src/FDM/UFO.cxx

   1 // UFO.cxx -- interface to the "UFO" flight model
   2 //
   3 // Written by Curtis Olson, started October 1999.
   4 // Slightly modified from MagicCarpet.cxx by Jonathan Polley, April 2002
   5 //
   6 // Copyright (C) 1999-2002  Curtis L. Olson  - curt@flightgear.org
   7 //
   8 // This program is free software; you can redistribute it and/or
   9 // modify it under the terms of the GNU General Public License as
  10 // published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
  11 // License, or (at your option) any later version.
  12 //
  13 // This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  14 // WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16 // General Public License for more details.
  17 //
  18 // You should have received a copy of the GNU General Public License
  19 // along with this program; if not, write to the Free Software
  20 // Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  21 //
  22
  23
  24 #include <simgear/math/sg_geodesy.hxx>
  25 #include <simgear/math/point3d.hxx>
  26 #include <simgear/math/polar3d.hxx>
  27
  28 #include <Controls/controls.hxx>
  29 #include <Main/globals.hxx>
  30 #include <Main/fg_props.hxx>
  31
  32 #include "UFO.hxx"
  33
  34
  35 FGUFO::FGUFO( double dt ) {
  36     set_delta_t( dt );
  37 }
  38
  39
  40 FGUFO::~FGUFO() {
  41 }
  42
  43
  44 // Initialize the UFO flight model, dt is the time increment
  45 // for each subsequent iteration through the EOM
  46 void FGUFO::init() {
  47     common_init();
  48 }
  49
  50
  51 // Run an iteration of the EOM (equations of motion)
  52 void FGUFO::update( int multiloop ) {
  53     // cout << "FGLaRCsim::update()" << endl;
  54
  55     double time_step = get_delta_t() * multiloop;
  56
  57     // read the throttle
  58     double Throttle = globals->get_controls()->get_throttle( 0 );
  59
  60     // read the state of the control surfaces
  61     double Aileron  = globals->get_controls()->get_aileron();
  62     double Elevator = globals->get_controls()->get_elevator();
  63
  64     // the velocity of the aircraft
  65     double velocity = Throttle * 2000; // meters/sec
  66
  67     double old_pitch = get_Theta();
  68     double pitch_rate = SGD_PI_4; // assume I will be pitching up
  69     double target_pitch = -Elevator * SGD_PI_2;
  70
  71     // if I am pitching down
  72     if (old_pitch > target_pitch)
  73         // set the pitch rate to negative (down)
  74         pitch_rate *= -1;
  75
  76     double pitch = old_pitch + (pitch_rate * time_step);
  77
  78     // if I am pitching up
  79     if (pitch_rate > 0.0)
  80     {
  81         // clip the pitch at the limit
  82         if ( pitch > target_pitch)
  83         {
  84             pitch = target_pitch;
  85         }
  86     }
  87     // if I am pitching down
  88     else if (pitch_rate < 0.0)
  89     {
  90         // clip the pitch at the limit
  91         if ( pitch < target_pitch)
  92         {
  93             pitch = target_pitch;
  94         }
  95     }
  96
  97     double old_roll     = get_Phi();
  98     double roll_rate    = SGD_PI_4;
  99     double target_roll  = Aileron * SGD_PI_2;
 100
 101     if (old_roll > target_roll)
 102         roll_rate *= -1;
 103
 104     double roll = old_roll + (roll_rate * time_step);
 105
 106     // if I am rolling CW
 107     if (roll_rate > 0.0)
 108     {
 109         // clip the roll at the limit
 110         if ( roll > target_roll)
 111         {
 112             roll = target_roll;
 113         }
 114     }
 115     // if I am rolling CCW
 116     else if (roll_rate < 0.0)
 117     {
 118         // clip the roll at the limit
 119         if ( roll < target_roll)
 120         {
 121             roll = target_roll;
 122         }
 123     }
 124
 125     // the vertical speed of the aircraft
 126     double real_climb_rate = sin (pitch) * SG_METER_TO_FEET * velocity; // feet/sec
 127     _set_Climb_Rate( -Elevator * 10.0 );
 128     double climb = real_climb_rate * time_step;
 129
 130     // the lateral speed of the aircraft
 131     double speed = cos (pitch) * velocity; // meters/sec
 132     double dist = speed * time_step;
 133     double kts = velocity * SG_METER_TO_NM * 3600.0;
 134     _set_V_equiv_kts( kts );
 135     _set_V_calibrated_kts( kts );
 136     _set_V_ground_speed( kts );
 137
 138     // angle of turn
 139     double turn_rate = sin(roll) * SGD_PI_4; // radians/sec
 140     double turn = turn_rate * time_step;
 141
 142     // update (lon/lat) position
 143     double lat2, lon2, az2;
 144     if ( speed > SG_EPSILON ) {
 145         geo_direct_wgs_84 ( get_Altitude(),
 146                             get_Latitude() * SGD_RADIANS_TO_DEGREES,
 147                             get_Longitude() * SGD_RADIANS_TO_DEGREES,
 148                             get_Psi() * SGD_RADIANS_TO_DEGREES,
 149                             dist, &lat2, &lon2, &az2 );
 150
 151         _set_Longitude( lon2 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS );
 152         _set_Latitude( lat2 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS );
 153     }
 154
 155     // cout << "lon error = " << fabs(end.x()*SGD_RADIANS_TO_DEGREES - lon2)
 156     //      << "  lat error = " << fabs(end.y()*SGD_RADIANS_TO_DEGREES - lat2)
 157     //      << endl;
 158
 159     double sl_radius, lat_geoc;
 160     sgGeodToGeoc( get_Latitude(), get_Altitude(), &sl_radius, &lat_geoc );
 161
 162     // update euler angles
 163     _set_Euler_Angles( roll, pitch,
 164                        fmod(get_Psi() + turn, SGD_2PI) );
 165     _set_Euler_Rates(0,0,0);
 166
 167     _set_Geocentric_Position( lat_geoc, get_Longitude(),
 168                              sl_radius + get_Altitude() + climb );
 169     // cout << "sea level radius (ft) = " << sl_radius << endl;
 170     // cout << "(setto) sea level radius (ft) = " << get_Sea_level_radius() << endl;
 171     _set_Sea_level_radius( sl_radius * SG_METER_TO_FEET);
 172     _set_Altitude( get_Altitude() + climb );
 173 }