src/FDM/YASim/PistonEngine.cpp

   1 #include "PistonEngine.hpp"
   2 namespace yasim {
   3
   4 PistonEngine::PistonEngine(float power, float speed)
   5 {
   6     // Presume a BSFC (in lb/hour per HP) of 0.45.  In SI that becomes
   7     // (2.2 lb/kg, 745.7 W/hp, 3600 sec/hour) 3.69e-07 kg/Ws.
   8     _f0 = power * 3.69e-07;
   9
  10     _P0 = power;
  11     _omega0 = speed;
  12
  13     // We must be at sea level under standard conditions
  14     _rho0 = 1.225; // kg/m^3
  15
  16     // Further presume that takeoff is (duh) full throttle and
  17     // peak-power, that means that by our efficiency function, we are
  18     // at 11/8 of "ideal" fuel flow.
  19     float realFlow = _f0 * (11.0/8.0);
  20     _mixCoeff = realFlow * 1.1 / _omega0;
  21 }
  22
  23 void PistonEngine::setThrottle(float t)
  24 {
  25     _throttle = t;
  26 }
  27
  28 void PistonEngine::setMixture(float m)
  29 {
  30     _mixture = m;
  31 }
  32
  33 void PistonEngine::calc(float density, float speed,
  34                         float* torqueOut, float* fuelFlowOut)
  35 {
  36     // The actual fuel flow
  37     float fuel = _mixture * _mixCoeff * speed;
  38
  39     // manifold air density
  40     float rho = density * _throttle;
  41
  42     // How much fuel could be burned with ideal (i.e. uncorrected!)
  43     // combustion.
  44     float burnable = _f0 * (rho/_rho0) * (speed/_omega0);
  45
  46     // Calculate the fuel that actually burns to produce work.  The
  47     // idea is that less than 5/8 of ideal, we get complete
  48     // combustion.  We use up all the oxygen at 1 3/8 of ideal (that
  49     // is, you need to waste fuel to use all your O2).  In between,
  50     // interpolate.  This vaguely matches a curve I copied out of a
  51     // book for a single engine.  Shrug.
  52     float burned;
  53     float r = fuel/burnable;
  54     if     (burnable == 0) burned = 0;
  55     else if(r < .625)      burned = fuel;
  56     else if(r > 1.375)     burned = burnable;
  57     else                   burned = fuel + (burnable-fuel)*(r-.625)*(4.0/3.0);
  58
  59     // And finally the power is just the reference power scaled by the
  60     // amount of fuel burned.
  61     float power = _P0 * burned/_f0;
  62
  63     *torqueOut = power/speed;
  64     *fuelFlowOut = fuel;
  65 }
  66
  67 }; // namespace yasim