]> git.mxchange.org Git - flightgear.git/blob - src/FDM/flight.hxx
Add support for a turbo prop condition lever.
[flightgear.git] / src / FDM / flight.hxx
1 // flight.hxx -- define shared flight model parameters
2 //
3 // Written by Curtis Olson, started May 1997.
4 //
5 // Copyright (C) 1997  Curtis L. Olson  - curt@infoplane.com
6 //
7 // This program is free software; you can redistribute it and/or
8 // modify it under the terms of the GNU General Public License as
9 // published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
10 // License, or (at your option) any later version.
11 //
12 // This program is distributed in the hope that it will be useful, but
13 // WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15 // General Public License for more details.
16 //
17 // You should have received a copy of the GNU General Public License
18 // along with this program; if not, write to the Free Software
19 // Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
20 //
21 // $Id$
22
23
24 #ifndef _FLIGHT_HXX
25 #define _FLIGHT_HXX
26
27
28 #ifndef __cplusplus
29 # error This library requires C++
30 #endif
31
32
33 /* Required get_()
34
35    `FGInterface::get_Longitude ()'
36    `FGInterface::get_Latitude ()'
37    `FGInterface::get_Altitude ()'
38    `FGInterface::get_Phi ()'
39    `FGInterface::get_Theta ()'
40    `FGInterface::get_Psi ()'
41    `FGInterface::get_V_equiv_kts ()'
42
43    `FGInterface::get_Mass ()'
44    `FGInterface::get_I_xx ()'
45    `FGInterface::get_I_yy ()'
46    `FGInterface::get_I_zz ()'
47    `FGInterface::get_I_xz ()'
48    
49    `FGInterface::get_V_north ()'
50    `FGInterface::get_V_east ()'
51    `FGInterface::get_V_down ()'
52
53    `FGInterface::get_P_Body ()'
54    `FGInterface::get_Q_Body ()'
55    `FGInterface::get_R_Body ()'
56
57    `FGInterface::get_Gamma_vert_rad ()'
58    `FGInterface::get_Climb_Rate ()'
59    `FGInterface::get_Alpha ()'
60    `FGInterface::get_Beta ()'
61
62    `FGInterface::get_Runway_altitude ()'
63
64    `FGInterface::get_Lon_geocentric ()'
65    `FGInterface::get_Lat_geocentric ()'
66    `FGInterface::get_Sea_level_radius ()'
67    `FGInterface::get_Earth_position_angle ()'
68
69    `FGInterface::get_Latitude_dot()'
70    `FGInterface::get_Longitude_dot()'
71    `FGInterface::get_Radius_dot()'
72
73    `FGInterface::get_Dx_cg ()'
74    `FGInterface::get_Dy_cg ()'
75    `FGInterface::get_Dz_cg ()'
76
77    `FGInterface::get_T_local_to_body_11 ()' ... `FGInterface::get_T_local_to_body_33 ()'
78
79    `FGInterface::get_Radius_to_vehicle ()'
80
81  */
82
83
84 #include <math.h>
85
86 #include <list>
87 #include <vector>
88 #include <string>
89
90 #include <simgear/compiler.h>
91 #include <simgear/constants.h>
92 #include <simgear/structure/subsystem_mgr.hxx>
93
94 SG_USING_STD(list);
95 SG_USING_STD(vector);
96 SG_USING_STD(string);
97
98 class FGAircraftModel;
99
100
101 typedef double FG_VECTOR_3[3];
102
103 // This is based heavily on LaRCsim/ls_generic.h
104 class FGInterface : public SGSubsystem {
105
106 private:
107   
108     // Has the init() method been called.  This is used to delay
109     // initialization until scenery can be loaded and we know the true
110     // ground elevation.
111     bool inited;
112
113     // Have we bound to the property system
114     bool bound; 
115
116     // periodic update management variable.  This is a scheme to run
117     // the fdm with a fixed delta-t.  We control how many iteration of
118     // the fdm to run with the fixed dt based on the elapsed time from
119     // the last update.  This allows us to maintain sync with the real
120     // time clock, even though each frame could take a random amount
121     // of time.  Since "dt" is unlikely to divide evenly into the
122     // elapse time, we keep track of the remainder and add it into the
123     // next elapsed time.  This yields a small amount of temporal
124     // jitter ( < dt ) but in practice seems to work well.
125
126 //     double delta_t;          // delta "t"
127 //     SGTimeStamp time_stamp;  // time stamp of last run
128 //     long elapsed;            // time elapsed since last run
129     double remainder;           // remainder time from last run
130 //     int multi_loop;          // number of iterations of "delta_t" to run
131
132     // Pilot location rel to ref pt
133     FG_VECTOR_3 d_pilot_rp_body_v;
134
135     // CG position w.r.t. ref. point
136     FG_VECTOR_3 d_cg_rp_body_v;
137
138     // Forces
139     FG_VECTOR_3 f_body_total_v;
140     FG_VECTOR_3 f_local_total_v;
141     FG_VECTOR_3 f_aero_v;
142     FG_VECTOR_3 f_engine_v;
143     FG_VECTOR_3 f_gear_v;
144
145     // Moments
146     FG_VECTOR_3 m_total_rp_v;
147     FG_VECTOR_3 m_total_cg_v;
148     FG_VECTOR_3 m_aero_v;
149     FG_VECTOR_3 m_engine_v;
150     FG_VECTOR_3 m_gear_v;
151
152     // Accelerations
153     FG_VECTOR_3 v_dot_local_v;
154     FG_VECTOR_3 v_dot_body_v;
155     FG_VECTOR_3 a_cg_body_v;
156     FG_VECTOR_3 a_pilot_body_v;
157     FG_VECTOR_3 n_cg_body_v;
158     FG_VECTOR_3 n_pilot_body_v;
159     FG_VECTOR_3 omega_dot_body_v;
160
161     // Velocities
162     FG_VECTOR_3 v_local_v;
163     FG_VECTOR_3 v_local_rel_ground_v; // V rel w.r.t. earth surface
164     FG_VECTOR_3 v_local_airmass_v;    // velocity of airmass (steady winds)
165     FG_VECTOR_3 v_local_rel_airmass_v;  // velocity of veh. relative to airmass
166     FG_VECTOR_3 v_local_gust_v;       // linear turbulence components, L frame
167     FG_VECTOR_3 v_wind_body_v;        // Wind-relative velocities in body axis
168
169     FG_VECTOR_3 omega_body_v;         // Angular B rates
170     FG_VECTOR_3 omega_local_v;        // Angular L rates
171     FG_VECTOR_3 omega_total_v;        // Diff btw B & L
172     FG_VECTOR_3 euler_rates_v;
173     FG_VECTOR_3 geocentric_rates_v;   // Geocentric linear velocities
174
175     // Positions
176     FG_VECTOR_3 geocentric_position_v;
177     FG_VECTOR_3 geodetic_position_v;
178     FG_VECTOR_3 euler_angles_v;
179
180     // Miscellaneous Quantities
181     FG_VECTOR_3 d_cg_rwy_local_v;     // CG rel. to rwy in local coords
182     FG_VECTOR_3 d_cg_rwy_rwy_v;       // CG relative to rwy, in rwy coordinates
183     FG_VECTOR_3 d_pilot_rwy_local_v;  // pilot rel. to rwy in local coords
184     FG_VECTOR_3 d_pilot_rwy_rwy_v;    // pilot rel. to rwy, in rwy coords.
185
186     // Inertias
187     double mass, i_xx, i_yy, i_zz, i_xz;
188
189     // Normal Load Factor
190     double nlf;
191
192     // Velocities
193     double v_rel_wind, v_true_kts, v_rel_ground, v_inertial;
194     double v_ground_speed, v_equiv, v_equiv_kts;
195     double v_calibrated, v_calibrated_kts;
196
197     // Miscellaneious Quantities
198     double t_local_to_body_m[3][3];   // Transformation matrix L to B
199     double gravity;                   // Local acceleration due to G
200     double centrifugal_relief;        // load factor reduction due to speed
201     double alpha, beta, alpha_dot, beta_dot;  // in radians
202     double cos_alpha, sin_alpha, cos_beta, sin_beta;
203     double cos_phi, sin_phi, cos_theta, sin_theta, cos_psi, sin_psi;
204     double gamma_vert_rad, gamma_horiz_rad;  // Flight path angles
205     double sigma, density, v_sound, mach_number;
206     double static_pressure, total_pressure, impact_pressure;
207     double dynamic_pressure;
208     double static_temperature, total_temperature;
209     double sea_level_radius, earth_position_angle;
210     double runway_altitude, runway_latitude, runway_longitude;
211     double runway_heading;
212     double radius_to_rwy;
213     double climb_rate;                // in feet per second
214     double sin_lat_geocentric, cos_lat_geocentric;
215     double sin_longitude, cos_longitude;
216     double sin_latitude, cos_latitude;
217     double altitude_agl;
218
219     double daux[16];            // auxilliary doubles
220     float  faux[16];            // auxilliary floats
221     int    iaux[16];            // auxilliary ints
222
223     // SGTimeStamp valid_stamp;          // time this record is valid
224     // SGTimeStamp next_stamp;           // time this record is valid
225
226 protected:
227
228     int _calc_multiloop (double dt);
229
230 public:
231
232                                 // deliberately not virtual so that
233                                 // FGInterface constructor will call
234                                 // the right version
235     void _setup();
236
237     void _busdump(void);
238     void _updateGeodeticPosition( double lat, double lon, double alt );
239     void _updateGeocentricPosition( double lat_geoc, double lon, double alt );
240     void _updateWeather( void );
241
242     inline void _set_Inertias( double m, double xx, double yy, 
243                               double zz, double xz)
244     {
245         mass = m;
246         i_xx = xx;
247         i_yy = yy;
248         i_zz = zz;
249         i_xz = xz;
250     }
251     inline void _set_CG_Position( double dx, double dy, double dz ) {
252         d_cg_rp_body_v[0] = dx;
253         d_cg_rp_body_v[1] = dy;
254         d_cg_rp_body_v[2] = dz;
255     }
256     inline void _set_Accels_Local( double north, double east, double down ) {
257         v_dot_local_v[0] = north;
258         v_dot_local_v[1] = east;
259         v_dot_local_v[2] = down;
260     }
261     inline void _set_Accels_Body( double u, double v, double w ) {
262         v_dot_body_v[0] = u;
263         v_dot_body_v[1] = v;
264         v_dot_body_v[2] = w;
265     }
266     inline void _set_Accels_CG_Body( double x, double y, double z ) {
267         a_cg_body_v[0] = x;
268         a_cg_body_v[1] = y;
269         a_cg_body_v[2] = z;
270     }
271     inline void _set_Accels_Pilot_Body( double x, double y, double z ) {
272         a_pilot_body_v[0] = x;
273         a_pilot_body_v[1] = y;
274         a_pilot_body_v[2] = z;
275     }
276     inline void _set_Accels_CG_Body_N( double x, double y, double z ) {
277         n_cg_body_v[0] = x;
278         n_cg_body_v[1] = y;
279         n_cg_body_v[2] = z;
280     }
281     void _set_Nlf(double n) { nlf=n;  }
282     inline void _set_Velocities_Local( double north, double east, double down ){
283         v_local_v[0] = north;
284         v_local_v[1] = east;
285         v_local_v[2] = down;
286     }
287     inline void _set_Velocities_Ground(double north, double east, double down) {
288         v_local_rel_ground_v[0] = north;
289         v_local_rel_ground_v[1] = east;
290         v_local_rel_ground_v[2] = down;
291     }
292     inline void _set_Velocities_Local_Airmass( double north, double east, 
293                                               double down)
294     {
295         v_local_airmass_v[0] = north;
296         v_local_airmass_v[1] = east;
297         v_local_airmass_v[2] = down;
298     }
299     inline void _set_Velocities_Wind_Body( double u, double v, double w) {
300         v_wind_body_v[0] = u;
301         v_wind_body_v[1] = v;
302         v_wind_body_v[2] = w;
303     }
304     inline void _set_V_rel_wind(double vt) { v_rel_wind = vt; }
305     inline void _set_V_ground_speed( double v) { v_ground_speed = v; }
306     inline void _set_V_equiv_kts( double kts ) { v_equiv_kts = kts; }
307     inline void _set_V_calibrated_kts( double kts ) { v_calibrated_kts = kts; }
308     inline void _set_Omega_Body( double p, double q, double r ) {
309         omega_body_v[0] = p;
310         omega_body_v[1] = q;
311         omega_body_v[2] = r;
312     }
313     inline void _set_Euler_Rates( double phi, double theta, double psi ) {
314         euler_rates_v[0] = phi;
315         euler_rates_v[1] = theta;
316         euler_rates_v[2] = psi;
317     }
318     inline void _set_Geocentric_Rates( double lat, double lon, double rad ) {
319         geocentric_rates_v[0] = lat;
320         geocentric_rates_v[1] = lon;
321         geocentric_rates_v[2] = rad;
322     }
323 #if 0
324     inline void _set_Radius_to_vehicle(double radius) {
325         geocentric_position_v[2] = radius;
326     }
327 #endif
328     inline void _set_Geocentric_Position( double lat, double lon, double rad ) {
329         geocentric_position_v[0] = lat;
330         geocentric_position_v[1] = lon;
331         geocentric_position_v[2] = rad;
332     }
333     inline void _set_Latitude(double lat) { geodetic_position_v[0] = lat; }
334     inline void _set_Longitude(double lon) { geodetic_position_v[1] = lon; }
335     inline void _set_Altitude(double altitude) {
336         geodetic_position_v[2] = altitude;
337     }
338     inline void _set_Altitude_AGL(double agl) {
339         altitude_agl = agl;
340     }
341     inline void _set_Geodetic_Position( double lat, double lon, double alt ) {
342         geodetic_position_v[0] = lat;
343         geodetic_position_v[1] = lon;
344         geodetic_position_v[2] = alt;
345     }
346     inline void _set_Euler_Angles( double phi, double theta, double psi ) {
347         euler_angles_v[0] = phi;
348         euler_angles_v[1] = theta;
349         euler_angles_v[2] = psi;
350     }
351     inline void _set_T_Local_to_Body( int i, int j, double value) {
352         t_local_to_body_m[i-1][j-1] = value;
353     }
354     inline void _set_T_Local_to_Body( double m[3][3] ) {
355         int i, j;
356         for ( i = 0; i < 3; i++ ) {
357             for ( j = 0; j < 3; j++ ) {
358                 t_local_to_body_m[i][j] = m[i][j];
359             }
360         }
361     }
362     inline void _set_Alpha( double a ) { alpha = a; }
363     inline void _set_Beta( double b ) { beta = b; }
364     inline void _set_Cos_phi( double cp ) { cos_phi = cp; }
365     inline void _set_Cos_theta( double ct ) { cos_theta = ct; }
366     inline void _set_Gamma_vert_rad( double gv ) { gamma_vert_rad = gv; }
367     inline void _set_Density( double d ) { density = d; }
368     inline void _set_Mach_number( double m ) { mach_number = m; }
369     inline void _set_Static_pressure( double sp ) { static_pressure = sp; }
370     inline void _set_Static_temperature( double t ) { static_temperature = t; }
371     inline void _set_Sea_level_radius( double r ) { sea_level_radius = r; }
372     inline void _set_Earth_position_angle(double a) {
373         earth_position_angle = a;
374     }
375     inline void _set_Runway_altitude( double alt ) { runway_altitude = alt; }
376     inline void _set_Climb_Rate(double rate) { climb_rate = rate; }
377     inline void _set_sin_lat_geocentric(double parm) {
378         sin_lat_geocentric = sin(parm);
379     }
380     inline void _set_cos_lat_geocentric(double parm) {
381         cos_lat_geocentric = cos(parm);
382     }
383     inline void _set_sin_cos_longitude(double parm) {
384         sin_longitude = sin(parm);
385         cos_longitude = cos(parm);
386     }
387     inline void _set_sin_cos_latitude(double parm) {
388         sin_latitude = sin(parm);
389         cos_latitude = cos(parm);
390     }
391
392     inline void _set_daux( int n, double value ) { daux[n] = value; }
393     inline void _set_faux( int n, float value ) { faux[n] = value; }
394     inline void _set_iaux( int n, int value ) { iaux[n] = value; }
395
396 public:
397   
398     FGInterface();
399     FGInterface( double dt );
400     virtual ~FGInterface();
401
402     virtual void init ();
403     virtual void bind ();
404     virtual void unbind ();
405     virtual void update(double dt);
406     virtual bool ToggleDataLogging(bool state) { return false; }
407     virtual bool ToggleDataLogging(void) { return false; }
408
409     // Define the various supported flight models (many not yet implemented)
410     enum {
411         // Magic Carpet mode
412         FG_MAGICCARPET = 0,
413
414         // The NASA LaRCsim (Navion) flight model
415         FG_LARCSIM = 1,
416
417         // Jon S. Berndt's new FDM written from the ground up in C++
418         FG_JSBSIM = 2,
419
420         // Christian's hot air balloon simulation
421         FG_BALLOONSIM = 3,
422
423         // Aeronautical DEvelopment AGEncy, Bangalore India
424         FG_ADA = 4,
425
426         // The following aren't implemented but are here to spark
427         // thoughts and discussions, and maybe even action.
428         FG_ACM = 5,
429         FG_SUPER_SONIC = 6,
430         FG_HELICOPTER = 7,
431         FG_AUTOGYRO = 8,
432         FG_PARACHUTE = 9,
433
434         // Driven externally via a serial port, net, file, etc.
435         FG_EXTERNAL = 10
436     };
437
438     // initialization
439     inline bool get_inited() const { return inited; }
440     inline void set_inited( bool value ) { inited = value; }
441
442     inline bool get_bound() const { return bound; }
443
444     //perform initializion that is common to all FDM's
445     void common_init();
446
447     // time and update management values
448 //     inline double get_delta_t() const { return delta_t; }
449 //     inline void set_delta_t( double dt ) { delta_t = dt; }
450 //     inline SGTimeStamp get_time_stamp() const { return time_stamp; }
451 //     inline void set_time_stamp( SGTimeStamp s ) { time_stamp = s; }
452 //     inline void stamp() { time_stamp.stamp(); }
453 //     inline long get_elapsed() const { return elapsed; }
454 //     inline void set_elapsed( long e ) { elapsed = e; }
455 //     inline long get_remainder() const { return remainder; }
456 //     inline void set_remainder( long r ) { remainder = r; }
457 //     inline int get_multi_loop() const { return multi_loop; }
458 //     inline void set_multi_loop( int ml ) { multi_loop = ml; }
459
460     // Positions
461     virtual void set_Latitude(double lat);       // geocentric
462     virtual void set_Longitude(double lon);    
463     virtual void set_Altitude(double alt);  // triggers re-calc of AGL altitude
464     virtual void set_AltitudeAGL(double altagl); // and vice-versa
465     virtual void set_Latitude_deg (double lat) {
466       set_Latitude(lat * SGD_DEGREES_TO_RADIANS);
467     }
468     virtual void set_Longitude_deg (double lon) {
469       set_Longitude(lon * SGD_DEGREES_TO_RADIANS);
470     }
471     
472     // Speeds -- setting any of these will trigger a re-calc of the rest
473     virtual void set_V_calibrated_kts(double vc);
474     virtual void set_Mach_number(double mach);
475     virtual void set_Velocities_Local( double north, double east, double down );
476     inline void set_V_north (double north) { 
477       set_Velocities_Local(north, v_local_v[1], v_local_v[2]);
478     }
479     inline void set_V_east (double east) { 
480       set_Velocities_Local(v_local_v[0], east, v_local_v[2]);
481     }
482     inline void set_V_down (double down) { 
483       set_Velocities_Local(v_local_v[0], v_local_v[1], down);
484     }
485     virtual void set_Velocities_Wind_Body( double u, double v, double w);
486     virtual void set_uBody (double uBody) { 
487       set_Velocities_Wind_Body(uBody, v_wind_body_v[1], v_wind_body_v[2]);
488     }
489     virtual void set_vBody (double vBody) { 
490       set_Velocities_Wind_Body(v_wind_body_v[0], vBody, v_wind_body_v[2]);
491     }
492     virtual void set_wBody (double wBody) {
493       set_Velocities_Wind_Body(v_wind_body_v[0], v_wind_body_v[1], wBody);
494     }
495     
496     // Euler angles 
497     virtual void set_Euler_Angles( double phi, double theta, double psi );
498     virtual void set_Phi (double phi) {
499       set_Euler_Angles(phi, get_Theta(), get_Psi());
500     }
501     virtual void set_Theta (double theta) {
502       set_Euler_Angles(get_Phi(), theta, get_Psi());
503     }
504     virtual void set_Psi (double psi) { 
505       set_Euler_Angles(get_Phi(), get_Theta(), psi);
506     }
507     virtual void set_Phi_deg (double phi) {
508       set_Phi(phi * SGD_DEGREES_TO_RADIANS);
509     }
510     virtual void set_Theta_deg (double theta) {
511       set_Theta(theta * SGD_DEGREES_TO_RADIANS); 
512     }
513     virtual void set_Psi_deg (double psi) {
514       set_Psi(psi * SGD_DEGREES_TO_RADIANS);
515     }
516     
517     // Flight Path
518     virtual void set_Climb_Rate( double roc);
519     virtual void set_Gamma_vert_rad( double gamma);
520     
521     // Earth
522     
523     virtual void set_Static_pressure(double p);
524     virtual void set_Static_temperature(double T);
525     virtual void set_Density(double rho);
526     
527     virtual void set_Velocities_Local_Airmass (double wnorth, 
528                                                double weast, 
529                                                double wdown );
530
531     // ========== Mass properties and geometry values ==========
532
533     // Inertias
534     inline double get_Mass() const { return mass; }
535     inline double get_I_xx() const { return i_xx; }
536     inline double get_I_yy() const { return i_yy; }
537     inline double get_I_zz() const { return i_zz; }
538     inline double get_I_xz() const { return i_xz; }
539
540     // Pilot location rel to ref pt
541     // inline double * get_D_pilot_rp_body_v() {
542     //  return d_pilot_rp_body_v;
543     // }
544     // inline double get_Dx_pilot() const { return d_pilot_rp_body_v[0]; }
545     // inline double get_Dy_pilot() const { return d_pilot_rp_body_v[1]; }
546     // inline double get_Dz_pilot() const { return d_pilot_rp_body_v[2]; }
547     /* inline void set_Pilot_Location( double dx, double dy, double dz ) {
548         d_pilot_rp_body_v[0] = dx;
549         d_pilot_rp_body_v[1] = dy;
550         d_pilot_rp_body_v[2] = dz;
551     } */
552
553     // CG position w.r.t. ref. point
554     // inline double * get_D_cg_rp_body_v() { return d_cg_rp_body_v; }
555     inline double get_Dx_cg() const { return d_cg_rp_body_v[0]; }
556     inline double get_Dy_cg() const { return d_cg_rp_body_v[1]; }
557     inline double get_Dz_cg() const { return d_cg_rp_body_v[2]; }
558
559     // ========== Forces ==========
560
561     // inline double * get_F_body_total_v() { return f_body_total_v; }
562     // inline double get_F_X() const { return f_body_total_v[0]; }
563     // inline double get_F_Y() const { return f_body_total_v[1]; }
564     // inline double get_F_Z() const { return f_body_total_v[2]; }
565     /* inline void set_Forces_Body_Total( double x, double y, double z ) {
566         f_body_total_v[0] = x;
567         f_body_total_v[1] = y;
568         f_body_total_v[2] = z;
569     } */
570
571     // inline double * get_F_local_total_v() { return f_local_total_v; }
572     // inline double get_F_north() const { return f_local_total_v[0]; }
573     // inline double get_F_east() const { return f_local_total_v[1]; }
574     // inline double get_F_down() const { return f_local_total_v[2]; }
575     /* inline void set_Forces_Local_Total( double x, double y, double z ) {
576         f_local_total_v[0] = x;
577         f_local_total_v[1] = y;
578         f_local_total_v[2] = z;
579     } */
580
581     // inline double * get_F_aero_v() { return f_aero_v; }
582     // inline double get_F_X_aero() const { return f_aero_v[0]; }
583     // inline double get_F_Y_aero() const { return f_aero_v[1]; }
584     // inline double get_F_Z_aero() const { return f_aero_v[2]; }
585     /* inline void set_Forces_Aero( double x, double y, double z ) {
586         f_aero_v[0] = x;
587         f_aero_v[1] = y;
588         f_aero_v[2] = z;
589     } */
590     
591     // inline double * get_F_engine_v() { return f_engine_v; }
592     // inline double get_F_X_engine() const { return f_engine_v[0]; }
593     // inline double get_F_Y_engine() const { return f_engine_v[1]; }
594     // inline double get_F_Z_engine() const { return f_engine_v[2]; }
595     /* inline void set_Forces_Engine( double x, double y, double z ) {
596         f_engine_v[0] = x;
597         f_engine_v[1] = y;
598         f_engine_v[2] = z;
599     } */
600
601     // inline double * get_F_gear_v() { return f_gear_v; }
602     // inline double get_F_X_gear() const { return f_gear_v[0]; }
603     // inline double get_F_Y_gear() const { return f_gear_v[1]; }
604     // inline double get_F_Z_gear() const { return f_gear_v[2]; }
605     /* inline void set_Forces_Gear( double x, double y, double z ) {
606         f_gear_v[0] = x;
607         f_gear_v[1] = y;
608         f_gear_v[2] = z;
609     } */
610
611     // ========== Moments ==========
612
613     // inline double * get_M_total_rp_v() { return m_total_rp_v; }
614     // inline double get_M_l_rp() const { return m_total_rp_v[0]; }
615     // inline double get_M_m_rp() const { return m_total_rp_v[1]; }
616     // inline double get_M_n_rp() const { return m_total_rp_v[2]; }
617     /* inline void set_Moments_Total_RP( double l, double m, double n ) {
618         m_total_rp_v[0] = l;
619         m_total_rp_v[1] = m;
620         m_total_rp_v[2] = n;
621     } */
622
623     // inline double * get_M_total_cg_v() { return m_total_cg_v; }
624     // inline double get_M_l_cg() const { return m_total_cg_v[0]; }
625     // inline double get_M_m_cg() const { return m_total_cg_v[1]; }
626     // inline double get_M_n_cg() const { return m_total_cg_v[2]; }
627     /* inline void set_Moments_Total_CG( double l, double m, double n ) {
628         m_total_cg_v[0] = l;
629         m_total_cg_v[1] = m;
630         m_total_cg_v[2] = n;
631     } */
632
633     // inline double * get_M_aero_v() { return m_aero_v; }
634     // inline double get_M_l_aero() const { return m_aero_v[0]; }
635     // inline double get_M_m_aero() const { return m_aero_v[1]; }
636     // inline double get_M_n_aero() const { return m_aero_v[2]; }
637     /* inline void set_Moments_Aero( double l, double m, double n ) {
638         m_aero_v[0] = l;
639         m_aero_v[1] = m;
640         m_aero_v[2] = n;
641     } */
642
643     // inline double * get_M_engine_v() { return m_engine_v; }
644     // inline double get_M_l_engine() const { return m_engine_v[0]; }
645     // inline double get_M_m_engine() const { return m_engine_v[1]; }
646     // inline double get_M_n_engine() const { return m_engine_v[2]; }
647     /* inline void set_Moments_Engine( double l, double m, double n ) {
648         m_engine_v[0] = l;
649         m_engine_v[1] = m;
650         m_engine_v[2] = n;
651     } */
652
653     // inline double * get_M_gear_v() { return m_gear_v; }
654     // inline double get_M_l_gear() const { return m_gear_v[0]; }
655     // inline double get_M_m_gear() const { return m_gear_v[1]; }
656     // inline double get_M_n_gear() const { return m_gear_v[2]; }
657     /* inline void set_Moments_Gear( double l, double m, double n ) {
658         m_gear_v[0] = l;
659         m_gear_v[1] = m;
660         m_gear_v[2] = n;
661     } */
662
663     // ========== Accelerations ==========
664
665     // inline double * get_V_dot_local_v() { return v_dot_local_v; }
666     inline double get_V_dot_north() const { return v_dot_local_v[0]; }
667     inline double get_V_dot_east() const { return v_dot_local_v[1]; }
668     inline double get_V_dot_down() const { return v_dot_local_v[2]; }
669
670     // inline double * get_V_dot_body_v() { return v_dot_body_v; }
671     inline double get_U_dot_body() const { return v_dot_body_v[0]; }
672     inline double get_V_dot_body() const { return v_dot_body_v[1]; }
673     inline double get_W_dot_body() const { return v_dot_body_v[2]; }
674
675     // inline double * get_A_cg_body_v() { return a_cg_body_v; }
676     inline double get_A_X_cg() const { return a_cg_body_v[0]; }
677     inline double get_A_Y_cg() const { return a_cg_body_v[1]; }
678     inline double get_A_Z_cg() const { return a_cg_body_v[2]; }
679
680     // inline double * get_A_pilot_body_v() { return a_pilot_body_v; }
681     inline double get_A_X_pilot() const { return a_pilot_body_v[0]; }
682     inline double get_A_Y_pilot() const { return a_pilot_body_v[1]; }
683     inline double get_A_Z_pilot() const { return a_pilot_body_v[2]; }
684
685     // inline double * get_N_cg_body_v() { return n_cg_body_v; }
686     inline double get_N_X_cg() const { return n_cg_body_v[0]; }
687     inline double get_N_Y_cg() const { return n_cg_body_v[1]; }
688     inline double get_N_Z_cg() const { return n_cg_body_v[2]; }
689
690     // inline double * get_N_pilot_body_v() { return n_pilot_body_v; }
691     // inline double get_N_X_pilot() const { return n_pilot_body_v[0]; }
692     // inline double get_N_Y_pilot() const { return n_pilot_body_v[1]; }
693     // inline double get_N_Z_pilot() const { return n_pilot_body_v[2]; }
694     // inline void set_Accels_Pilot_Body_N( double x, double y, double z ) {
695     //    n_pilot_body_v[0] = x;
696     //    n_pilot_body_v[1] = y;
697     //    n_pilot_body_v[2] = z;
698     // }
699
700     inline double get_Nlf(void) const { return nlf; }
701
702     // inline double * get_Omega_dot_body_v() { return omega_dot_body_v; }
703     // inline double get_P_dot_body() const { return omega_dot_body_v[0]; }
704     // inline double get_Q_dot_body() const { return omega_dot_body_v[1]; }
705     // inline double get_R_dot_body() const { return omega_dot_body_v[2]; }
706     /* inline void set_Accels_Omega( double p, double q, double r ) {
707         omega_dot_body_v[0] = p;
708         omega_dot_body_v[1] = q;
709         omega_dot_body_v[2] = r;
710     } */
711
712
713     // ========== Velocities ==========
714
715     // inline double * get_V_local_v() { return v_local_v; }
716     inline double get_V_north() const { return v_local_v[0]; }
717     inline double get_V_east() const { return v_local_v[1]; }
718     inline double get_V_down() const { return v_local_v[2]; }
719     inline double get_uBody () const { return v_wind_body_v[0]; }
720     inline double get_vBody () const { return v_wind_body_v[1]; }
721     inline double get_wBody () const { return v_wind_body_v[2]; }
722
723     // Please dont comment these out. fdm=ada uses these (see
724     // cockpit.cxx) --->
725     inline double * get_V_local_rel_ground_v() {
726         return v_local_rel_ground_v;
727     }
728     inline double get_V_north_rel_ground() const {
729         return v_local_rel_ground_v[0];
730     }
731     inline double get_V_east_rel_ground() const {
732         return v_local_rel_ground_v[1];
733     }
734     inline double get_V_down_rel_ground() const {
735         return v_local_rel_ground_v[2];
736     }
737     // <--- fdm=ada uses these (see cockpit.cxx)
738
739     // inline double * get_V_local_airmass_v() { return v_local_airmass_v; }
740     inline double get_V_north_airmass() const { return v_local_airmass_v[0]; }
741     inline double get_V_east_airmass() const { return v_local_airmass_v[1]; }
742     inline double get_V_down_airmass() const { return v_local_airmass_v[2]; }
743
744     // airmass
745     // inline double * get_V_local_rel_airmass_v() {
746     //   return v_local_rel_airmass_v;
747     // }
748     // inline double get_V_north_rel_airmass() const {
749     //   return v_local_rel_airmass_v[0];
750     // }
751     // inline double get_V_east_rel_airmass() const {
752     //   return v_local_rel_airmass_v[1];
753     // }
754     // inline double get_V_down_rel_airmass() const {
755     //   return v_local_rel_airmass_v[2];
756     // }
757     /* inline void set_Velocities_Local_Rel_Airmass( double north, double east, 
758                                                   double down)
759     {
760         v_local_rel_airmass_v[0] = north;
761         v_local_rel_airmass_v[1] = east;
762         v_local_rel_airmass_v[2] = down;
763     } */
764
765     // inline double * get_V_local_gust_v() { return v_local_gust_v; }
766     // inline double get_U_gust() const { return v_local_gust_v[0]; }
767     // inline double get_V_gust() const { return v_local_gust_v[1]; }
768     // inline double get_W_gust() const { return v_local_gust_v[2]; }
769     /* inline void set_Velocities_Gust( double u, double v, double w)
770     {
771         v_local_gust_v[0] = u;
772         v_local_gust_v[1] = v;
773         v_local_gust_v[2] = w;
774     } */
775     
776     // inline double * get_V_wind_body_v() { return v_wind_body_v; }
777     inline double get_U_body() const { return v_wind_body_v[0]; }
778     inline double get_V_body() const { return v_wind_body_v[1]; }
779     inline double get_W_body() const { return v_wind_body_v[2]; }
780
781     inline double get_V_rel_wind() const { return v_rel_wind; }
782     // inline void set_V_rel_wind(double wind) { v_rel_wind = wind; }
783
784     inline double get_V_true_kts() const { return v_true_kts; }
785     // inline void set_V_true_kts(double kts) { v_true_kts = kts; }
786
787     // inline double get_V_rel_ground() const { return v_rel_ground; }
788     // inline void set_V_rel_ground( double v ) { v_rel_ground = v; }
789
790     // inline double get_V_inertial() const { return v_inertial; }
791     // inline void set_V_inertial(double v) { v_inertial = v; }
792
793     inline double get_V_ground_speed() const { return v_ground_speed; }
794
795     // inline double get_V_equiv() const { return v_equiv; }
796     // inline void set_V_equiv( double v ) { v_equiv = v; }
797
798     inline double get_V_equiv_kts() const { return v_equiv_kts; }
799
800     //inline double get_V_calibrated() const { return v_calibrated; }
801     //inline void set_V_calibrated( double v ) { v_calibrated = v; }
802
803     inline double get_V_calibrated_kts() const { return v_calibrated_kts; }
804
805     // inline double * get_Omega_body_v() { return omega_body_v; }
806     inline double get_P_body() const { return omega_body_v[0]; }
807     inline double get_Q_body() const { return omega_body_v[1]; }
808     inline double get_R_body() const { return omega_body_v[2]; }
809
810     // inline double * get_Omega_local_v() { return omega_local_v; }
811     // inline double get_P_local() const { return omega_local_v[0]; }
812     // inline double get_Q_local() const { return omega_local_v[1]; }
813     // inline double get_R_local() const { return omega_local_v[2]; }
814     /* inline void set_Omega_Local( double p, double q, double r ) {
815         omega_local_v[0] = p;
816         omega_local_v[1] = q;
817         omega_local_v[2] = r;
818     } */
819
820     // inline double * get_Omega_total_v() { return omega_total_v; }
821     // inline double get_P_total() const { return omega_total_v[0]; }
822     // inline double get_Q_total() const { return omega_total_v[1]; }
823     // inline double get_R_total() const { return omega_total_v[2]; }
824     /* inline void set_Omega_Total( double p, double q, double r ) {
825         omega_total_v[0] = p;
826         omega_total_v[1] = q;
827         omega_total_v[2] = r;
828     } */
829
830     // inline double * get_Euler_rates_v() { return euler_rates_v; }
831     inline double get_Phi_dot() const { return euler_rates_v[0]; }
832     inline double get_Theta_dot() const { return euler_rates_v[1]; }
833     inline double get_Psi_dot() const { return euler_rates_v[2]; }
834     inline double get_Phi_dot_degps() const { return euler_rates_v[0] * SGD_RADIANS_TO_DEGREES; }
835     inline double get_Theta_dot_degps() const { return euler_rates_v[1] * SGD_RADIANS_TO_DEGREES; }
836     inline double get_Psi_dot_degps() const { return euler_rates_v[2] * SGD_RADIANS_TO_DEGREES; }
837
838     // inline double * get_Geocentric_rates_v() { return geocentric_rates_v; }
839     inline double get_Latitude_dot() const { return geocentric_rates_v[0]; }
840     inline double get_Longitude_dot() const { return geocentric_rates_v[1]; }
841     inline double get_Radius_dot() const { return geocentric_rates_v[2]; }
842
843     // ========== Positions ==========
844
845     // inline double * get_Geocentric_position_v() {
846     //    return geocentric_position_v;
847     // }
848     inline double get_Lat_geocentric() const {
849         return geocentric_position_v[0];
850     }
851     inline double get_Lon_geocentric() const {
852         return geocentric_position_v[1];
853     }
854     inline double get_Radius_to_vehicle() const {
855         return geocentric_position_v[2];
856     }
857
858     // inline double * get_Geodetic_position_v() { return geodetic_position_v; }
859     inline double get_Latitude() const { return geodetic_position_v[0]; }
860     inline double get_Longitude() const { return geodetic_position_v[1]; }
861     inline double get_Altitude() const { return geodetic_position_v[2]; }
862     inline double get_Altitude_AGL(void) const { return altitude_agl; }
863
864     inline double get_Latitude_deg () const {
865       return get_Latitude() * SGD_RADIANS_TO_DEGREES;
866     }
867     inline double get_Longitude_deg () const {
868       return get_Longitude() * SGD_RADIANS_TO_DEGREES;
869     }
870
871     // inline double * get_Euler_angles_v() { return euler_angles_v; }
872     inline double get_Phi() const { return euler_angles_v[0]; }
873     inline double get_Theta() const { return euler_angles_v[1]; }
874     inline double get_Psi() const { return euler_angles_v[2]; }
875     inline double get_Phi_deg () const { return get_Phi() * SGD_RADIANS_TO_DEGREES; }
876     inline double get_Theta_deg () const { return get_Theta() * SGD_RADIANS_TO_DEGREES; }
877     inline double get_Psi_deg () const { return get_Psi() * SGD_RADIANS_TO_DEGREES; }
878
879
880     // ========== Miscellaneous quantities ==========
881
882     // inline double * get_T_local_to_body_m() { return t_local_to_body_m; }
883     inline double get_T_local_to_body_11() const {
884         return t_local_to_body_m[0][0];
885     }
886     inline double get_T_local_to_body_12() const {
887         return t_local_to_body_m[0][1];
888     }
889     inline double get_T_local_to_body_13() const {
890         return t_local_to_body_m[0][2];
891     }
892     inline double get_T_local_to_body_21() const {
893         return t_local_to_body_m[1][0];
894     }
895     inline double get_T_local_to_body_22() const {
896         return t_local_to_body_m[1][1];
897     }
898     inline double get_T_local_to_body_23() const {
899         return t_local_to_body_m[1][2];
900     }
901     inline double get_T_local_to_body_31() const {
902         return t_local_to_body_m[2][0];
903     }
904     inline double get_T_local_to_body_32() const {
905         return t_local_to_body_m[2][1];
906     }
907     inline double get_T_local_to_body_33() const {
908         return t_local_to_body_m[2][2];
909     }
910
911     // inline double get_Gravity() const { return gravity; }
912     // inline void set_Gravity(double g) { gravity = g; }
913
914     // inline double get_Centrifugal_relief() const {
915     //   return centrifugal_relief;
916     // }
917     // inline void set_Centrifugal_relief(double cr) {
918     //   centrifugal_relief = cr;
919     // }
920
921     inline double get_Alpha() const { return alpha; }
922     inline double get_Alpha_deg() const { return alpha * SGD_RADIANS_TO_DEGREES; }
923     inline double get_Beta() const { return beta; }
924     inline double get_Beta_deg() const { return beta * SGD_RADIANS_TO_DEGREES; }
925     inline double get_Alpha_dot() const { return alpha_dot; }
926     // inline void set_Alpha_dot( double ad ) { alpha_dot = ad; }
927     inline double get_Beta_dot() const { return beta_dot; }
928     // inline void set_Beta_dot( double bd ) { beta_dot = bd; }
929
930     // inline double get_Cos_alpha() const { return cos_alpha; }
931     // inline void set_Cos_alpha( double ca ) { cos_alpha = ca; }
932     // inline double get_Sin_alpha() const { return sin_alpha; }
933     // inline void set_Sin_alpha( double sa ) { sin_alpha = sa; }
934     // inline double get_Cos_beta() const { return cos_beta; }
935     // inline void set_Cos_beta( double cb ) { cos_beta = cb; }
936     // inline double get_Sin_beta() const { return sin_beta; }
937     // inline void set_Sin_beta( double sb ) { sin_beta = sb; }
938
939     inline double get_Cos_phi() const { return cos_phi; }
940     // inline double get_Sin_phi() const { return sin_phi; }
941     // inline void set_Sin_phi( double sp ) { sin_phi = sp; }
942     inline double get_Cos_theta() const { return cos_theta; }
943     // inline double get_Sin_theta() const { return sin_theta; }
944     // inline void set_Sin_theta( double st ) { sin_theta = st; }
945     // inline double get_Cos_psi() const { return cos_psi; }
946     // inline void set_Cos_psi( double cp ) { cos_psi = cp; }
947     // inline double get_Sin_psi() const { return sin_psi; }
948     // inline void set_Sin_psi( double sp ) { sin_psi = sp; }
949
950     inline double get_Gamma_vert_rad() const { return gamma_vert_rad; }
951     // inline double get_Gamma_horiz_rad() const { return gamma_horiz_rad; }
952     // inline void set_Gamma_horiz_rad( double gh ) { gamma_horiz_rad = gh; }
953
954     // inline double get_Sigma() const { return sigma; }
955     // inline void set_Sigma( double s ) { sigma = s; }
956     inline double get_Density() const { return density; }
957     // inline double get_V_sound() const { return v_sound; }
958     // inline void set_V_sound( double v ) { v_sound = v; }
959     inline double get_Mach_number() const { return mach_number; }
960
961     inline double get_Static_pressure() const { return static_pressure; }
962     inline double get_Total_pressure() const { return total_pressure; }
963     // inline void set_Total_pressure( double tp ) { total_pressure = tp; }
964     // inline double get_Impact_pressure() const { return impact_pressure; }
965     // inline void set_Impact_pressure( double ip ) { impact_pressure = ip; }
966     inline double get_Dynamic_pressure() const { return dynamic_pressure; }
967     // inline void set_Dynamic_pressure( double dp ) { dynamic_pressure = dp; }
968
969     inline double get_Static_temperature() const { return static_temperature; }
970     inline double get_Total_temperature() const { return total_temperature; }
971     // inline void set_Total_temperature( double t ) { total_temperature = t; }
972
973     inline double get_Sea_level_radius() const { return sea_level_radius; }
974     inline double get_Earth_position_angle() const {
975         return earth_position_angle;
976     }
977
978     inline double get_Runway_altitude() const { return runway_altitude; }
979     // inline double get_Runway_latitude() const { return runway_latitude; }
980     // inline void set_Runway_latitude( double lat ) { runway_latitude = lat; }
981     // inline double get_Runway_longitude() const { return runway_longitude; }
982     // inline void set_Runway_longitude( double lon ) {
983     //   runway_longitude = lon;
984     // }
985     // inline double get_Runway_heading() const { return runway_heading; }
986     // inline void set_Runway_heading( double h ) { runway_heading = h; }
987
988     // inline double get_Radius_to_rwy() const { return radius_to_rwy; }
989     // inline void set_Radius_to_rwy( double r ) { radius_to_rwy = r; }
990
991     // inline double * get_D_cg_rwy_local_v() { return d_cg_rwy_local_v; }
992     // inline double get_D_cg_north_of_rwy() const {
993     //   return d_cg_rwy_local_v[0];
994     // }
995     // inline double get_D_cg_east_of_rwy() const {
996     //   return d_cg_rwy_local_v[1];
997     // }
998     // inline double get_D_cg_above_rwy() const { return d_cg_rwy_local_v[2]; }
999     /* inline void set_CG_Rwy_Local( double north, double east, double above )
1000     {
1001         d_cg_rwy_local_v[0] = north;
1002         d_cg_rwy_local_v[1] = east;
1003         d_cg_rwy_local_v[2] = above;
1004     } */
1005
1006     // inline double * get_D_cg_rwy_rwy_v() { return d_cg_rwy_rwy_v; }
1007     // inline double get_X_cg_rwy() const { return d_cg_rwy_rwy_v[0]; }
1008     // inline double get_Y_cg_rwy() const { return d_cg_rwy_rwy_v[1]; }
1009     // inline double get_H_cg_rwy() const { return d_cg_rwy_rwy_v[2]; }
1010     /* inline void set_CG_Rwy_Rwy( double x, double y, double h )
1011     {
1012         d_cg_rwy_rwy_v[0] = x;
1013         d_cg_rwy_rwy_v[1] = y;
1014         d_cg_rwy_rwy_v[2] = h;
1015     } */
1016
1017     // inline double * get_D_pilot_rwy_local_v() { return d_pilot_rwy_local_v; }
1018     // inline double get_D_pilot_north_of_rwy() const {
1019     //   return d_pilot_rwy_local_v[0];
1020     // }
1021     // inline double get_D_pilot_east_of_rwy() const {
1022     //   return d_pilot_rwy_local_v[1];
1023     // }
1024     // inline double get_D_pilot_above_rwy() const {
1025     //   return d_pilot_rwy_local_v[2];
1026     // }
1027     /* inline void set_Pilot_Rwy_Local( double north, double east, double above )
1028     {
1029         d_pilot_rwy_local_v[0] = north;
1030         d_pilot_rwy_local_v[1] = east;
1031         d_pilot_rwy_local_v[2] = above;
1032     } */
1033
1034     // inline double * get_D_pilot_rwy_rwy_v() { return d_pilot_rwy_rwy_v; }
1035     // inline double get_X_pilot_rwy() const { return d_pilot_rwy_rwy_v[0]; }
1036     // inline double get_Y_pilot_rwy() const { return d_pilot_rwy_rwy_v[1]; }
1037     // inline double get_H_pilot_rwy() const { return d_pilot_rwy_rwy_v[2]; }
1038     /* inline void set_Pilot_Rwy_Rwy( double x, double y, double h )
1039     {
1040         d_pilot_rwy_rwy_v[0] = x;
1041         d_pilot_rwy_rwy_v[1] = y;
1042         d_pilot_rwy_rwy_v[2] = h;
1043     } */
1044
1045     inline double get_Climb_Rate() const { return climb_rate; }
1046
1047     // inline SGTimeStamp get_time_stamp() const { return valid_stamp; }
1048     // inline void stamp_time() { valid_stamp = next_stamp; next_stamp.stamp(); }
1049
1050     // Extrapolate FDM based on time_offset (in usec)
1051     void extrapolate( int time_offset );
1052
1053     // sin/cos lat_geocentric
1054     inline double get_sin_lat_geocentric(void) const {
1055         return sin_lat_geocentric;
1056     }
1057     inline double get_cos_lat_geocentric(void) const {
1058         return cos_lat_geocentric;
1059     }
1060
1061     inline double get_sin_longitude(void) const {
1062         return sin_longitude;
1063     }
1064     inline double get_cos_longitude(void) const {
1065         return cos_longitude;
1066     }
1067
1068     inline double get_sin_latitude(void) const {
1069         return sin_latitude;
1070     }
1071     inline double get_cos_latitude(void) const {
1072         return cos_latitude;
1073     }
1074
1075     // Auxilliary variables
1076     inline double get_daux( int n ) const { return daux[n]; }
1077     inline float  get_faux( int n ) const { return faux[n]; }
1078     inline int    get_iaux( int n ) const { return iaux[n]; }
1079
1080     // Note that currently this is the "same" value runway altitude...
1081     inline double get_ground_elev_ft() const { return runway_altitude; }
1082
1083 };
1084
1085
1086 typedef list < FGInterface > fdm_state_list;
1087 typedef fdm_state_list::iterator fdm_state_list_iterator;
1088 typedef fdm_state_list::const_iterator const_fdm_state_list_iterator;
1089
1090
1091 extern FGInterface * cur_fdm_state;
1092
1093
1094 // General interface to the flight model routines
1095
1096
1097 // Toggle data logging on/off
1098 void fgToggleFDMdataLogging(void);
1099
1100
1101 #endif // _FLIGHT_HXX