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 <simgear/compiler.h>
  85
  86 #include <math.h>
  87
  88 #include <list>
  89 #include <vector>
  90
  91 #include <Time/timestamp.hxx>
  92
  93 FG_USING_STD(list);
  94 FG_USING_STD(vector);
  95
  96
  97 typedef double FG_VECTOR_3[3];
  98
  99
 100 class FGEngInterface {
 101
 102 private:
 103
 104     // inputs
 105     double Throttle;
 106     double Mixture;
 107     double Prop_Advance;
 108
 109     // outputs
 110     double RPM;
 111     double Manifold_Pressure;
 112     double MaxHP;
 113     double Percentage_Power;
 114     double EGT;
 115     double prop_thrust;
 116
 117     /* others...
 118     double PercentN1,N1;  //GE,CFM
 119     double PercentN2,N2;
 120     double EPR;  //P&W, RR?
 121     double FuelFlow;
 122     bool AfterBurner;
 123     double InletAngles[3];
 124     double InletPosition[3];
 125     double ThrustVector[3];
 126     */
 127
 128 public:
 129     FGEngInterface(void);
 130     ~FGEngInterface(void);
 131
 132     inline double get_Throttle() const { return Throttle; }
 133     inline double get_Mixture() const { return Mixture; }
 134     inline double get_Prop_Advance() const { return Prop_Advance; }
 135     inline double get_RPM() const { return RPM; }
 136     inline double get_Manifold_Pressure() const { return Manifold_Pressure; }
 137     inline double get_MaxHP() const { return MaxHP; }
 138     inline double get_Percentage_Power() const { return Percentage_Power; }
 139     inline double get_EGT() const { return EGT; }
 140     inline double get_prop_thrust() const { return prop_thrust; }
 141
 142     inline void set_Throttle( double t ) { Throttle = t; }
 143     inline void set_Mixture( double m ) { Mixture = m; }
 144     inline void set_Prop_Advance( double p ) { Prop_Advance = p; }
 145     inline void set_RPM( double r ) { RPM = r; }
 146     inline void set_Manifold_Pressure( double mp ) { Manifold_Pressure = mp; }
 147     inline void set_MaxHP( double hp ) { MaxHP = hp; }
 148     inline void set_Percentage_Power( double p ) { Percentage_Power = p; }
 149     inline void set_EGT( double e ) { EGT = e; }
 150     inline void set_prop_thrust( double t ) { prop_thrust = t; }
 151
 152 };
 153
 154 typedef vector < FGEngInterface > engine_list;
 155
 156
 157 // This is based heavily on LaRCsim/ls_generic.h
 158 class FGInterface {
 159
 160 protected:
 161
 162     void busdump(void);
 163
 164 private:
 165
 166     // Pilot location rel to ref pt
 167     FG_VECTOR_3 d_pilot_rp_body_v;
 168
 169     // CG position w.r.t. ref. point
 170     FG_VECTOR_3 d_cg_rp_body_v;
 171
 172     // Forces
 173     FG_VECTOR_3 f_body_total_v;
 174     FG_VECTOR_3 f_local_total_v;
 175     FG_VECTOR_3 f_aero_v;
 176     FG_VECTOR_3 f_engine_v;
 177     FG_VECTOR_3 f_gear_v;
 178
 179     // Moments
 180     FG_VECTOR_3 m_total_rp_v;
 181     FG_VECTOR_3 m_total_cg_v;
 182     FG_VECTOR_3 m_aero_v;
 183     FG_VECTOR_3 m_engine_v;
 184     FG_VECTOR_3 m_gear_v;
 185
 186     // Accelerations
 187     FG_VECTOR_3 v_dot_local_v;
 188     FG_VECTOR_3 v_dot_body_v;
 189     FG_VECTOR_3 a_cg_body_v;
 190     FG_VECTOR_3 a_pilot_body_v;
 191     FG_VECTOR_3 n_cg_body_v;
 192     FG_VECTOR_3 n_pilot_body_v;
 193     FG_VECTOR_3 omega_dot_body_v;
 194
 195     // Velocities
 196     FG_VECTOR_3 v_local_v;
 197     FG_VECTOR_3 v_local_rel_ground_v; // V rel w.r.t. earth surface
 198     FG_VECTOR_3 v_local_airmass_v;    // velocity of airmass (steady winds)
 199     FG_VECTOR_3 v_local_rel_airmass_v;  // velocity of veh. relative to airmass
 200     FG_VECTOR_3 v_local_gust_v;       // linear turbulence components, L frame
 201     FG_VECTOR_3 v_wind_body_v;        // Wind-relative velocities in body axis
 202
 203     FG_VECTOR_3 omega_body_v;         // Angular B rates
 204     FG_VECTOR_3 omega_local_v;        // Angular L rates
 205     FG_VECTOR_3 omega_total_v;        // Diff btw B & L
 206     FG_VECTOR_3 euler_rates_v;
 207     FG_VECTOR_3 geocentric_rates_v;   // Geocentric linear velocities
 208
 209     // Positions
 210     FG_VECTOR_3 geocentric_position_v;
 211     FG_VECTOR_3 geodetic_position_v;
 212     FG_VECTOR_3 euler_angles_v;
 213
 214     // Miscellaneous Quantities
 215     FG_VECTOR_3 d_cg_rwy_local_v;     // CG rel. to rwy in local coords
 216     FG_VECTOR_3 d_cg_rwy_rwy_v;       // CG relative to rwy, in rwy coordinates
 217     FG_VECTOR_3 d_pilot_rwy_local_v;  // pilot rel. to rwy in local coords
 218     FG_VECTOR_3 d_pilot_rwy_rwy_v;    // pilot rel. to rwy, in rwy coords.
 219
 220     // Inertias
 221     double mass, i_xx, i_yy, i_zz, i_xz;
 222
 223     // Normal Load Factor
 224     double nlf;
 225
 226     // Velocities
 227     double v_rel_wind, v_true_kts, v_rel_ground, v_inertial;
 228     double v_ground_speed, v_equiv, v_equiv_kts;
 229     double v_calibrated, v_calibrated_kts;
 230
 231     // Miscellaneious Quantities
 232     double t_local_to_body_m[3][3];   // Transformation matrix L to B
 233     double gravity;                   // Local acceleration due to G
 234     double centrifugal_relief;        // load factor reduction due to speed
 235     double alpha, beta, alpha_dot, beta_dot;  // in radians
 236     double cos_alpha, sin_alpha, cos_beta, sin_beta;
 237     double cos_phi, sin_phi, cos_theta, sin_theta, cos_psi, sin_psi;
 238     double gamma_vert_rad, gamma_horiz_rad;  // Flight path angles
 239     double sigma, density, v_sound, mach_number;
 240     double static_pressure, total_pressure, impact_pressure;
 241     double dynamic_pressure;
 242     double static_temperature, total_temperature;
 243     double sea_level_radius, earth_position_angle;
 244     double runway_altitude, runway_latitude, runway_longitude;
 245     double runway_heading;
 246     double radius_to_rwy;
 247     double climb_rate;                // in feet per second
 248     double sin_lat_geocentric, cos_lat_geocentric;
 249     double sin_longitude, cos_longitude;
 250     double sin_latitude, cos_latitude;
 251     double altitude_agl;
 252
 253     //change flag
 254     bool resetNeeded;
 255
 256     // Engine list
 257     engine_list engines;
 258
 259     FGTimeStamp valid_stamp;          // time this record is valid
 260     FGTimeStamp next_stamp;           // time this record is valid
 261
 262 protected:
 263
 264     inline void _set_Inertias( double m, double xx, double yy,
 265                               double zz, double xz)
 266     {
 267         mass = m;
 268         i_xx = xx;
 269         i_yy = yy;
 270         i_zz = zz;
 271         i_xz = xz;
 272     }
 273     inline void _set_CG_Position( double dx, double dy, double dz ) {
 274         d_cg_rp_body_v[0] = dx;
 275         d_cg_rp_body_v[1] = dy;
 276         d_cg_rp_body_v[2] = dz;
 277     }
 278     inline void _set_Accels_Local( double north, double east, double down ) {
 279         v_dot_local_v[0] = north;
 280         v_dot_local_v[1] = east;
 281         v_dot_local_v[2] = down;
 282     }
 283     inline void _set_Accels_Body( double u, double v, double w ) {
 284         v_dot_body_v[0] = u;
 285         v_dot_body_v[1] = v;
 286         v_dot_body_v[2] = w;
 287     }
 288     inline void _set_Accels_CG_Body( double x, double y, double z ) {
 289         a_cg_body_v[0] = x;
 290         a_cg_body_v[1] = y;
 291         a_cg_body_v[2] = z;
 292     }
 293     inline void _set_Accels_Pilot_Body( double x, double y, double z ) {
 294         a_pilot_body_v[0] = x;
 295         a_pilot_body_v[1] = y;
 296         a_pilot_body_v[2] = z;
 297     }
 298     inline void _set_Accels_CG_Body_N( double x, double y, double z ) {
 299         n_cg_body_v[0] = x;
 300         n_cg_body_v[1] = y;
 301         n_cg_body_v[2] = z;
 302     }
 303     void _set_Nlf(double n) { nlf=n;  }
 304     inline void _set_Velocities_Local( double north, double east, double down ){
 305         v_local_v[0] = north;
 306         v_local_v[1] = east;
 307         v_local_v[2] = down;
 308     }
 309     inline void _set_Velocities_Ground(double north, double east, double down) {
 310         v_local_rel_ground_v[0] = north;
 311         v_local_rel_ground_v[1] = east;
 312         v_local_rel_ground_v[2] = down;
 313     }
 314     inline void _set_Velocities_Local_Airmass( double north, double east,
 315                                               double down)
 316     {
 317         v_local_airmass_v[0] = north;
 318         v_local_airmass_v[1] = east;
 319         v_local_airmass_v[2] = down;
 320     }
 321     inline void _set_Velocities_Wind_Body( double u, double v, double w) {
 322         v_wind_body_v[0] = u;
 323         v_wind_body_v[1] = v;
 324         v_wind_body_v[2] = w;
 325     }
 326     inline void _set_V_ground_speed( double v) { v_ground_speed = v; }
 327     inline void _set_V_equiv_kts( double kts ) { v_equiv_kts = kts; }
 328     inline void _set_V_calibrated_kts( double kts ) { v_calibrated_kts = kts; }
 329     inline void _set_Omega_Body( double p, double q, double r ) {
 330         omega_body_v[0] = p;
 331         omega_body_v[1] = q;
 332         omega_body_v[2] = r;
 333     }
 334     inline void _set_Euler_Rates( double phi, double theta, double psi ) {
 335         euler_rates_v[0] = phi;
 336         euler_rates_v[1] = theta;
 337         euler_rates_v[2] = psi;
 338     }
 339     inline void _set_Geocentric_Rates( double lat, double lon, double rad ) {
 340         geocentric_rates_v[0] = lat;
 341         geocentric_rates_v[1] = lon;
 342         geocentric_rates_v[2] = rad;
 343     }
 344 #if 0
 345     inline void _set_Radius_to_vehicle(double radius) {
 346         geocentric_position_v[2] = radius;
 347     }
 348 #endif
 349     inline void _set_Geocentric_Position( double lat, double lon, double rad ) {
 350         geocentric_position_v[0] = lat;
 351         geocentric_position_v[1] = lon;
 352         geocentric_position_v[2] = rad;
 353     }
 354     inline void _set_Latitude(double lat) { geodetic_position_v[0] = lat; }
 355     inline void _set_Longitude(double lon) { geodetic_position_v[1] = lon; }
 356     inline void _set_Altitude(double altitude) {
 357         geodetic_position_v[2] = altitude;
 358     }
 359     inline void _set_Altitude_AGL(double agl) {
 360         altitude_agl = agl;
 361     }
 362     inline void _set_Geodetic_Position( double lat, double lon, double alt ) {
 363         geodetic_position_v[0] = lat;
 364         geodetic_position_v[1] = lon;
 365         geodetic_position_v[2] = alt;
 366     }
 367     inline void _set_Euler_Angles( double phi, double theta, double psi ) {
 368         euler_angles_v[0] = phi;
 369         euler_angles_v[1] = theta;
 370         euler_angles_v[2] = psi;
 371     }
 372     inline void _set_T_Local_to_Body( int i, int j, double value) {
 373         t_local_to_body_m[i-1][j-1] = value;
 374     }
 375     inline void _set_T_Local_to_Body( double m[3][3] ) {
 376         int i, j;
 377         for ( i = 0; i < 3; i++ ) {
 378             for ( j = 0; j < 3; j++ ) {
 379                 t_local_to_body_m[i][j] = m[i][j];
 380             }
 381         }
 382     }
 383     inline void _set_Alpha( double a ) { alpha = a; }
 384     inline void _set_Beta( double b ) { beta = b; }
 385     inline void _set_Cos_phi( double cp ) { cos_phi = cp; }
 386     inline void _set_Cos_theta( double ct ) { cos_theta = ct; }
 387     inline void _set_Gamma_vert_rad( double gv ) { gamma_vert_rad = gv; }
 388     inline void _set_Density( double d ) { density = d; }
 389     inline void _set_Mach_number( double m ) { mach_number = m; }
 390     inline void _set_Static_pressure( double sp ) { static_pressure = sp; }
 391     inline void _set_Static_temperature( double t ) { static_temperature = t; }
 392     inline void _set_Sea_level_radius( double r ) { sea_level_radius = r; }
 393     inline void _set_Earth_position_angle(double a) {
 394         earth_position_angle = a;
 395     }
 396     inline void _set_Runway_altitude( double alt ) { runway_altitude = alt; }
 397     inline void _set_Climb_Rate(double rate) { climb_rate = rate; }
 398     inline void _set_sin_lat_geocentric(double parm) {
 399         sin_lat_geocentric = sin(parm);
 400     }
 401     inline void _set_cos_lat_geocentric(double parm) {
 402         cos_lat_geocentric = cos(parm);
 403     }
 404     inline void _set_sin_cos_longitude(double parm) {
 405         sin_longitude = sin(parm);
 406         cos_longitude = cos(parm);
 407     }
 408     inline void _set_sin_cos_latitude(double parm) {
 409         sin_latitude = sin(parm);
 410         cos_latitude = cos(parm);
 411     }
 412
 413 public:
 414
 415     FGInterface(void);
 416     virtual ~FGInterface();
 417
 418     virtual bool init( double dt );
 419     virtual bool update( int multi_loop );
 420
 421     // Define the various supported flight models (many not yet implemented)
 422     enum {
 423         // Magic Carpet mode
 424         FG_MAGICCARPET = 0,
 425
 426         // The NASA LaRCsim (Navion) flight model
 427         FG_LARCSIM = 1,
 428
 429         // Jon S. Berndt's new FDM written from the ground up in C++
 430         FG_JSBSIM = 2,
 431
 432         // Christian's hot air balloon simulation
 433         FG_BALLOONSIM = 3,
 434
 435         // Aeronautical DEvelopment AGEncy, Bangalore India
 436         FG_ADA = 4,
 437
 438         // The following aren't implemented but are here to spark
 439         // thoughts and discussions, and maybe even action.
 440         FG_ACM = 5,
 441         FG_SUPER_SONIC = 6,
 442         FG_HELICOPTER = 7,
 443         FG_AUTOGYRO = 8,
 444         FG_PARACHUTE = 9,
 445
 446         // Driven externally via a serial port, net, file, etc.
 447         FG_EXTERNAL = 10
 448     };
 449
 450     // Positions
 451     virtual void set_Latitude(double lat);       // geocentric
 452     virtual void set_Longitude(double lon);
 453     virtual void set_Altitude(double alt);  // triggers re-calc of AGL altitude
 454     virtual void set_AltitudeAGL(double altagl); // and vice-versa
 455
 456     // Speeds -- setting any of these will trigger a re-calc of the rest
 457     virtual void set_V_calibrated_kts(double vc);
 458     virtual void set_Mach_number(double mach);
 459     virtual void set_Velocities_Local( double north, double east, double down );
 460     virtual void set_Velocities_Wind_Body( double u, double v, double w);
 461
 462     // Euler angles
 463     virtual void set_Euler_Angles( double phi, double theta, double psi );
 464
 465     // Flight Path
 466     virtual void set_Climb_Rate( double roc);
 467     virtual void set_Gamma_vert_rad( double gamma);
 468
 469     // Earth
 470     virtual void set_Sea_level_radius(double slr);
 471     virtual void set_Runway_altitude(double ralt);
 472
 473     virtual void set_Static_pressure(double p);
 474     virtual void set_Static_temperature(double T);
 475     virtual void set_Density(double rho);
 476
 477     virtual void set_Velocities_Local_Airmass (double wnorth,
 478                                                double weast,
 479                                                double wdown );
 480
 481
 482     // ========== Mass properties and geometry values ==========
 483
 484     // Inertias
 485     inline double get_Mass() const { return mass; }
 486     inline double get_I_xx() const { return i_xx; }
 487     inline double get_I_yy() const { return i_yy; }
 488     inline double get_I_zz() const { return i_zz; }
 489     inline double get_I_xz() const { return i_xz; }
 490
 491     // Pilot location rel to ref pt
 492     // inline double * get_D_pilot_rp_body_v() {
 493     //  return d_pilot_rp_body_v;
 494     // }
 495     // inline double get_Dx_pilot() const { return d_pilot_rp_body_v[0]; }
 496     // inline double get_Dy_pilot() const { return d_pilot_rp_body_v[1]; }
 497     // inline double get_Dz_pilot() const { return d_pilot_rp_body_v[2]; }
 498     /* inline void set_Pilot_Location( double dx, double dy, double dz ) {
 499         d_pilot_rp_body_v[0] = dx;
 500         d_pilot_rp_body_v[1] = dy;
 501         d_pilot_rp_body_v[2] = dz;
 502     } */
 503
 504     // CG position w.r.t. ref. point
 505     // inline double * get_D_cg_rp_body_v() { return d_cg_rp_body_v; }
 506     inline double get_Dx_cg() const { return d_cg_rp_body_v[0]; }
 507     inline double get_Dy_cg() const { return d_cg_rp_body_v[1]; }
 508     inline double get_Dz_cg() const { return d_cg_rp_body_v[2]; }
 509
 510     // ========== Forces ==========
 511
 512     // inline double * get_F_body_total_v() { return f_body_total_v; }
 513     // inline double get_F_X() const { return f_body_total_v[0]; }
 514     // inline double get_F_Y() const { return f_body_total_v[1]; }
 515     // inline double get_F_Z() const { return f_body_total_v[2]; }
 516     /* inline void set_Forces_Body_Total( double x, double y, double z ) {
 517         f_body_total_v[0] = x;
 518         f_body_total_v[1] = y;
 519         f_body_total_v[2] = z;
 520     } */
 521
 522     // inline double * get_F_local_total_v() { return f_local_total_v; }
 523     // inline double get_F_north() const { return f_local_total_v[0]; }
 524     // inline double get_F_east() const { return f_local_total_v[1]; }
 525     // inline double get_F_down() const { return f_local_total_v[2]; }
 526     /* inline void set_Forces_Local_Total( double x, double y, double z ) {
 527         f_local_total_v[0] = x;
 528         f_local_total_v[1] = y;
 529         f_local_total_v[2] = z;
 530     } */
 531
 532     // inline double * get_F_aero_v() { return f_aero_v; }
 533     // inline double get_F_X_aero() const { return f_aero_v[0]; }
 534     // inline double get_F_Y_aero() const { return f_aero_v[1]; }
 535     // inline double get_F_Z_aero() const { return f_aero_v[2]; }
 536     /* inline void set_Forces_Aero( double x, double y, double z ) {
 537         f_aero_v[0] = x;
 538         f_aero_v[1] = y;
 539         f_aero_v[2] = z;
 540     } */
 541
 542     // inline double * get_F_engine_v() { return f_engine_v; }
 543     // inline double get_F_X_engine() const { return f_engine_v[0]; }
 544     // inline double get_F_Y_engine() const { return f_engine_v[1]; }
 545     // inline double get_F_Z_engine() const { return f_engine_v[2]; }
 546     /* inline void set_Forces_Engine( double x, double y, double z ) {
 547         f_engine_v[0] = x;
 548         f_engine_v[1] = y;
 549         f_engine_v[2] = z;
 550     } */
 551
 552     // inline double * get_F_gear_v() { return f_gear_v; }
 553     // inline double get_F_X_gear() const { return f_gear_v[0]; }
 554     // inline double get_F_Y_gear() const { return f_gear_v[1]; }
 555     // inline double get_F_Z_gear() const { return f_gear_v[2]; }
 556     /* inline void set_Forces_Gear( double x, double y, double z ) {
 557         f_gear_v[0] = x;
 558         f_gear_v[1] = y;
 559         f_gear_v[2] = z;
 560     } */
 561
 562     // ========== Moments ==========
 563
 564     // inline double * get_M_total_rp_v() { return m_total_rp_v; }
 565     // inline double get_M_l_rp() const { return m_total_rp_v[0]; }
 566     // inline double get_M_m_rp() const { return m_total_rp_v[1]; }
 567     // inline double get_M_n_rp() const { return m_total_rp_v[2]; }
 568     /* inline void set_Moments_Total_RP( double l, double m, double n ) {
 569         m_total_rp_v[0] = l;
 570         m_total_rp_v[1] = m;
 571         m_total_rp_v[2] = n;
 572     } */
 573
 574     // inline double * get_M_total_cg_v() { return m_total_cg_v; }
 575     // inline double get_M_l_cg() const { return m_total_cg_v[0]; }
 576     // inline double get_M_m_cg() const { return m_total_cg_v[1]; }
 577     // inline double get_M_n_cg() const { return m_total_cg_v[2]; }
 578     /* inline void set_Moments_Total_CG( double l, double m, double n ) {
 579         m_total_cg_v[0] = l;
 580         m_total_cg_v[1] = m;
 581         m_total_cg_v[2] = n;
 582     } */
 583
 584     // inline double * get_M_aero_v() { return m_aero_v; }
 585     // inline double get_M_l_aero() const { return m_aero_v[0]; }
 586     // inline double get_M_m_aero() const { return m_aero_v[1]; }
 587     // inline double get_M_n_aero() const { return m_aero_v[2]; }
 588     /* inline void set_Moments_Aero( double l, double m, double n ) {
 589         m_aero_v[0] = l;
 590         m_aero_v[1] = m;
 591         m_aero_v[2] = n;
 592     } */
 593
 594     // inline double * get_M_engine_v() { return m_engine_v; }
 595     // inline double get_M_l_engine() const { return m_engine_v[0]; }
 596     // inline double get_M_m_engine() const { return m_engine_v[1]; }
 597     // inline double get_M_n_engine() const { return m_engine_v[2]; }
 598     /* inline void set_Moments_Engine( double l, double m, double n ) {
 599         m_engine_v[0] = l;
 600         m_engine_v[1] = m;
 601         m_engine_v[2] = n;
 602     } */
 603
 604     // inline double * get_M_gear_v() { return m_gear_v; }
 605     // inline double get_M_l_gear() const { return m_gear_v[0]; }
 606     // inline double get_M_m_gear() const { return m_gear_v[1]; }
 607     // inline double get_M_n_gear() const { return m_gear_v[2]; }
 608     /* inline void set_Moments_Gear( double l, double m, double n ) {
 609         m_gear_v[0] = l;
 610         m_gear_v[1] = m;
 611         m_gear_v[2] = n;
 612     } */
 613
 614     // ========== Accelerations ==========
 615
 616     // inline double * get_V_dot_local_v() { return v_dot_local_v; }
 617     inline double get_V_dot_north() const { return v_dot_local_v[0]; }
 618     inline double get_V_dot_east() const { return v_dot_local_v[1]; }
 619     inline double get_V_dot_down() const { return v_dot_local_v[2]; }
 620
 621     // inline double * get_V_dot_body_v() { return v_dot_body_v; }
 622     inline double get_U_dot_body() const { return v_dot_body_v[0]; }
 623     inline double get_V_dot_body() const { return v_dot_body_v[1]; }
 624     inline double get_W_dot_body() const { return v_dot_body_v[2]; }
 625
 626     // inline double * get_A_cg_body_v() { return a_cg_body_v; }
 627     inline double get_A_X_cg() const { return a_cg_body_v[0]; }
 628     inline double get_A_Y_cg() const { return a_cg_body_v[1]; }
 629     inline double get_A_Z_cg() const { return a_cg_body_v[2]; }
 630
 631     // inline double * get_A_pilot_body_v() { return a_pilot_body_v; }
 632     inline double get_A_X_pilot() const { return a_pilot_body_v[0]; }
 633     inline double get_A_Y_pilot() const { return a_pilot_body_v[1]; }
 634     inline double get_A_Z_pilot() const { return a_pilot_body_v[2]; }
 635
 636     // inline double * get_N_cg_body_v() { return n_cg_body_v; }
 637     inline double get_N_X_cg() const { return n_cg_body_v[0]; }
 638     inline double get_N_Y_cg() const { return n_cg_body_v[1]; }
 639     inline double get_N_Z_cg() const { return n_cg_body_v[2]; }
 640
 641     // inline double * get_N_pilot_body_v() { return n_pilot_body_v; }
 642     // inline double get_N_X_pilot() const { return n_pilot_body_v[0]; }
 643     // inline double get_N_Y_pilot() const { return n_pilot_body_v[1]; }
 644     // inline double get_N_Z_pilot() const { return n_pilot_body_v[2]; }
 645     // inline void set_Accels_Pilot_Body_N( double x, double y, double z ) {
 646     //    n_pilot_body_v[0] = x;
 647     //    n_pilot_body_v[1] = y;
 648     //    n_pilot_body_v[2] = z;
 649     // }
 650
 651     inline double get_Nlf(void) { return nlf; }
 652
 653     // inline double * get_Omega_dot_body_v() { return omega_dot_body_v; }
 654     // inline double get_P_dot_body() const { return omega_dot_body_v[0]; }
 655     // inline double get_Q_dot_body() const { return omega_dot_body_v[1]; }
 656     // inline double get_R_dot_body() const { return omega_dot_body_v[2]; }
 657     /* inline void set_Accels_Omega( double p, double q, double r ) {
 658         omega_dot_body_v[0] = p;
 659         omega_dot_body_v[1] = q;
 660         omega_dot_body_v[2] = r;
 661     } */
 662
 663
 664     // ========== Velocities ==========
 665
 666     // inline double * get_V_local_v() { return v_local_v; }
 667     inline double get_V_north() const { return v_local_v[0]; }
 668     inline double get_V_east() const { return v_local_v[1]; }
 669     inline double get_V_down() const { return v_local_v[2]; }
 670
 671     // inline double * get_V_local_rel_ground_v() {
 672     //     return v_local_rel_ground_v;
 673     // }
 674     // inline double get_V_north_rel_ground() const {
 675     //     return v_local_rel_ground_v[0];
 676     // }
 677     // inline double get_V_east_rel_ground() const {
 678     //     return v_local_rel_ground_v[1];
 679     // }
 680     // inline double get_V_down_rel_ground() const {
 681     //    return v_local_rel_ground_v[2];
 682     // }
 683
 684     // inline double * get_V_local_airmass_v() { return v_local_airmass_v; }
 685     inline double get_V_north_airmass() const { return v_local_airmass_v[0]; }
 686     inline double get_V_east_airmass() const { return v_local_airmass_v[1]; }
 687     inline double get_V_down_airmass() const { return v_local_airmass_v[2]; }
 688
 689     // airmass
 690     // inline double * get_V_local_rel_airmass_v() {
 691     //   return v_local_rel_airmass_v;
 692     // }
 693     // inline double get_V_north_rel_airmass() const {
 694     //   return v_local_rel_airmass_v[0];
 695     // }
 696     // inline double get_V_east_rel_airmass() const {
 697     //   return v_local_rel_airmass_v[1];
 698     // }
 699     // inline double get_V_down_rel_airmass() const {
 700     //   return v_local_rel_airmass_v[2];
 701     // }
 702     /* inline void set_Velocities_Local_Rel_Airmass( double north, double east,
 703                                                   double down)
 704     {
 705         v_local_rel_airmass_v[0] = north;
 706         v_local_rel_airmass_v[1] = east;
 707         v_local_rel_airmass_v[2] = down;
 708     } */
 709
 710     // inline double * get_V_local_gust_v() { return v_local_gust_v; }
 711     // inline double get_U_gust() const { return v_local_gust_v[0]; }
 712     // inline double get_V_gust() const { return v_local_gust_v[1]; }
 713     // inline double get_W_gust() const { return v_local_gust_v[2]; }
 714     /* inline void set_Velocities_Gust( double u, double v, double w)
 715     {
 716         v_local_gust_v[0] = u;
 717         v_local_gust_v[1] = v;
 718         v_local_gust_v[2] = w;
 719     } */
 720
 721     // inline double * get_V_wind_body_v() { return v_wind_body_v; }
 722     inline double get_U_body() const { return v_wind_body_v[0]; }
 723     inline double get_V_body() const { return v_wind_body_v[1]; }
 724     inline double get_W_body() const { return v_wind_body_v[2]; }
 725
 726     // inline double get_V_rel_wind() const { return v_rel_wind; }
 727     // inline void set_V_rel_wind(double wind) { v_rel_wind = wind; }
 728
 729     // inline double get_V_true_kts() const { return v_true_kts; }
 730     // inline void set_V_true_kts(double kts) { v_true_kts = kts; }
 731
 732     // inline double get_V_rel_ground() const { return v_rel_ground; }
 733     // inline void set_V_rel_ground( double v ) { v_rel_ground = v; }
 734
 735     // inline double get_V_inertial() const { return v_inertial; }
 736     // inline void set_V_inertial(double v) { v_inertial = v; }
 737
 738     inline double get_V_ground_speed() const { return v_ground_speed; }
 739
 740     // inline double get_V_equiv() const { return v_equiv; }
 741     // inline void set_V_equiv( double v ) { v_equiv = v; }
 742
 743     inline double get_V_equiv_kts() const { return v_equiv_kts; }
 744
 745     //inline double get_V_calibrated() const { return v_calibrated; }
 746     //inline void set_V_calibrated( double v ) { v_calibrated = v; }
 747
 748     inline double get_V_calibrated_kts() const { return v_calibrated_kts; }
 749
 750     // inline double * get_Omega_body_v() { return omega_body_v; }
 751     inline double get_P_body() const { return omega_body_v[0]; }
 752     inline double get_Q_body() const { return omega_body_v[1]; }
 753     inline double get_R_body() const { return omega_body_v[2]; }
 754
 755     // inline double * get_Omega_local_v() { return omega_local_v; }
 756     // inline double get_P_local() const { return omega_local_v[0]; }
 757     // inline double get_Q_local() const { return omega_local_v[1]; }
 758     // inline double get_R_local() const { return omega_local_v[2]; }
 759     /* inline void set_Omega_Local( double p, double q, double r ) {
 760         omega_local_v[0] = p;
 761         omega_local_v[1] = q;
 762         omega_local_v[2] = r;
 763     } */
 764
 765     // inline double * get_Omega_total_v() { return omega_total_v; }
 766     // inline double get_P_total() const { return omega_total_v[0]; }
 767     // inline double get_Q_total() const { return omega_total_v[1]; }
 768     // inline double get_R_total() const { return omega_total_v[2]; }
 769     /* inline void set_Omega_Total( double p, double q, double r ) {
 770         omega_total_v[0] = p;
 771         omega_total_v[1] = q;
 772         omega_total_v[2] = r;
 773     } */
 774
 775     // inline double * get_Euler_rates_v() { return euler_rates_v; }
 776     inline double get_Phi_dot() const { return euler_rates_v[0]; }
 777     inline double get_Theta_dot() const { return euler_rates_v[1]; }
 778     inline double get_Psi_dot() const { return euler_rates_v[2]; }
 779
 780     // inline double * get_Geocentric_rates_v() { return geocentric_rates_v; }
 781     inline double get_Latitude_dot() const { return geocentric_rates_v[0]; }
 782     inline double get_Longitude_dot() const { return geocentric_rates_v[1]; }
 783     inline double get_Radius_dot() const { return geocentric_rates_v[2]; }
 784
 785     // ========== Positions ==========
 786
 787     // inline double * get_Geocentric_position_v() {
 788     //    return geocentric_position_v;
 789     // }
 790     inline double get_Lat_geocentric() const {
 791         return geocentric_position_v[0];
 792     }
 793     inline double get_Lon_geocentric() const {
 794         return geocentric_position_v[1];
 795     }
 796     inline double get_Radius_to_vehicle() const {
 797         return geocentric_position_v[2];
 798     }
 799
 800     // inline double * get_Geodetic_position_v() { return geodetic_position_v; }
 801     inline double get_Latitude() const { return geodetic_position_v[0]; }
 802     inline double get_Longitude() const { return geodetic_position_v[1]; }
 803     inline double get_Altitude() const { return geodetic_position_v[2]; }
 804     inline double get_Altitude_AGL(void) { return altitude_agl; }
 805
 806     // inline double * get_Euler_angles_v() { return euler_angles_v; }
 807     inline double get_Phi() const { return euler_angles_v[0]; }
 808     inline double get_Theta() const { return euler_angles_v[1]; }
 809     inline double get_Psi() const { return euler_angles_v[2]; }
 810
 811
 812     // ========== Miscellaneous quantities ==========
 813
 814     // inline double * get_T_local_to_body_m() { return t_local_to_body_m; }
 815     inline double get_T_local_to_body_11() const {
 816         return t_local_to_body_m[0][0];
 817     }
 818     inline double get_T_local_to_body_12() const {
 819         return t_local_to_body_m[0][1];
 820     }
 821     inline double get_T_local_to_body_13() const {
 822         return t_local_to_body_m[0][2];
 823     }
 824     inline double get_T_local_to_body_21() const {
 825         return t_local_to_body_m[1][0];
 826     }
 827     inline double get_T_local_to_body_22() const {
 828         return t_local_to_body_m[1][1];
 829     }
 830     inline double get_T_local_to_body_23() const {
 831         return t_local_to_body_m[1][2];
 832     }
 833     inline double get_T_local_to_body_31() const {
 834         return t_local_to_body_m[2][0];
 835     }
 836     inline double get_T_local_to_body_32() const {
 837         return t_local_to_body_m[2][1];
 838     }
 839     inline double get_T_local_to_body_33() const {
 840         return t_local_to_body_m[2][2];
 841     }
 842
 843     // inline double get_Gravity() const { return gravity; }
 844     // inline void set_Gravity(double g) { gravity = g; }
 845
 846     // inline double get_Centrifugal_relief() const {
 847     //   return centrifugal_relief;
 848     // }
 849     // inline void set_Centrifugal_relief(double cr) {
 850     //   centrifugal_relief = cr;
 851     // }
 852
 853     inline double get_Alpha() const { return alpha; }
 854     inline double get_Beta() const { return beta; }
 855     // inline double get_Alpha_dot() const { return alpha_dot; }
 856     // inline void set_Alpha_dot( double ad ) { alpha_dot = ad; }
 857     // inline double get_Beta_dot() const { return beta_dot; }
 858     // inline void set_Beta_dot( double bd ) { beta_dot = bd; }
 859
 860     // inline double get_Cos_alpha() const { return cos_alpha; }
 861     // inline void set_Cos_alpha( double ca ) { cos_alpha = ca; }
 862     // inline double get_Sin_alpha() const { return sin_alpha; }
 863     // inline void set_Sin_alpha( double sa ) { sin_alpha = sa; }
 864     // inline double get_Cos_beta() const { return cos_beta; }
 865     // inline void set_Cos_beta( double cb ) { cos_beta = cb; }
 866     // inline double get_Sin_beta() const { return sin_beta; }
 867     // inline void set_Sin_beta( double sb ) { sin_beta = sb; }
 868
 869     inline double get_Cos_phi() const { return cos_phi; }
 870     // inline double get_Sin_phi() const { return sin_phi; }
 871     // inline void set_Sin_phi( double sp ) { sin_phi = sp; }
 872     inline double get_Cos_theta() const { return cos_theta; }
 873     // inline double get_Sin_theta() const { return sin_theta; }
 874     // inline void set_Sin_theta( double st ) { sin_theta = st; }
 875     // inline double get_Cos_psi() const { return cos_psi; }
 876     // inline void set_Cos_psi( double cp ) { cos_psi = cp; }
 877     // inline double get_Sin_psi() const { return sin_psi; }
 878     // inline void set_Sin_psi( double sp ) { sin_psi = sp; }
 879
 880     inline double get_Gamma_vert_rad() const { return gamma_vert_rad; }
 881     // inline double get_Gamma_horiz_rad() const { return gamma_horiz_rad; }
 882     // inline void set_Gamma_horiz_rad( double gh ) { gamma_horiz_rad = gh; }
 883
 884     // inline double get_Sigma() const { return sigma; }
 885     // inline void set_Sigma( double s ) { sigma = s; }
 886     inline double get_Density() const { return density; }
 887     // inline double get_V_sound() const { return v_sound; }
 888     // inline void set_V_sound( double v ) { v_sound = v; }
 889     inline double get_Mach_number() const { return mach_number; }
 890
 891     inline double get_Static_pressure() const { return static_pressure; }
 892     // inline double get_Total_pressure() const { return total_pressure; }
 893     // inline void set_Total_pressure( double tp ) { total_pressure = tp; }
 894     // inline double get_Impact_pressure() const { return impact_pressure; }
 895     // inline void set_Impact_pressure( double ip ) { impact_pressure = ip; }
 896     // inline double get_Dynamic_pressure() const { return dynamic_pressure; }
 897     // inline void set_Dynamic_pressure( double dp ) { dynamic_pressure = dp; }
 898
 899     inline double get_Static_temperature() const { return static_temperature; }
 900     // inline double get_Total_temperature() const { return total_temperature; }
 901     // inline void set_Total_temperature( double t ) { total_temperature = t; }
 902
 903     inline double get_Sea_level_radius() const { return sea_level_radius; }
 904     inline double get_Earth_position_angle() const {
 905         return earth_position_angle;
 906     }
 907
 908     inline double get_Runway_altitude() const { return runway_altitude; }
 909     // inline double get_Runway_latitude() const { return runway_latitude; }
 910     // inline void set_Runway_latitude( double lat ) { runway_latitude = lat; }
 911     // inline double get_Runway_longitude() const { return runway_longitude; }
 912     // inline void set_Runway_longitude( double lon ) {
 913     //   runway_longitude = lon;
 914     // }
 915     // inline double get_Runway_heading() const { return runway_heading; }
 916     // inline void set_Runway_heading( double h ) { runway_heading = h; }
 917
 918     // inline double get_Radius_to_rwy() const { return radius_to_rwy; }
 919     // inline void set_Radius_to_rwy( double r ) { radius_to_rwy = r; }
 920
 921     // inline double * get_D_cg_rwy_local_v() { return d_cg_rwy_local_v; }
 922     // inline double get_D_cg_north_of_rwy() const {
 923     //   return d_cg_rwy_local_v[0];
 924     // }
 925     // inline double get_D_cg_east_of_rwy() const {
 926     //   return d_cg_rwy_local_v[1];
 927     // }
 928     // inline double get_D_cg_above_rwy() const { return d_cg_rwy_local_v[2]; }
 929     /* inline void set_CG_Rwy_Local( double north, double east, double above )
 930     {
 931         d_cg_rwy_local_v[0] = north;
 932         d_cg_rwy_local_v[1] = east;
 933         d_cg_rwy_local_v[2] = above;
 934     } */
 935
 936     // inline double * get_D_cg_rwy_rwy_v() { return d_cg_rwy_rwy_v; }
 937     // inline double get_X_cg_rwy() const { return d_cg_rwy_rwy_v[0]; }
 938     // inline double get_Y_cg_rwy() const { return d_cg_rwy_rwy_v[1]; }
 939     // inline double get_H_cg_rwy() const { return d_cg_rwy_rwy_v[2]; }
 940     /* inline void set_CG_Rwy_Rwy( double x, double y, double h )
 941     {
 942         d_cg_rwy_rwy_v[0] = x;
 943         d_cg_rwy_rwy_v[1] = y;
 944         d_cg_rwy_rwy_v[2] = h;
 945     } */
 946
 947     // inline double * get_D_pilot_rwy_local_v() { return d_pilot_rwy_local_v; }
 948     // inline double get_D_pilot_north_of_rwy() const {
 949     //   return d_pilot_rwy_local_v[0];
 950     // }
 951     // inline double get_D_pilot_east_of_rwy() const {
 952     //   return d_pilot_rwy_local_v[1];
 953     // }
 954     // inline double get_D_pilot_above_rwy() const {
 955     //   return d_pilot_rwy_local_v[2];
 956     // }
 957     /* inline void set_Pilot_Rwy_Local( double north, double east, double above )
 958     {
 959         d_pilot_rwy_local_v[0] = north;
 960         d_pilot_rwy_local_v[1] = east;
 961         d_pilot_rwy_local_v[2] = above;
 962     } */
 963
 964     // inline double * get_D_pilot_rwy_rwy_v() { return d_pilot_rwy_rwy_v; }
 965     // inline double get_X_pilot_rwy() const { return d_pilot_rwy_rwy_v[0]; }
 966     // inline double get_Y_pilot_rwy() const { return d_pilot_rwy_rwy_v[1]; }
 967     // inline double get_H_pilot_rwy() const { return d_pilot_rwy_rwy_v[2]; }
 968     /* inline void set_Pilot_Rwy_Rwy( double x, double y, double h )
 969     {
 970         d_pilot_rwy_rwy_v[0] = x;
 971         d_pilot_rwy_rwy_v[1] = y;
 972         d_pilot_rwy_rwy_v[2] = h;
 973     } */
 974
 975     inline double get_Climb_Rate() const { return climb_rate; }
 976
 977     inline FGTimeStamp get_time_stamp() const { return valid_stamp; }
 978     inline void stamp_time() { valid_stamp = next_stamp; next_stamp.stamp(); }
 979
 980     // Extrapolate FDM based on time_offset (in usec)
 981     void extrapolate( int time_offset );
 982
 983     // sin/cos lat_geocentric
 984     inline double get_sin_lat_geocentric(void) const {
 985         return sin_lat_geocentric;
 986     }
 987     inline double get_cos_lat_geocentric(void) const {
 988         return cos_lat_geocentric;
 989     }
 990
 991     inline double get_sin_longitude(void) const {
 992         return sin_longitude;
 993     }
 994     inline double get_cos_longitude(void) const {
 995         return cos_longitude;
 996     }
 997
 998     inline double get_sin_latitude(void) const {
 999         return sin_latitude;
1000     }
1001     inline double get_cos_latitude(void) const {
1002         return cos_latitude;
1003     }
1004
1005     // engines
1006     inline double get_num_engines() const {
1007         return engines.size();
1008     }
1009
1010     inline FGEngInterface* get_engine( int i ) {
1011         return &engines[i];
1012     }
1013
1014     inline void add_engine( FGEngInterface e ) {
1015         engines.push_back( e );
1016     }
1017 };
1018
1019
1020 typedef list < FGInterface > fdm_state_list;
1021 typedef fdm_state_list::iterator fdm_state_list_iterator;
1022 typedef fdm_state_list::const_iterator const_fdm_state_list_iterator;
1023
1024
1025 extern FGInterface * cur_fdm_state;
1026
1027
1028 // General interface to the flight model routines
1029
1030 // Initialize the flight model parameters
1031 int fgFDMInit(int model, FGInterface& f, double dt);
1032
1033 // Run multiloop iterations of the flight model
1034 int fgFDMUpdate(int model, FGInterface& f, int multiloop, int jitter);
1035
1036 // Set the altitude (force)
1037 void fgFDMForceAltitude(int model, double alt_meters);
1038
1039 // Set the local ground elevation
1040 void fgFDMSetGroundElevation(int model, double alt_meters);
1041
1042
1043 #endif // _FLIGHT_HXX