src/FDM/YASim/Airplane.hpp

   1 #ifndef _AIRPLANE_HPP
   2 #define _AIRPLANE_HPP
   3
   4 #include "ControlMap.hpp"
   5 #include "Model.hpp"
   6 #include "Wing.hpp"
   7 #include "Vector.hpp"
   8
   9 namespace yasim {
  10
  11 class Gear;
  12 class Thruster;
  13
  14 class Airplane {
  15 public:
  16     Airplane();
  17     ~Airplane();
  18
  19     void iterate(float dt);
  20
  21     ControlMap* getControlMap();
  22     Model* getModel();
  23
  24     void setPilotPos(float* pos);
  25     void getPilotPos(float* out);
  26
  27     void getPilotAccel(float* out);
  28
  29     void setWeight(float weight);
  30
  31     void setWing(Wing* wing);
  32     void setTail(Wing* tail);
  33     void addVStab(Wing* vstab);
  34
  35     void addFuselage(float* front, float* back, float width,
  36                      float taper=1, float mid=0.5);
  37     int addTank(float* pos, float cap, float fuelDensity);
  38     void addGear(Gear* g);
  39     void addThruster(Thruster* t, float mass, float* cg);
  40     void addBallast(float* pos, float mass);
  41
  42     int addWeight(float* pos, float size);
  43     void setWeight(int handle, float mass);
  44
  45     void setApproach(float speed, float altitude);
  46     void setApproach(float speed, float altitude, float aoa);
  47     void setCruise(float speed, float altitude);
  48
  49     void addApproachControl(int control, float val);
  50     void addCruiseControl(int control, float val);
  51
  52     int numGear();
  53     Gear* getGear(int g);
  54
  55     int numTanks();
  56     void setFuelFraction(float frac); // 0-1, total amount of fuel
  57     float getFuel(int tank); // in kg!
  58     float getFuelDensity(int tank); // kg/m^3
  59
  60     void compile(); // generate point masses & such, then solve
  61     void initEngines();
  62     void stabilizeThrust();
  63
  64     // Solution output values
  65     int getSolutionIterations();
  66     float getDragCoefficient();
  67     float getLiftRatio();
  68     float getCruiseAoA();
  69     float getTailIncidence();
  70     char* getFailureMsg();
  71
  72 private:
  73     struct Tank { float pos[3]; float cap; float fill;
  74                   float density; int handle; };
  75     struct Fuselage { float front[3], back[3], width, taper, mid; };
  76     struct GearRec { Gear* gear; Surface* surf; float wgt; };
  77     struct ThrustRec { Thruster* thruster;
  78                        int handle; float cg[3]; float mass; };
  79     struct Control { int control; float val; };
  80     struct WeightRec { int handle; Surface* surf; };
  81
  82     void runCruise();
  83     void runApproach();
  84     void setupState(float aoa, float speed, State* s);
  85     void solveGear();
  86     void solve();
  87     float compileWing(Wing* w);
  88     float compileFuselage(Fuselage* f);
  89     void compileGear(GearRec* gr);
  90     void applyDragFactor(float factor);
  91     void applyLiftRatio(float factor);
  92     float clamp(float val, float min, float max);
  93     void addContactPoint(float* pos);
  94     void compileContactPoints();
  95     float normFactor(float f);
  96     void updateGearState();
  97
  98     Model _model;
  99     ControlMap _controls;
 100
 101     float _emptyWeight;
 102     float _pilotPos[3];
 103
 104     Wing* _wing;
 105     Wing* _tail;
 106
 107     Vector _fuselages;
 108     Vector _vstabs;
 109     Vector _tanks;
 110     Vector _thrusters;
 111     float _ballast;
 112
 113     Vector _gears;
 114     Vector _contacts; // non-gear ground contact points
 115     Vector _weights;
 116     Vector _surfs; // NON-wing Surfaces
 117
 118     Vector _cruiseControls;
 119     State _cruiseState;
 120     float _cruiseP;
 121     float _cruiseT;
 122     float _cruiseSpeed;
 123     float _cruiseWeight;
 124
 125     Vector _approachControls;
 126     State _approachState;
 127     float _approachP;
 128     float _approachT;
 129     float _approachSpeed;
 130     float _approachAoA;
 131     float _approachWeight;
 132
 133     int _solutionIterations;
 134     float _dragFactor;
 135     float _liftRatio;
 136     float _cruiseAoA;
 137     float _tailIncidence;
 138     char* _failureMsg;
 139 };
 140
 141 }; // namespace yasim
 142 #endif // _AIRPLANE_HPP