src/FDM/YASim/Gear.hpp

   1 #ifndef _GEAR_HPP
   2 #define _GEAR_HPP
   3
   4 namespace yasim {
   5
   6 class RigidBody;
   7 struct State;
   8
   9 // A landing gear has the following parameters:
  10 //
  11 // position: a point in the aircraft's local coordinate system where the
  12 //     fully-extended wheel will be found.
  13 // compression: a vector from position where a fully-compressed wheel
  14 //     will be, also in aircraft-local coordinates.
  15 // spring coefficient: force coefficient along the compression axis, in
  16 //     Newtons per meter.
  17 // damping coefficient: force per compression speed, in Ns/m
  18 // static coefficient of friction: force along the ground plane exerted
  19 //     by a motionless wheel.  A unitless scalar.
  20 // dynamic coefficient of friction: force along the ground plane exerted
  21 //     by a sliding/skidding wheel.
  22 // braking fraction: fraction of the dynamic friction that will be
  23 //     actually exerted by a rolling wheel
  24 // rotation: the angle from "forward" by which the wheel is rotated
  25 //     around its compression axis.  In radians.
  26 //
  27 class Gear {
  28 public:
  29     Gear();
  30
  31     // Externally set values
  32     void setPosition(float* position);
  33     void setCompression(float* compression);
  34     void setSpring(float spring);
  35     void setDamping(float damping);
  36     void setStaticFriction(float sfric);
  37     void setDynamicFriction(float dfric);
  38     void setBrake(float brake);
  39     void setRotation(float rotation);
  40     void setExtension(float extension);
  41     void setCastering(bool castering);
  42     void setGlobalGround(double* global_ground, float* global_vel);
  43
  44     void getPosition(float* out);
  45     void getCompression(float* out);
  46     void getGlobalGround(double* global_ground);
  47     float getSpring();
  48     float getDamping();
  49     float getStaticFriction();
  50     float getDynamicFriction();
  51     float getBrake();
  52     float getRotation();
  53     float getExtension();
  54     bool getCastering();
  55     float getCasterAngle() { return _casterAngle; }
  56     float getRollSpeed() { return _rollSpeed; }
  57
  58     // Takes a velocity of the aircraft relative to ground, a rotation
  59     // vector, and a ground plane (all specified in local coordinates)
  60     // and make a force and point of application (i.e. ground contact)
  61     // available via getForce().
  62     void calcForce(RigidBody* body, State* s, float* v, float* rot);
  63
  64     // Computed values: total force, weight-on-wheels (force normal to
  65     // ground) and compression fraction.
  66     void getForce(float* force, float* contact);
  67     float getWoW();
  68     float getCompressFraction();
  69
  70 private:
  71     float calcFriction(float wgt, float v);
  72
  73     bool _castering;
  74     float _pos[3];
  75     float _cmpr[3];
  76     float _spring;
  77     float _damp;
  78     float _sfric;
  79     float _dfric;
  80     float _brake;
  81     float _rot;
  82     float _extension;
  83     float _force[3];
  84     float _contact[3];
  85     float _wow;
  86     float _frac;
  87     double _global_ground[4];
  88     float _global_vel[3];
  89     float _casterAngle;
  90     float _rollSpeed;
  91 };
  92
  93 }; // namespace yasim
  94 #endif // _GEAR_HPP