src/FDM/UIUCModel/uiuc_iced_nonlin.cpp

   1 //     SIS Twin Otter Iced aircraft Nonlinear model\r
   2 //     Version 020409\r
   3 //     read readme_020212.doc for information\r
   4
   5 #include "uiuc_iced_nonlin.h"
   6
   7 void Calc_Iced_Forces()
   8         {
   9         // alpha in deg
  10           double alpha;
  11           double de;
  12         double eta_ref_wing = 0.08;                      // eta of iced data used for curve fit
  13         double eta_ref_tail = 0.20; //changed from 0.12 10-23-2002
  14         double eta_wing;
  15         //double delta_CL;                              // CL_clean - CL_iced;
  16         //double delta_CD;                              // CD_clean - CD_iced;
  17         //double delta_Cm;                              // CM_clean - CM_iced;
  18         double delta_Cm_a;                              // (Cm_clean - Cm_iced) as a function of AoA;
  19         double delta_Cm_de;                             // (Cm_clean - Cm_iced) as a function of de;
  20         double delta_Ch_a;
  21         double delta_Ch_e;
  22         double KCL;
  23         double KCD;
  24         double KCm_alpha;
  25         double KCm_de;
  26         double KCh;
  27         double CL_diff;
  28         double CD_diff;
  29
  30
  31
  32         alpha = Alpha*RAD_TO_DEG;
  33         de = elevator*RAD_TO_DEG;
  34         // lift fits
  35         if (alpha < 16)
  36                 {
  37                 delta_CL = (0.088449 + 0.004836*alpha - 0.0005459*alpha*alpha +
  38                             4.0859e-5*pow(alpha,3));
  39                 }
  40         else
  41                 {
  42                 delta_CL = (-11.838 + 1.6861*alpha - 0.076707*alpha*alpha +
  43                                         0.001142*pow(alpha,3));
  44                 }
  45         KCL = -delta_CL/eta_ref_wing;
  46         eta_wing = 0.5*(eta_wing_left + eta_wing_right);
  47         delta_CL = eta_wing*KCL;
  48
  49
  50         // drag fit
  51         delta_CD = (-0.0089 + 0.001578*alpha - 0.00046253*pow(alpha,2) +
  52                     -4.7511e-5*pow(alpha,3) + 2.3384e-6*pow(alpha,4));
  53         KCD = -delta_CD/eta_ref_wing;
  54         delta_CD = eta_wing*KCD;
  55
  56         // pitching moment fit
  57         delta_Cm_a = (-0.01892 - 0.0056476*alpha + 1.0205e-5*pow(alpha,2)
  58                       - 4.0692e-5*pow(alpha,3) + 1.7594e-6*pow(alpha,4));
  59
  60         delta_Cm_de = (-0.014928 - 0.0037783*alpha + 0.00039086*pow(de,2)
  61                        - 1.1304e-5*pow(de,3) - 1.8439e-6*pow(de,4));
  62
  63         delta_Cm = delta_Cm_a + delta_Cm_de;
  64         KCm_alpha = delta_Cm_a/eta_ref_wing;
  65         KCm_de = delta_Cm_de/eta_ref_tail;
  66         delta_Cm = (0.75*eta_wing + 0.25*eta_tail)*KCm_alpha + (eta_tail)*KCm_de;
  67
  68         // hinge moment
  69         if (alpha < 13)
  70           {
  71             delta_Ch_a = (-0.0012862 - 0.00022705*alpha + 1.5911e-5*pow(alpha,2)
  72                           + 5.4536e-7*pow(alpha,3));
  73           }
  74         else
  75           {
  76             delta_Ch_a = 0;
  77           }
  78         delta_Ch_e = -0.0011851 - 0.00049924*de;
  79         delta_Ch = -(delta_Ch_a + delta_Ch_e);
  80         KCh = -delta_Ch/eta_ref_tail;
  81         delta_Ch = eta_tail*KCh;
  82
  83         // rolling moment
  84         CL_diff = (eta_wing_left - eta_wing_right)*KCL;
  85         delta_Cl = CL_diff/8.; // 10-23-02 Previously 4
  86
  87         //yawing moment
  88         CD_diff = (eta_wing_left - eta_wing_right)*KCD;
  89         delta_Cn = CD_diff/8.;
  90
  91         }
  92
  93 void add_ice_effects()
  94 {
  95   CD_clean = -1*CX*Cos_alpha*Cos_beta - CY*Sin_beta - CZ*Sin_alpha*Cos_beta;
  96   CY_clean = -1*CX*Cos_alpha*Sin_beta + CY*Cos_beta - CZ*Sin_alpha*Sin_beta;
  97   CL_clean = CX*Sin_alpha - CZ*Cos_alpha;
  98   Cm_clean = Cm;
  99   Cl_clean = Cl;
 100   Cn_clean = Cn;
 101   Ch_clean = Ch;
 102
 103   CD_iced = CD_clean + delta_CD;
 104   CY_iced = CY_clean;
 105   CL_iced = CL_clean + delta_CL;
 106   Cm_iced = Cm_clean + delta_Cm;
 107   Cl_iced = Cl_clean + delta_Cl;
 108   Cn_iced = Cn_clean + delta_Cn;
 109   //Ch_iced = Ch_clean + delta_Ch;
 110
 111   CD = CD_iced;
 112   CY = CY_iced;
 113   CL = CL_iced;
 114   Cm = Cm_iced;
 115   Cl = Cl_iced;
 116   Cn = Cn_iced;
 117   //Ch = Ch_iced;
 118
 119   CX = -1*CD*Cos_alpha*Cos_beta - CY*Cos_alpha*Sin_beta + CL*Sin_alpha;
 120   CY = -1*CD*Sin_beta + CY*Cos_beta;
 121   CZ = -1*CD*Sin_alpha*Cos_beta - CY*Sin_alpha*Sin_beta - CL*Cos_alpha;
 122
 123 }