost1", "PSI");
 212     if (el->FindElement("ratedboost2"))
 213       RatedBoost[1] = el->FindElementValueAsNumberConvertTo("ratedboost2", "PSI");
 214     if (el->FindElement("ratedboost3"))
 215       RatedBoost[2] = el->FindElementValueAsNumberConvertTo("ratedboost3", "PSI");
 216     if (el->FindElement("ratedpower1"))
 217       RatedPower[0] = el->FindElementValueAsNumberConvertTo("ratedpower1", "HP");
 218     if (el->FindElement("ratedpower2"))
 219       RatedPower[1] = el->FindElementValueAsNumberConvertTo("ratedpower2", "HP");
 220     if (el->FindElement("ratedpower3"))
 221       RatedPower[2] = el->FindElementValueAsNumberConvertTo("ratedpower3", "HP");
 222     if (el->FindElement("ratedrpm1"))
 223       RatedRPM[0] = el->FindElementValueAsNumber("ratedrpm1");
 224     if (el->FindElement("ratedrpm2"))
 225       RatedRPM[1] = el->FindElementValueAsNumber("ratedrpm2");
 226     if (el->FindElement("ratedrpm3"))
 227       RatedRPM[2] = el->FindElementValueAsNumber("ratedrpm3");
 228     if (el->FindElement("ratedaltitude1"))
 229       RatedAltitude[0] = el->FindElementValueAsNumberConvertTo("ratedaltitude1", "FT");
 230     if (el->FindElement("ratedaltitude2"))
 231       RatedAltitude[1] = el->FindElementValueAsNumberConvertTo("ratedaltitude2", "FT");
 232     if (el->FindElement("ratedaltitude3"))
 233       RatedAltitude[2] = el->FindElementValueAsNumberConvertTo("ratedaltitude3", "FT");
 234   }
 235
 236   while((table_element = el->FindNextElement("table")) != 0) {
 237     name = table_element->GetAttributeValue("name");
 238     try {
 239       if (name == "COMBUSTION") {
 240         Lookup_Combustion_Efficiency = new FGTable(PropertyManager, table_element);
 241       } else if (name == "MIXTURE") {
 242         Mixture_Efficiency_Correlation = new FGTable(PropertyManager, table_element);
 243       } else {
 244         cerr << "Unknown table type: " << name << " in piston engine definition." << endl;
 245       }
 246     } catch (std::string str) {
 247       throw("Error loading piston engine table:" + name + ". " + str);
 248     }
 249   }
 250
 251
 252   volumetric_efficiency_reduced = volumetric_efficiency;
 253
 254   if(StarterRPM < 0.) StarterRPM = 2*IdleRPM;
 255   if(StarterTorque < 0)
 256     StarterTorque = (MaxHP)*0.4; //just a wag.
 257
 258   displacement_SI = Displacement * in3tom3;
 259   RatedMeanPistonSpeed_fps =  ( MaxRPM * Stroke) / (360); // AKA 2 * (RPM/60) * ( Stroke / 12) or 2NS
 260
 261   // Create IFSC to match the engine if not provided
 262   if (ISFC < 0) {
 263       double pmep = 29.92 - MaxManifoldPressure_inHg;
 264       pmep *= inhgtopa  * volumetric_efficiency;
 265       double fmep = (FMEPDynamic * RatedMeanPistonSpeed_fps * fttom + FMEPStatic);
 266       double hp_loss = ((pmep + fmep) * displacement_SI * MaxRPM)/(Cycles*22371);
 267       ISFC = ( 1.1*Displacement * MaxRPM * volumetric_efficiency *(MaxManifoldPressure_inHg / 29.92) ) / (9411 * (MaxHP+hp_loss-StaticFriction_HP));
 268 // cout <<"FMEP: "<< fmep <<" PMEP: "<< pmep << " hp_loss: " <<hp_loss <<endl;
 269   }
 270   if ( MaxManifoldPressure_inHg > 29.9 ) {   // Don't allow boosting with a bogus number
 271       MaxManifoldPressure_inHg = 29.9;
 272   }
 273   minMAP = MinManifoldPressure_inHg * inhgtopa;  // inHg to Pa
 274   maxMAP = MaxManifoldPressure_inHg * inhgtopa;
 275
 276 // For throttle
 277 /*
 278  * Pm = ( Ze / ( Ze + Zi + Zt ) ) * Pa
 279  * Where:
 280  * Pm = Manifold Pressure
 281  * Pa = Ambient Pressre
 282  * Ze = engine impedance, Ze is effectively 1 / Mean Piston Speed
 283  * Zi = airbox impedance
 284  * Zt = throttle impedance
 285  *
 286  * For the calculation below throttle is fully open or Zt = 0
 287  *
 288  *
 289  *
 290  */
 291   if(Z_airbox < 0.0){
 292     double Ze=PeakMeanPistonSpeed_fps/RatedMeanPistonSpeed_fps; // engine impedence
 293     Z_airbox = (standard_pressure *Ze / maxMAP) - Ze; // impedence of airbox
 294   }
 295   // Constant for Throttle impedence
 296   Z_throttle=(PeakMeanPistonSpeed_fps/((IdleRPM * Stroke) / 360))*(standard_pressure/minMAP - 1) - Z_airbox;
 297   //  Z_throttle=(MaxRPM/IdleRPM )*(standard_pressure/minMAP+2); // Constant for Throttle impedence
 298
 299 // Default tables if not provided in the configuration file
 300   if(Lookup_Combustion_Efficiency == 0) {
 301     // First column is thi, second is neta (combustion efficiency)
 302     Lookup_Combustion_Efficiency = new FGTable(12);
 303     *Lookup_Combustion_Efficiency << 0.00 << 0.980;
 304     *Lookup_Combustion_Efficiency << 0.90 << 0.980;
 305     *Lookup_Combustion_Efficiency << 1.00 << 0.970;
 306     *Lookup_Combustion_Efficiency << 1.05 << 0.950;
 307     *Lookup_Combustion_Efficiency << 1.10 << 0.900;
 308     *Lookup_Combustion_Efficiency << 1.15 << 0.850;
 309     *Lookup_Combustion_Efficiency << 1.20 << 0.790;
 310     *Lookup_Combustion_Efficiency << 1.30 << 0.700;
 311     *Lookup_Combustion_Efficiency << 1.40 << 0.630;
 312     *Lookup_Combustion_Efficiency << 1.50 << 0.570;
 313     *Lookup_Combustion_Efficiency << 1.60 << 0.525;
 314     *Lookup_Combustion_Efficiency << 2.00 << 0.345;
 315   }
 316
 317     // First column is Fuel/Air Ratio, second is neta (mixture efficiency)
 318   if( Mixture_Efficiency_Correlation == 0) {
 319     Mixture_Efficiency_Correlation = new FGTable(15);
 320     *Mixture_Efficiency_Correlation << 0.05000 << 0.00000;
 321     *Mixture_Efficiency_Correlation << 0.05137 << 0.00862;
 322     *Mixture_Efficiency_Correlation << 0.05179 << 0.21552;
 323     *Mixture_Efficiency_Correlation << 0.05430 << 0.48276;
 324     *Mixture_Efficiency_Correlation << 0.05842 << 0.70690;
 325     *Mixture_Efficiency_Correlation << 0.06312 << 0.83621;
 326     *Mixture_Efficiency_Correlation << 0.06942 << 0.93103;
 327     *Mixture_Efficiency_Correlation << 0.07786 << 1.00000;
 328     *Mixture_Efficiency_Correlation << 0.08845 << 1.00000;
 329     *Mixture_Efficiency_Correlation << 0.09270 << 0.98276;
 330     *Mixture_Efficiency_Correlation << 0.10120 << 0.93103;
 331     *Mixture_Efficiency_Correlation << 0.11455 << 0.72414;
 332     *Mixture_Efficiency_Correlation << 0.12158 << 0.45690;
 333     *Mixture_Efficiency_Correlation << 0.12435 << 0.23276;
 334     *Mixture_Efficiency_Correlation << 0.12500 << 0.00000;
 335   }
 336
 337   string property_name, base_property_name;
 338   base_property_name = CreateIndexedPropertyName("propulsion/engine", EngineNumber);
 339   property_name = base_property_name + "/power-hp";
 340   PropertyManager->Tie(property_name, &HP);
 341   property_name = base_property_name + "/friction-hp";
 342   PropertyManager->Tie(property_name, &StaticFriction_HP);
 343   property_name = base_property_name + "/bsfc-lbs_hphr";
 344   PropertyManager->Tie(property_name, &ISFC);
 345   property_name = base_property_name + "/starter-norm";
 346   PropertyManager->Tie(property_name, &StarterGain);
 347   property_name = base_property_name + "/volumetric-efficiency";
 348   PropertyManager->Tie(property_name, &volumetric_efficiency);
 349   property_name = base_property_name + "/map-pa";
 350   PropertyManager->Tie(property_name, &MAP);
 351   property_name = base_property_name + "/map-inhg";
 352   PropertyManager->Tie(property_name, &ManifoldPressure_inHg);
 353   property_name = base_property_name + "/air-intake-impedance-factor";
 354   PropertyManager->Tie(property_name, &Z_airbox);
 355   property_name = base_property_name + "/ram-air-factor";
 356   PropertyManager->Tie(property_name, &Ram_Air_Factor);
 357   property_name = base_property_name + "/cooling-factor";
 358   PropertyManager->Tie(property_name, &Cooling_Factor);
 359   property_name = base_property_name + "/boost-speed";
 360   PropertyManager->Tie(property_name, &BoostSpeed);
 361   property_name = base_property_name + "/cht-degF";
 362   PropertyManager->Tie(property_name, this, &FGPiston::getCylinderHeadTemp_degF);
 363   property_name = base_property_name + "/oil-temperature-degF";
 364   PropertyManager->Tie(property_name, this, &FGPiston::getOilTemp_degF);
 365   property_name = base_property_name + "/oil-pressure-psi";
 366   PropertyManager->Tie(property_name, this, &FGPiston::getOilPressure_psi);
 367   property_name = base_property_name + "/egt-degF";
 368   PropertyManager->Tie(property_name, this, &FGPiston::getExhaustGasTemp_degF);
 369   if(BoostLossFactor > 0.0) {
 370     property_name = base_property_name + "/boostloss-factor";
 371     PropertyManager->Tie(property_name, &BoostLossFactor);
 372     property_name = base_property_name + "/boostloss-hp";
 373     PropertyManager->Tie(property_name, &BoostLossHP);
 374   }
 375
 376   // Set up and sanity-check the turbo/supercharging configuration based on the input values.
 377   if (TakeoffBoost > RatedBoost[0]) bTakeoffBoost = true;
 378   for (i=0; i<BoostSpeeds; ++i) {
 379     bool bad = false;
 380     if (RatedBoost[i] <= 0.0) bad = true;
 381     if (RatedPower[i] <= 0.0) bad = true;
 382     if (RatedAltitude[i] < 0.0) bad = true;  // 0.0 is deliberately allowed - this corresponds to unregulated supercharging.
 383     if (i > 0 && RatedAltitude[i] < RatedAltitude[i - 1]) bad = true;
 384     if (bad) {
 385       // We can't recover from the above - don't use this supercharger speed.
 386       BoostSpeeds--;
 387       // TODO - put out a massive error message!
 388       break;
 389     }
 390     // Now sanity-check stuff that is recoverable.
 391     if (i < BoostSpeeds - 1) {
 392       if (BoostSwitchAltitude[i] < RatedAltitude[i]) {
 393         // TODO - put out an error message
 394         // But we can also make a reasonable estimate, as below.
 395         BoostSwitchAltitude[i] = RatedAltitude[i] + 1000;
 396       }
 397       BoostSwitchPressure[i] = GetStdPressure100K(BoostSwitchAltitude[i]) * psftopa;
 398       //cout << "BoostSwitchAlt = " << BoostSwitchAltitude[i] << ", pressure = " << BoostSwitchPressure[i] << '\n';
 399       // Assume there is some hysteresis on the supercharger gear switch, and guess the value for now
 400       BoostSwitchHysteresis = 1000;
 401     }
 402     // Now work out the supercharger pressure multiplier of this speed from the rated boost and altitude.
 403     RatedMAP[i] = standard_pressure + RatedBoost[i] * 6895;  // psi*6895 = Pa.
 404     // Sometimes a separate BCV setting for takeoff or extra power is fitted.
 405     if (TakeoffBoost > RatedBoost[0]) {
 406       // Assume that the effect on the BCV is the same whichever speed is in use.
 407       TakeoffMAP[i] = RatedMAP[i] + ((TakeoffBoost - RatedBoost[0]) * 6895);
 408       bTakeoffBoost = true;
 409     } else {
 410       TakeoffMAP[i] = RatedMAP[i];
 411       bTakeoffBoost = false;
 412     }
 413     BoostMul[i] = RatedMAP[i] / (GetStdPressure100K(RatedAltitude[i]) * psftopa);
 414
 415   }
 416
 417   if (BoostSpeeds > 0) {
 418     Boosted = true;
 419     BoostSpeed = 0;
 420   }
 421   bBoostOverride = (BoostOverride == 1 ? true : false);
 422   bBoostManual   = (BoostManual   == 1 ? true : false);
 423   Debug(0); // Call Debug() routine from constructor if needed
 424 }
 425
 426 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 427
 428 FGPiston::~FGPiston()
 429 {
 430   delete Lookup_Combustion_Efficiency;
 431   delete Mixture_Efficiency_Correlation;
 432   Debug(1); // Call Debug() routine from constructor if needed
 433 }
 434
 435 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 436
 437 void FGPiston::ResetToIC(void)
 438 {
 439   FGEngine::ResetToIC();
 440
 441   ManifoldPressure_inHg = in.Pressure * psftoinhg; // psf to in Hg
 442   MAP = in.Pressure * psftopa;
 443   TMAP = MAP;
 444   double airTemperature_degK = RankineToKelvin(in.Temperature);
 445   OilTemp_degK = airTemperature_degK;
 446   CylinderHeadTemp_degK = airTemperature_degK;
 447   ExhaustGasTemp_degK = airTemperature_degK;
 448   EGT_degC = ExhaustGasTemp_degK - 273;
 449   Thruster->SetRPM(0.0);
 450   RPM = 0.0;
 451   OilPressure_psi = 0.0;
 452   BoostLossHP = 0.;
 453 }
 454
 455 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 456
 457 void FGPiston::Calculate(void)
 458 {
 459   // Input values.
 460
 461   p_amb = in.Pressure * psftopa;
 462   double p = in.TotalPressure * psftopa;
 463   p_ram = (p - p_amb) * Ram_Air_Factor + p_amb;
 464   T_amb = RankineToKelvin(in.Temperature);
 465
 466   RunPreFunctions();
 467
 468   TotalDeltaT = ( in.TotalDeltaT < 1e-9 ) ? 1.0 : in.TotalDeltaT;
 469
 470 /* The thruster controls the engine RPM because it encapsulates the gear ratio and other transmission variables */
 471   RPM = Thruster->GetEngineRPM();
 472
 473   MeanPistonSpeed_fps =  ( RPM * Stroke) / (360); // AKA 2 * (RPM/60) * ( Stroke / 12) or 2NS
 474
 475   IAS = in.Vc;
 476
 477   doEngineStartup();
 478   if (Boosted) doBoostControl();
 479   doMAP();
 480   doAirFlow();
 481   doFuelFlow();
 482
 483   //Now that the fuel flow is done check if the mixture is too lean to run the engine
 484   //Assume lean limit at 22 AFR for now - thats a thi of 0.668
 485   //This might be a bit generous, but since there's currently no audiable warning of impending
 486   //cutout in the form of misfiring and/or rough running its probably reasonable for now.
 487
 488   //  if (equivalence_ratio < 0.668)
 489   //    Running = false;
 490
 491   doEnginePower();
 492   if (IndicatedHorsePower < 0.1250) Running = false;
 493
 494   doEGT();
 495   doCHT();
 496   doOilTemperature();
 497   doOilPressure();
 498
 499   if (Thruster->GetType() == FGThruster::ttPropeller) {
 500     ((FGPropeller*)Thruster)->SetAdvance(in.PropAdvance[EngineNumber]);
 501     ((FGPropeller*)Thruster)->SetFeather(in.PropFeather[EngineNumber]);
 502   }
 503
 504   LoadThrusterInputs();
 505   Thruster->Calculate(HP * hptoftlbssec);
 506
 507   RunPostFunctions();
 508 }
 509
 510 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 511
 512 double FGPiston::CalcFuelNeed(void)
 513 {
 514   FuelExpended = FuelFlowRate * in.TotalDeltaT;
 515   if (!Starved) FuelUsedLbs += FuelExpended;
 516   return FuelExpended;
 517 }
 518
 519 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 520
 521 int FGPiston::InitRunning(void)
 522 {
 523   Magnetos=3;
 524   in.MixtureCmd[EngineNumber] = in.PressureRatio*1.3;
 525   in.MixturePos[EngineNumber] = in.PressureRatio*1.3;
 526   Thruster->SetRPM( 2.0*IdleRPM/Thruster->GetGearRatio() );
 527   Running = true;
 528   return 1;
 529 }
 530
 531 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 532 /**
 533  * Start or stop the engine.
 534  */
 535
 536 void FGPiston::doEngineStartup(void)
 537 {
 538   // Check parameters that may alter the operating state of the engine.
 539   // (spark, fuel, starter motor etc)
 540   bool spark;
 541   bool fuel;
 542   // Check for spark
 543   Magneto_Left = false;
 544   Magneto_Right = false;
 545   // Magneto positions:
 546   // 0 -> off
 547   // 1 -> left only
 548   // 2 -> right only
 549   // 3 -> both
 550   if (Magnetos != 0) {
 551     spark = true;
 552   } else {
 553     spark = false;
 554   }  // neglects battery voltage, master on switch, etc for now.
 555
 556   if ((Magnetos == 1) || (Magnetos > 2)) Magneto_Left = true;
 557   if (Magnetos > 1)  Magneto_Right = true;
 558
 559 // We will 'run' with any fuel flow. If there is not enough fuel to make power it will show in doEnginePower
 560   fuel = FuelFlowRate > 0.0 ? 1 : 0;
 561
 562   // Check if we are turning the starter motor
 563   if (Cranking != Starter) {
 564     // This check saves .../cranking from getting updated every loop - they
 565     // only update when changed.
 566     Cranking = Starter;
 567   }
 568
 569
 570   // Cut the engine *power* - Note: the engine will continue to
 571   // spin depending on prop Ixx and freestream velocity
 572
 573   if ( Running ) {
 574     if (!spark || !fuel)    Running = false;
 575     if (RPM < IdleRPM*0.8 ) Running = false;
 576   } else { // !Running
 577     if ( spark && fuel) {     // start the engine if revs high enough
 578       if (RPM > IdleRPM*0.8)  // This allows us to in-air start
 579         Running = true;       // when windmilling
 580     }
 581   }
 582
 583 }
 584
 585 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 586
 587 /**
 588  * Calculate the Current Boost Speed
 589  *
 590  * This function calculates the current turbo/supercharger boost speed
 591  * based on altitude and the (automatic) boost-speed control valve configuration.
 592  *
 593  * Inputs: p_amb, BoostSwitchPressure, BoostSwitchHysteresis
 594  *
 595  * Outputs: BoostSpeed
 596  */
 597
 598 void FGPiston::doBoostControl(void)
 599 {
 600   if(bBoostManual) {
 601     if(BoostSpeed > BoostSpeeds-1) BoostSpeed = BoostSpeeds-1;
 602     if(BoostSpeed < 0) BoostSpeed = 0;
 603   } else {
 604     if(BoostSpeed < BoostSpeeds - 1) {
 605       // Check if we need to change to a higher boost speed
 606       if(p_amb < BoostSwitchPressure[BoostSpeed] - BoostSwitchHysteresis) {
 607         BoostSpeed++;
 608       }
 609     } if(BoostSpeed > 0) {
 610       // Check if we need to change to a lower boost speed
 611       if(p_amb > BoostSwitchPressure[BoostSpeed - 1] + BoostSwitchHysteresis) {
 612         BoostSpeed--;
 613       }
 614     }
 615   }
 616 }
 617
 618 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 619
 620 /**
 621  * Calculate the manifold absolute pressure (MAP) in inches hg
 622  *
 623  * This function calculates manifold absolute pressure (MAP)
 624  * from the throttle position, turbo/supercharger boost control
 625  * system, engine speed and local ambient air density.
 626  *
 627  * Inputs: p_amb, Throttle,
 628  *         MeanPistonSpeed_fps, dt
 629  *
 630  * Outputs: MAP, ManifoldPressure_inHg, TMAP, BoostLossHP
 631  */
 632
 633 void FGPiston::doMAP(void)
 634 {
 635   double Zt = (1 - in.ThrottlePos[EngineNumber])*(1 - in.ThrottlePos[EngineNumber])*Z_throttle; // throttle impedence
 636   double Ze= MeanPistonSpeed_fps > 0 ? PeakMeanPistonSpeed_fps/MeanPistonSpeed_fps : 999999; // engine impedence
 637
 638   double map_coefficient = Ze/(Ze+Z_airbox+Zt);
 639
 640   // Add a variable lag to manifold pressure changes
 641   double dMAP=(TMAP - p_ram * map_coefficient);
 642   if (ManifoldPressureLag > TotalDeltaT) dMAP *= TotalDeltaT/ManifoldPressureLag;
 643
 644   TMAP -=dMAP;
 645
 646   // Find the mean effective pressure required to achieve this manifold pressure
 647   // Fixme: determine the HP consumed by the supercharger
 648
 649   PMEP = (TMAP - p_amb) * volumetric_efficiency; // Fixme: p_amb should be exhaust manifold pressure
 650
 651   if (Boosted) {
 652     // If takeoff boost is fitted, we currently assume the following throttle map:
 653     // (In throttle % - actual input is 0 -> 1)
 654     // 99 / 100 - Takeoff boost
 655     // In real life, most planes would be fitted with a mechanical 'gate' between
 656     // the rated boost and takeoff boost positions.
 657
 658     bool bTakeoffPos = false;
 659     if (bTakeoffBoost) {
 660       if (in.ThrottlePos[EngineNumber] > 0.98) {
 661         bTakeoffPos = true;
 662       }
 663     }
 664     // Boost the manifold pressure.
 665     double boost_factor = (( BoostMul[BoostSpeed] - 1 ) / RatedRPM[BoostSpeed] ) * RPM + 1;
 666     MAP = TMAP * boost_factor;
 667     // Now clip the manifold pressure to BCV or Wastegate setting.
 668     if(!bBoostOverride) {
 669       if (bTakeoffPos) {
 670         if (MAP > TakeoffMAP[BoostSpeed]) MAP = TakeoffMAP[BoostSpeed];
 671       } else {
 672         if (MAP > RatedMAP[BoostSpeed]) MAP = RatedMAP[BoostSpeed];
 673       }
 674     }
 675   } else {
 676       MAP = TMAP;
 677   }
 678
 679   if( BoostLossFactor > 0.0 )
 680   {
 681       double gamma = 1.414; // specific heat constants
 682       double Nstage = 1; // Nstage is the number of boost stages.
 683       BoostLossHP = ((Nstage * TMAP * v_dot_air * gamma) / (gamma - 1)) * (pow((MAP/TMAP),((gamma-1)/(Nstage * gamma))) - 1) * BoostLossFactor / 745.7 ; // 745.7 convert watt to hp
 684   } else {
 685       BoostLossHP = 0;
 686   }
 687
 688   // And set the value in American units as well
 689   ManifoldPressure_inHg = MAP / inhgtopa;
 690 }
 691
 692 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 693 /**
 694  * Calculate the air flow through the engine.
 695  * Also calculates ambient air density
 696  * (used in CHT calculation for air-cooled engines).
 697  *
 698  * Inputs: p_amb, R_air, T_amb, MAP, Displacement,
 699  *   RPM, volumetric_efficiency,
 700  *
 701  * TODO: Model inlet manifold air temperature.
 702  *
 703  * Outputs: rho_air, m_dot_air, volumetric_efficiency_reduced
 704  */
 705
 706 void FGPiston::doAirFlow(void)
 707 {
 708   double gamma = 1.3; // specific heat constants
 709 // loss of volumentric efficiency due to difference between MAP and exhaust pressure
 710 // Eq 6-10 from The Internal Combustion Engine - Charles Taylor Vol 1
 711   double mratio = MAP < 1. ? CompressionRatio : p_amb/MAP;
 712   if (mratio > CompressionRatio) mratio = CompressionRatio;
 713   double ve =((gamma-1)/gamma) +( CompressionRatio -(mratio))/(gamma*( CompressionRatio - 1));
 714
 715   rho_air = p_amb / (R_air * T_amb);
 716   double swept_volume = (displacement_SI * (RPM/60)) / 2;
 717   volumetric_efficiency_reduced = volumetric_efficiency *ve;
 718   v_dot_air = swept_volume * volumetric_efficiency_reduced;
 719
 720   double rho_air_manifold = MAP / (R_air * T_amb);
 721   m_dot_air = v_dot_air * rho_air_manifold;
 722
 723 }
 724
 725 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 726 /**
 727  * Calculate the fuel flow into the engine.
 728  *
 729  * Inputs: Mixture, thi_sea_level, p_amb, m_dot_air
 730  *
 731  * Outputs: equivalence_ratio, m_dot_fuel
 732  */
 733
 734 void FGPiston::doFuelFlow(void)
 735 {
 736   double thi_sea_level = 1.3 * in.MixturePos[EngineNumber]; // Allows an AFR of infinity:1 to 11.3075:1
 737   equivalence_ratio = thi_sea_level * 101325.0 / p_amb;
 738 //  double AFR = 10+(12*(1-in.Mixture[EngineNumber]));// mixture 10:1 to 22:1
 739 //  m_dot_fuel = m_dot_air / AFR;
 740   m_dot_fuel = (m_dot_air * equivalence_ratio) / 14.7;
 741   FuelFlowRate =  m_dot_fuel * 2.2046;  // kg to lb
 742   if(Starved) // There is no fuel, so zero out the flows we've calculated so far
 743   {
 744     equivalence_ratio = 0.0;
 745     FuelFlowRate = 0.0;
 746     m_dot_fuel = 0.0;
 747   }
 748   FuelFlow_pph = FuelFlowRate  * 3600;  // seconds to hours
 749   FuelFlow_gph = FuelFlow_pph / 6.0;    // Assumes 6 lbs / gallon
 750 }
 751
 752 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 753 /**
 754  * Calculate the power produced by the engine.
 755  *
 756  * Inputs: ManifoldPressure_inHg, p_amb, RPM, T_amb, ISFC,
 757  *   Mixture_Efficiency_Correlation, Cycles, MaxHP, PMEP,
 758  *   MeanPistonSpeed_fps
 759  *
 760  * Outputs: PctPower, HP, FMEP, IndicatedHorsePower
 761  */
 762
 763 void FGPiston::doEnginePower(void)
 764 {
 765   IndicatedHorsePower = -StaticFriction_HP;
 766   FMEP = 0;
 767   if (Running) {
 768     double ME, power;  // Convienience term for use in the calculations
 769     ME = Mixture_Efficiency_Correlation->GetValue(m_dot_fuel/m_dot_air);
 770
 771 // Guestimate engine friction losses from Figure 4.4 of "Engines: An Introduction", John Lumley
 772     FMEP = (-FMEPDynamic * MeanPistonSpeed_fps * fttom - FMEPStatic);
 773
 774     power = 1;
 775
 776     if ( Magnetos != 3 ) power *= SparkFailDrop;
 777
 778
 779     IndicatedHorsePower = (FuelFlow_pph / ISFC )* ME * power - StaticFriction_HP; //FIXME static friction should depend on oil temp and configuration;
 780
 781   } else {
 782     // Power output when the engine is not running
 783     double torque, k_torque, rpm;  // Convienience term for use in the calculations
 784
 785     rpm = RPM < 1.0 ? 1.0 : RPM;
 786     if (Cranking) {
 787       if(RPM<StarterRPM) k_torque = 1.0-RPM/(StarterRPM);
 788       else k_torque = 0;
 789       torque = StarterTorque*k_torque*StarterGain;
 790       IndicatedHorsePower = torque * rpm / 5252;
 791      }
 792   }
 793
 794   // Constant is (1/2) * 60 * 745.7
 795   // (1/2) convert cycles, 60 minutes to seconds, 745.7 watts to hp.
 796   double pumping_hp = ((PMEP + FMEP) * displacement_SI * RPM)/(Cycles*22371);
 797
 798 HP = IndicatedHorsePower + pumping_hp - BoostLossHP;
 799 //  cout << "pumping_hp " <<pumping_hp << FMEP << PMEP <<endl;
 800   PctPower = HP / MaxHP ;
 801 //  cout << "Power = " << HP << "  RPM = " << RPM << "  Running = " << Running << "  Cranking = " << Cranking << endl;
 802 }
 803
 804 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 805 /**
 806  * Calculate the exhaust gas temperature.
 807  *
 808  * Inputs: equivalence_ratio, m_dot_fuel, calorific_value_fuel,
 809  *   Cp_air, m_dot_air, Cp_fuel, m_dot_fuel, T_amb, PctPower
 810  *
 811  * Outputs: combustion_efficiency, ExhaustGasTemp_degK
 812  */
 813
 814 void FGPiston::doEGT(void)
 815 {
 816   double delta_T_exhaust;
 817   double enthalpy_exhaust;
 818   double heat_capacity_exhaust;
 819   double dEGTdt;
 820
 821   if ((Running) && (m_dot_air > 0.0)) {  // do the energy balance
 822     combustion_efficiency = Lookup_Combustion_Efficiency->GetValue(equivalence_ratio);
 823     enthalpy_exhaust = m_dot_fuel * calorific_value_fuel *
 824                               combustion_efficiency * 0.30;
 825     heat_capacity_exhaust = (Cp_air * m_dot_air) + (Cp_fuel * m_dot_fuel);
 826     delta_T_exhaust = enthalpy_exhaust / heat_capacity_exhaust;
 827     ExhaustGasTemp_degK = T_amb + delta_T_exhaust;
 828   } else {  // Drop towards ambient - guess an appropriate time constant for now
 829     combustion_efficiency = 0;
 830     dEGTdt = (RankineToKelvin(in.Temperature) - ExhaustGasTemp_degK) / 100.0;
 831     delta_T_exhaust = dEGTdt * TotalDeltaT;
 832
 833     ExhaustGasTemp_degK += delta_T_exhaust;
 834   }
 835 }
 836
 837 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 838 /**
 839  * Calculate the cylinder head temperature.
 840  *
 841  * Inputs: T_amb, IAS, rho_air, m_dot_fuel, calorific_value_fuel,
 842  *   combustion_efficiency, RPM, MaxRPM, Displacement, Cylinders
 843  *
 844  * Outputs: CylinderHeadTemp_degK
 845  */
 846
 847 void FGPiston::doCHT(void)
 848 {
 849   double h1 = -95.0;
 850   double h2 = -3.95;
 851   double h3 = -140.0; // -0.05 * 2800 (default maxrpm)
 852
 853   double arbitary_area = Displacement/360.0;
 854   double CpCylinderHead = 800.0;
 855   double MassCylinderHead = CylinderHeadMass * Cylinders;
 856
 857   double temperature_difference = CylinderHeadTemp_degK - T_amb;
 858   double v_apparent = IAS * Cooling_Factor;
 859   double v_dot_cooling_air = arbitary_area * v_apparent;
 860   double m_dot_cooling_air = v_dot_cooling_air * rho_air;
 861   double dqdt_from_combustion =
 862     m_dot_fuel * calorific_value_fuel * combustion_efficiency * 0.33;
 863   double dqdt_forced = (h2 * m_dot_cooling_air * temperature_difference) +
 864     (h3 * RPM * temperature_difference / MaxRPM);
 865   double dqdt_free = h1 * temperature_difference * arbitary_area;
 866   double dqdt_cylinder_head = dqdt_from_combustion + dqdt_forced + dqdt_free;
 867
 868   double HeatCapacityCylinderHead = CpCylinderHead * MassCylinderHead;
 869
 870   CylinderHeadTemp_degK +=
 871     (dqdt_cylinder_head / HeatCapacityCylinderHead) * TotalDeltaT;
 872
 873 }
 874
 875 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 876 /**
 877  * Calculate the oil temperature.
 878  *
 879  * Inputs: CylinderHeadTemp_degK, T_amb, OilPressure_psi.
 880  *
 881  * Outputs: OilTemp_degK
 882  */
 883
 884 void FGPiston::doOilTemperature(void)
 885 {
 886   double target_oil_temp;        // Steady state oil temp at the current engine conditions
 887   double time_constant;          // The time constant for the differential equation
 888   double efficiency = 0.667;     // The aproximate oil cooling system efficiency // FIXME: may vary by engine
 889
 890 //  Target oil temp is interpolated between ambient temperature and Cylinder Head Tempurature
 891 //  target_oil_temp = ( T_amb * efficiency ) + (CylinderHeadTemp_degK *(1-efficiency)) ;
 892   target_oil_temp = CylinderHeadTemp_degK + efficiency * (T_amb - CylinderHeadTemp_degK) ;
 893
 894   if (OilPressure_psi > 5.0 ) {
 895     time_constant = 5000 / OilPressure_psi; // Guess at a time constant for circulated oil.
 896                                             // The higher the pressure the faster it reaches
 897                                             // target temperature.  Oil pressure should be about
 898                                             // 60 PSI yielding a TC of about 80.
 899   } else {
 900     time_constant = 1000;  // Time constant for engine-off; reflects the fact
 901                            // that oil is no longer getting circulated
 902   }
 903
 904   double dOilTempdt = (target_oil_temp - OilTemp_degK) / time_constant;
 905
 906   OilTemp_degK += (dOilTempdt * TotalDeltaT);
 907 }
 908
 909 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 910 /**
 911  * Calculate the oil pressure.
 912  *
 913  * Inputs: RPM, MaxRPM, OilTemp_degK
 914  *
 915  * Outputs: OilPressure_psi
 916  */
 917
 918 void FGPiston::doOilPressure(void)
 919 {
 920   double Oil_Press_Relief_Valve = 60; // FIXME: may vary by engine
 921   double Oil_Press_RPM_Max = MaxRPM * 0.75;    // 75% of max rpm FIXME: may vary by engine
 922   double Design_Oil_Temp = 358;          // degK; FIXME: may vary by engine
 923   double Oil_Viscosity_Index = 0.25;
 924
 925   OilPressure_psi = (Oil_Press_Relief_Valve / Oil_Press_RPM_Max) * RPM;
 926
 927   if (OilPressure_psi >= Oil_Press_Relief_Valve) {
 928     OilPressure_psi = Oil_Press_Relief_Valve;
 929   }
 930
 931   OilPressure_psi += (Design_Oil_Temp - OilTemp_degK) * Oil_Viscosity_Index * OilPressure_psi / Oil_Press_Relief_Valve;
 932 }
 933
 934 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 935 //
 936 // This is a local copy of the same function in FGStandardAtmosphere.
 937
 938 double FGPiston::GetStdPressure100K(double altitude) const
 939 {
 940   // Limit this equation to input altitudes of 100000 ft.
 941   if (altitude > 100000.0) altitude = 100000.0;
 942
 943   double alt[5];
 944   const double coef[5] = {  2116.217,
 945                           -7.648932746E-2,
 946                            1.0925498604E-6,
 947                           -7.1135726027E-12,
 948                            1.7470331356E-17 };
 949
 950   alt[0] = 1;
 951   for (int pwr=1; pwr<=4; pwr++) alt[pwr] = alt[pwr-1]*altitude;
 952
 953   double press = 0.0;
 954   for (int ctr=0; ctr<=4; ctr++) press += coef[ctr]*alt[ctr];
 955   return press;
 956 }
 957
 958 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 959
 960 string FGPiston::GetEngineLabels(const string& delimiter)
 961 {
 962   std::ostringstream buf;
 963
 964   buf << Name << " Power Available (engine " << EngineNumber << " in ft-lbs/sec)" << delimiter
 965       << Name << " HP (engine " << EngineNumber << ")" << delimiter
 966       << Name << " equivalent ratio (engine " << EngineNumber << ")" << delimiter
 967       << Name << " MAP (engine " << EngineNumber << " in inHg)" << delimiter
 968       << Thruster->GetThrusterLabels(EngineNumber, delimiter);
 969
 970   return buf.str();
 971 }
 972
 973 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 974
 975 string FGPiston::GetEngineValues(const string& delimiter)
 976 {
 977   std::ostringstream buf;
 978
 979   buf << (HP * hptoftlbssec) << delimiter << HP << delimiter
 980       << equivalence_ratio << delimiter << ManifoldPressure_inHg << delimiter
 981       << Thruster->GetThrusterValues(EngineNumber, delimiter);
 982
 983   return buf.str();
 984 }
 985
 986 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 987 //
 988 //    The bitmasked value choices are as follows:
 989 //    unset: In this case (the default) JSBSim would only print
 990 //       out the normally expected messages, essentially echoing
 991 //       the config files as they are read. If the environment
 992 //       variable is not set, debug_lvl is set to 1 internally
 993 //    0: This requests JSBSim not to output any messages
 994 //       whatsoever.
 995 //    1: This value explicity requests the normal JSBSim
 996 //       startup messages
 997 //    2: This value asks for a message to be printed out when
 998 //       a class is instantiated
 999 //    4: When this value is set, a message is displayed when a
1000 //       FGModel object executes its Run() method
1001 //    8: When this value is set, various runtime state variables
1002 //       are printed out periodically
1003 //    16: When set various parameters are sanity checked and
1004 //       a message is printed out when they go out of bounds
1005
1006 void FGPiston::Debug(int from)
1007 {
1008   if (debug_lvl <= 0) return;
1009
1010   if (debug_lvl & 1) { // Standard console startup message output
1011     if (from == 0) { // Constructor
1012
1013       cout << "\n    Engine Name: "         << Name << endl;
1014       cout << "      MinManifoldPressure: " << MinManifoldPressure_inHg << endl;
1015       cout << "      MaxManifoldPressure: " << MaxManifoldPressure_inHg << endl;
1016       cout << "      MinMaP (Pa):         " << minMAP << endl;
1017       cout << "      MaxMaP (Pa):         " << maxMAP << endl;
1018       cout << "      Displacement: "        << Displacement             << endl;
1019       cout << "      Bore: "                << Bore                     << endl;
1020       cout << "      Stroke: "              << Stroke                   << endl;
1021       cout << "      Cylinders: "           << Cylinders                << endl;
1022       cout << "      Cylinders Head Mass: " << CylinderHeadMass         << endl;
1023       cout << "      Compression Ratio: "   << CompressionRatio         << endl;
1024       cout << "      MaxHP: "               << MaxHP                    << endl;
1025       cout << "      Cycles: "              << Cycles                   << endl;
1026       cout << "      IdleRPM: "             << IdleRPM                  << endl;
1027       cout << "      MaxRPM: "              << MaxRPM                   << endl;
1028       cout << "      Throttle Constant: "   << Z_throttle               << endl;
1029       cout << "      ISFC: "                << ISFC                     << endl;
1030       cout << "      Volumetric Efficiency: " << volumetric_efficiency    << endl;
1031       cout << "      PeakMeanPistonSpeed_fps: " << PeakMeanPistonSpeed_fps << endl;
1032       cout << "      Intake Impedance Factor: " << Z_airbox << endl;
1033       cout << "      Dynamic FMEP Factor: " << FMEPDynamic << endl;
1034       cout << "      Static FMEP Factor: " << FMEPStatic << endl;
1035
1036       cout << "      Starter Motor Torque: " << StarterTorque << endl;
1037       cout << "      Starter Motor RPM:    " << StarterRPM << endl;
1038
1039       cout << endl;
1040       cout << "      Combustion Efficiency table:" << endl;
1041       Lookup_Combustion_Efficiency->Print();
1042       cout << endl;
1043
1044       cout << endl;
1045       cout << "      Mixture Efficiency Correlation table:" << endl;
1046       Mixture_Efficiency_Correlation->Print();
1047       cout << endl;
1048
1049     }
1050   }
1051   if (debug_lvl & 2 ) { // Instantiation/Destruction notification
1052     if (from == 0) cout << "Instantiated: FGPiston" << endl;
1053     if (from == 1) cout << "Destroyed:    FGPiston" << endl;
1054   }
1055   if (debug_lvl & 4 ) { // Run() method entry print for FGModel-derived objects
1056   }
1057   if (debug_lvl & 8 ) { // Runtime state variables
1058   }
1059   if (debug_lvl & 16) { // Sanity checking
1060   }
1061   if (debug_lvl & 64) {
1062     if (from == 0) { // Constructor
1063       cout << IdSrc << endl;
1064       cout << IdHdr << endl;
1065     }
1066   }
1067 }
1068 } // namespace JSBSim