]> git.mxchange.org Git - flightgear.git/blob - src/FDM/flight.hxx
205e442aa53bead039fa994a222ba27284ba972a
[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 <simgear/compiler.h>
85
86 #include <math.h>
87
88 #include <list>
89 #include <vector>
90 #include <string>
91
92 #include <simgear/constants.h>
93 #include <simgear/timing/timestamp.hxx>
94
95 #include <Main/fgfs.hxx>
96
97 FG_USING_STD(list);
98 FG_USING_STD(vector);
99 FG_USING_STD(string);
100
101
102 typedef double FG_VECTOR_3[3];
103
104
105 class FGEngInterface {
106
107 private:
108
109     // inputs
110     double Throttle;
111     double Mixture;
112     double Prop_Advance;
113
114     // outputs
115     double RPM;
116     double Manifold_Pressure;
117     double MaxHP;
118     double Percentage_Power;
119     double EGT;
120     double CHT;
121     double prop_thrust;
122     
123     /* others...
124     double PercentN1,N1;  //GE,CFM
125     double PercentN2,N2;
126     double EPR;  //P&W, RR?
127     double FuelFlow;
128     bool AfterBurner;
129     double InletAngles[3];
130     double InletPosition[3];
131     double ThrustVector[3];
132     */
133
134 public:
135     FGEngInterface(void);
136     ~FGEngInterface(void);
137     
138     inline double get_Throttle() const { return Throttle; }
139     inline double get_Mixture() const { return Mixture; }
140     inline double get_Prop_Advance() const { return Prop_Advance; }
141     inline double get_RPM() const { return RPM; }
142     inline double get_Manifold_Pressure() const { return Manifold_Pressure; }
143     inline double get_MaxHP() const { return MaxHP; }
144     inline double get_Percentage_Power() const { return Percentage_Power; }
145     inline double get_EGT() const { return EGT; }
146     inline double get_CHT() const { return CHT; }
147     inline double get_prop_thrust() const { return prop_thrust; }
148
149     inline void set_Throttle( double t ) { Throttle = t; }
150     inline void set_Mixture( double m ) { Mixture = m; }
151     inline void set_Prop_Advance( double p ) { Prop_Advance = p; }
152     inline void set_RPM( double r ) { RPM = r; }
153     inline void set_Manifold_Pressure( double mp ) { Manifold_Pressure = mp; }
154     inline void set_MaxHP( double hp ) { MaxHP = hp; }
155     inline void set_Percentage_Power( double p ) { Percentage_Power = p; }
156     inline void set_EGT( double e ) { EGT = e; }
157     inline void set_CHT( double c ) { CHT = c; }
158     inline void set_prop_thrust( double t ) { prop_thrust = t; }
159
160 };
161
162 typedef vector < FGEngInterface > engine_list;
163
164
165 // This is based heavily on LaRCsim/ls_generic.h
166 class FGInterface : public FGSubsystem {
167
168 private:
169   
170     // periodic update management variable.  This is a scheme to run
171     // the fdm with a fixed delta-t.  We control how many iteration of
172     // the fdm to run with the fixed dt based on the elapsed time from
173     // the last update.  This allows us to maintain sync with the real
174     // time clock, even though each frame could take a random amount
175     // of time.  Since "dt" is unlikely to divide evenly into the
176     // elapse time, we keep track of the remainder and add it into the
177     // next elapsed time.  This yields a small amount of temporal
178     // jitter ( < dt ) but in practice seems to work well.
179
180     double delta_t;             // delta "t"
181     long elapsed;               // time elapsed since last run
182     long remainder;             // remainder time from last run
183     int multi_loop;             // number of iterations of "delta_t" to run
184
185     // Pilot location rel to ref pt
186     FG_VECTOR_3 d_pilot_rp_body_v;
187
188     // CG position w.r.t. ref. point
189     FG_VECTOR_3 d_cg_rp_body_v;
190
191     // Forces
192     FG_VECTOR_3 f_body_total_v;
193     FG_VECTOR_3 f_local_total_v;
194     FG_VECTOR_3 f_aero_v;
195     FG_VECTOR_3 f_engine_v;
196     FG_VECTOR_3 f_gear_v;
197
198     // Moments
199     FG_VECTOR_3 m_total_rp_v;
200     FG_VECTOR_3 m_total_cg_v;
201     FG_VECTOR_3 m_aero_v;
202     FG_VECTOR_3 m_engine_v;
203     FG_VECTOR_3 m_gear_v;
204
205     // Accelerations
206     FG_VECTOR_3 v_dot_local_v;
207     FG_VECTOR_3 v_dot_body_v;
208     FG_VECTOR_3 a_cg_body_v;
209     FG_VECTOR_3 a_pilot_body_v;
210     FG_VECTOR_3 n_cg_body_v;
211     FG_VECTOR_3 n_pilot_body_v;
212     FG_VECTOR_3 omega_dot_body_v;
213
214     // Velocities
215     FG_VECTOR_3 v_local_v;
216     FG_VECTOR_3 v_local_rel_ground_v; // V rel w.r.t. earth surface
217     FG_VECTOR_3 v_local_airmass_v;    // velocity of airmass (steady winds)
218     FG_VECTOR_3 v_local_rel_airmass_v;  // velocity of veh. relative to airmass
219     FG_VECTOR_3 v_local_gust_v;       // linear turbulence components, L frame
220     FG_VECTOR_3 v_wind_body_v;        // Wind-relative velocities in body axis
221
222     FG_VECTOR_3 omega_body_v;         // Angular B rates
223     FG_VECTOR_3 omega_local_v;        // Angular L rates
224     FG_VECTOR_3 omega_total_v;        // Diff btw B & L
225     FG_VECTOR_3 euler_rates_v;
226     FG_VECTOR_3 geocentric_rates_v;   // Geocentric linear velocities
227
228     // Positions
229     FG_VECTOR_3 geocentric_position_v;
230     FG_VECTOR_3 geodetic_position_v;
231     FG_VECTOR_3 euler_angles_v;
232
233     // Miscellaneous Quantities
234     FG_VECTOR_3 d_cg_rwy_local_v;     // CG rel. to rwy in local coords
235     FG_VECTOR_3 d_cg_rwy_rwy_v;       // CG relative to rwy, in rwy coordinates
236     FG_VECTOR_3 d_pilot_rwy_local_v;  // pilot rel. to rwy in local coords
237     FG_VECTOR_3 d_pilot_rwy_rwy_v;    // pilot rel. to rwy, in rwy coords.
238
239     // Inertias
240     double mass, i_xx, i_yy, i_zz, i_xz;
241
242     // Normal Load Factor
243     double nlf;
244
245     // Velocities
246     double v_rel_wind, v_true_kts, v_rel_ground, v_inertial;
247     double v_ground_speed, v_equiv, v_equiv_kts;
248     double v_calibrated, v_calibrated_kts;
249
250     // Miscellaneious Quantities
251     double t_local_to_body_m[3][3];   // Transformation matrix L to B
252     double gravity;                   // Local acceleration due to G
253     double centrifugal_relief;        // load factor reduction due to speed
254     double alpha, beta, alpha_dot, beta_dot;  // in radians
255     double cos_alpha, sin_alpha, cos_beta, sin_beta;
256     double cos_phi, sin_phi, cos_theta, sin_theta, cos_psi, sin_psi;
257     double gamma_vert_rad, gamma_horiz_rad;  // Flight path angles
258     double sigma, density, v_sound, mach_number;
259     double static_pressure, total_pressure, impact_pressure;
260     double dynamic_pressure;
261     double static_temperature, total_temperature;
262     double sea_level_radius, earth_position_angle;
263     double runway_altitude, runway_latitude, runway_longitude;
264     double runway_heading;
265     double radius_to_rwy;
266     double climb_rate;                // in feet per second
267     double sin_lat_geocentric, cos_lat_geocentric;
268     double sin_longitude, cos_longitude;
269     double sin_latitude, cos_latitude;
270     double altitude_agl;
271     
272     // Engine list
273     engine_list engines;
274
275     SGTimeStamp valid_stamp;          // time this record is valid
276     SGTimeStamp next_stamp;           // time this record is valid
277
278 protected:
279      void _busdump(void);
280     void _updatePosition( double lat_geoc, double lon, double alt );
281     void _updateWeather( void );
282
283     inline void _set_Inertias( double m, double xx, double yy, 
284                               double zz, double xz)
285     {
286         mass = m;
287         i_xx = xx;
288         i_yy = yy;
289         i_zz = zz;
290         i_xz = xz;
291     }
292     inline void _set_CG_Position( double dx, double dy, double dz ) {
293         d_cg_rp_body_v[0] = dx;
294         d_cg_rp_body_v[1] = dy;
295         d_cg_rp_body_v[2] = dz;
296     }
297     inline void _set_Accels_Local( double north, double east, double down ) {
298         v_dot_local_v[0] = north;
299         v_dot_local_v[1] = east;
300         v_dot_local_v[2] = down;
301     }
302     inline void _set_Accels_Body( double u, double v, double w ) {
303         v_dot_body_v[0] = u;
304         v_dot_body_v[1] = v;
305         v_dot_body_v[2] = w;
306     }
307     inline void _set_Accels_CG_Body( double x, double y, double z ) {
308         a_cg_body_v[0] = x;
309         a_cg_body_v[1] = y;
310         a_cg_body_v[2] = z;
311     }
312     inline void _set_Accels_Pilot_Body( double x, double y, double z ) {
313         a_pilot_body_v[0] = x;
314         a_pilot_body_v[1] = y;
315         a_pilot_body_v[2] = z;
316     }
317     inline void _set_Accels_CG_Body_N( double x, double y, double z ) {
318         n_cg_body_v[0] = x;
319         n_cg_body_v[1] = y;
320         n_cg_body_v[2] = z;
321     }
322     void _set_Nlf(double n) { nlf=n;  }
323     inline void _set_Velocities_Local( double north, double east, double down ){
324         v_local_v[0] = north;
325         v_local_v[1] = east;
326         v_local_v[2] = down;
327     }
328     inline void _set_Velocities_Ground(double north, double east, double down) {
329         v_local_rel_ground_v[0] = north;
330         v_local_rel_ground_v[1] = east;
331         v_local_rel_ground_v[2] = down;
332     }
333     inline void _set_Velocities_Local_Airmass( double north, double east, 
334                                               double down)
335     {
336         v_local_airmass_v[0] = north;
337         v_local_airmass_v[1] = east;
338         v_local_airmass_v[2] = down;
339     }
340     inline void _set_Velocities_Wind_Body( double u, double v, double w) {
341         v_wind_body_v[0] = u;
342         v_wind_body_v[1] = v;
343         v_wind_body_v[2] = w;
344     }
345     inline void _set_V_rel_wind(double vt) { v_rel_wind = vt; }
346     inline void _set_V_ground_speed( double v) { v_ground_speed = v; }
347     inline void _set_V_equiv_kts( double kts ) { v_equiv_kts = kts; }
348     inline void _set_V_calibrated_kts( double kts ) { v_calibrated_kts = kts; }
349     inline void _set_Omega_Body( double p, double q, double r ) {
350         omega_body_v[0] = p;
351         omega_body_v[1] = q;
352         omega_body_v[2] = r;
353     }
354     inline void _set_Euler_Rates( double phi, double theta, double psi ) {
355         euler_rates_v[0] = phi;
356         euler_rates_v[1] = theta;
357         euler_rates_v[2] = psi;
358     }
359     inline void _set_Geocentric_Rates( double lat, double lon, double rad ) {
360         geocentric_rates_v[0] = lat;
361         geocentric_rates_v[1] = lon;
362         geocentric_rates_v[2] = rad;
363     }
364 #if 0
365     inline void _set_Radius_to_vehicle(double radius) {
366         geocentric_position_v[2] = radius;
367     }
368 #endif
369     inline void _set_Geocentric_Position( double lat, double lon, double rad ) {
370         geocentric_position_v[0] = lat;
371         geocentric_position_v[1] = lon;
372         geocentric_position_v[2] = rad;
373     }
374     inline void _set_Latitude(double lat) { geodetic_position_v[0] = lat; }
375     inline void _set_Longitude(double lon) { geodetic_position_v[1] = lon; }
376     inline void _set_Altitude(double altitude) {
377         geodetic_position_v[2] = altitude;
378     }
379     inline void _set_Altitude_AGL(double agl) {
380         altitude_agl = agl;
381     }
382     inline void _set_Geodetic_Position( double lat, double lon, double alt ) {
383         geodetic_position_v[0] = lat;
384         geodetic_position_v[1] = lon;
385         geodetic_position_v[2] = alt;
386     }
387     inline void _set_Euler_Angles( double phi, double theta, double psi ) {
388         euler_angles_v[0] = phi;
389         euler_angles_v[1] = theta;
390         euler_angles_v[2] = psi;
391     }
392     inline void _set_T_Local_to_Body( int i, int j, double value) {
393         t_local_to_body_m[i-1][j-1] = value;
394     }
395     inline void _set_T_Local_to_Body( double m[3][3] ) {
396         int i, j;
397         for ( i = 0; i < 3; i++ ) {
398             for ( j = 0; j < 3; j++ ) {
399                 t_local_to_body_m[i][j] = m[i][j];
400             }
401         }
402     }
403     inline void _set_Alpha( double a ) { alpha = a; }
404     inline void _set_Beta( double b ) { beta = b; }
405     inline void _set_Cos_phi( double cp ) { cos_phi = cp; }
406     inline void _set_Cos_theta( double ct ) { cos_theta = ct; }
407     inline void _set_Gamma_vert_rad( double gv ) { gamma_vert_rad = gv; }
408     inline void _set_Density( double d ) { density = d; }
409     inline void _set_Mach_number( double m ) { mach_number = m; }
410     inline void _set_Static_pressure( double sp ) { static_pressure = sp; }
411     inline void _set_Static_temperature( double t ) { static_temperature = t; }
412     inline void _set_Sea_level_radius( double r ) { sea_level_radius = r; }
413     inline void _set_Earth_position_angle(double a) {
414         earth_position_angle = a;
415     }
416     inline void _set_Runway_altitude( double alt ) { runway_altitude = alt; }
417     inline void _set_Climb_Rate(double rate) { climb_rate = rate; }
418     inline void _set_sin_lat_geocentric(double parm) {
419         sin_lat_geocentric = sin(parm);
420     }
421     inline void _set_cos_lat_geocentric(double parm) {
422         cos_lat_geocentric = cos(parm);
423     }
424     inline void _set_sin_cos_longitude(double parm) {
425         sin_longitude = sin(parm);
426         cos_longitude = cos(parm);
427     }
428     inline void _set_sin_cos_latitude(double parm) {
429         sin_latitude = sin(parm);
430         cos_latitude = cos(parm);
431     }
432
433 public:
434   
435     FGInterface();
436     FGInterface( double dt );
437     virtual ~FGInterface();
438
439     virtual void init ();
440     virtual void bind ();
441     virtual void unbind ();
442     virtual void update ();
443     virtual bool update( int multi_loop );
444
445     // Define the various supported flight models (many not yet implemented)
446     enum {
447         // Magic Carpet mode
448         FG_MAGICCARPET = 0,
449
450         // The NASA LaRCsim (Navion) flight model
451         FG_LARCSIM = 1,
452
453         // Jon S. Berndt's new FDM written from the ground up in C++
454         FG_JSBSIM = 2,
455
456         // Christian's hot air balloon simulation
457         FG_BALLOONSIM = 3,
458
459         // Aeronautical DEvelopment AGEncy, Bangalore India
460         FG_ADA = 4,
461
462         // The following aren't implemented but are here to spark
463         // thoughts and discussions, and maybe even action.
464         FG_ACM = 5,
465         FG_SUPER_SONIC = 6,
466         FG_HELICOPTER = 7,
467         FG_AUTOGYRO = 8,
468         FG_PARACHUTE = 9,
469
470         // Driven externally via a serial port, net, file, etc.
471         FG_EXTERNAL = 10
472     };
473
474     // time and update management values
475     inline double get_delta_t() const { return delta_t; }
476     inline void set_delta_t( double dt ) { delta_t = dt; }
477     inline long get_elapsed() const { return elapsed; }
478     inline void set_elapsed( long e ) { elapsed = e; }
479     inline long get_remainder() const { return remainder; }
480     inline void set_remainder( long r ) { remainder = r; }
481     inline int get_multi_loop() const { return multi_loop; }
482     inline void set_multi_loop( int ml ) { multi_loop = ml; }
483
484     // Positions
485     virtual void set_Latitude(double lat);       // geocentric
486     virtual void set_Longitude(double lon);    
487     virtual void set_Altitude(double alt);  // triggers re-calc of AGL altitude
488     virtual void set_AltitudeAGL(double altagl); // and vice-versa
489     virtual void set_Latitude_deg (double lat) {
490       set_Latitude(lat * DEG_TO_RAD);
491     }
492     virtual void set_Longitude_deg (double lon) {
493       set_Longitude(lon * DEG_TO_RAD);
494     }
495     
496     // Speeds -- setting any of these will trigger a re-calc of the rest
497     virtual void set_V_calibrated_kts(double vc);
498     virtual void set_Mach_number(double mach);
499     virtual void set_Velocities_Local( double north, double east, double down );
500     inline void set_V_north (double north) { v_local_v[0] = north; }
501     inline void set_V_east (double east) { v_local_v[1] = east; }
502     inline void set_V_down (double down) { v_local_v[2] = down; }
503     virtual void set_Velocities_Wind_Body( double u, double v, double w);
504     virtual void set_uBody (double uBody) { v_wind_body_v[0] = uBody; }
505     virtual void set_vBody (double vBody) { v_wind_body_v[1] = vBody; }
506     virtual void set_wBody (double wBody) { v_wind_body_v[2] = wBody; }
507     
508     // Euler angles 
509     virtual void set_Euler_Angles( double phi, double theta, double psi );
510     virtual void set_Phi (double phi) {
511       set_Euler_Angles(phi, get_Theta(), get_Psi());
512     }
513     virtual void set_Theta (double theta) {
514       set_Euler_Angles(get_Phi(), theta, get_Psi());
515     }
516     virtual void set_Psi (double psi) { 
517       set_Euler_Angles(get_Phi(), get_Theta(), psi);
518     }
519     virtual void set_Phi_deg (double phi) { set_Phi(phi * DEG_TO_RAD); }
520     virtual void set_Theta_deg (double theta) {
521       set_Theta(theta * DEG_TO_RAD); 
522     }
523     virtual void set_Psi_deg (double psi) { set_Psi(psi * DEG_TO_RAD); }
524     
525     // Flight Path
526     virtual void set_Climb_Rate( double roc);
527     virtual void set_Gamma_vert_rad( double gamma);
528     
529     // Earth
530     virtual void set_Sea_level_radius(double slr);
531     virtual void set_Runway_altitude(double ralt);
532     
533     virtual void set_Static_pressure(double p);
534     virtual void set_Static_temperature(double T);
535     virtual void set_Density(double rho);
536     
537     virtual void set_Velocities_Local_Airmass (double wnorth, 
538                                                double weast, 
539                                                double wdown );
540     
541     
542     // ========== Mass properties and geometry values ==========
543
544     // Inertias
545     inline double get_Mass() const { return mass; }
546     inline double get_I_xx() const { return i_xx; }
547     inline double get_I_yy() const { return i_yy; }
548     inline double get_I_zz() const { return i_zz; }
549     inline double get_I_xz() const { return i_xz; }
550
551     // Pilot location rel to ref pt
552     // inline double * get_D_pilot_rp_body_v() {
553     //  return d_pilot_rp_body_v;
554     // }
555     // inline double get_Dx_pilot() const { return d_pilot_rp_body_v[0]; }
556     // inline double get_Dy_pilot() const { return d_pilot_rp_body_v[1]; }
557     // inline double get_Dz_pilot() const { return d_pilot_rp_body_v[2]; }
558     /* inline void set_Pilot_Location( double dx, double dy, double dz ) {
559         d_pilot_rp_body_v[0] = dx;
560         d_pilot_rp_body_v[1] = dy;
561         d_pilot_rp_body_v[2] = dz;
562     } */
563
564     // CG position w.r.t. ref. point
565     // inline double * get_D_cg_rp_body_v() { return d_cg_rp_body_v; }
566     inline double get_Dx_cg() const { return d_cg_rp_body_v[0]; }
567     inline double get_Dy_cg() const { return d_cg_rp_body_v[1]; }
568     inline double get_Dz_cg() const { return d_cg_rp_body_v[2]; }
569
570     // ========== Forces ==========
571
572     // inline double * get_F_body_total_v() { return f_body_total_v; }
573     // inline double get_F_X() const { return f_body_total_v[0]; }
574     // inline double get_F_Y() const { return f_body_total_v[1]; }
575     // inline double get_F_Z() const { return f_body_total_v[2]; }
576     /* inline void set_Forces_Body_Total( double x, double y, double z ) {
577         f_body_total_v[0] = x;
578         f_body_total_v[1] = y;
579         f_body_total_v[2] = z;
580     } */
581
582     // inline double * get_F_local_total_v() { return f_local_total_v; }
583     // inline double get_F_north() const { return f_local_total_v[0]; }
584     // inline double get_F_east() const { return f_local_total_v[1]; }
585     // inline double get_F_down() const { return f_local_total_v[2]; }
586     /* inline void set_Forces_Local_Total( double x, double y, double z ) {
587         f_local_total_v[0] = x;
588         f_local_total_v[1] = y;
589         f_local_total_v[2] = z;
590     } */
591
592     // inline double * get_F_aero_v() { return f_aero_v; }
593     // inline double get_F_X_aero() const { return f_aero_v[0]; }
594     // inline double get_F_Y_aero() const { return f_aero_v[1]; }
595     // inline double get_F_Z_aero() const { return f_aero_v[2]; }
596     /* inline void set_Forces_Aero( double x, double y, double z ) {
597         f_aero_v[0] = x;
598         f_aero_v[1] = y;
599         f_aero_v[2] = z;
600     } */
601     
602     // inline double * get_F_engine_v() { return f_engine_v; }
603     // inline double get_F_X_engine() const { return f_engine_v[0]; }
604     // inline double get_F_Y_engine() const { return f_engine_v[1]; }
605     // inline double get_F_Z_engine() const { return f_engine_v[2]; }
606     /* inline void set_Forces_Engine( double x, double y, double z ) {
607         f_engine_v[0] = x;
608         f_engine_v[1] = y;
609         f_engine_v[2] = z;
610     } */
611
612     // inline double * get_F_gear_v() { return f_gear_v; }
613     // inline double get_F_X_gear() const { return f_gear_v[0]; }
614     // inline double get_F_Y_gear() const { return f_gear_v[1]; }
615     // inline double get_F_Z_gear() const { return f_gear_v[2]; }
616     /* inline void set_Forces_Gear( double x, double y, double z ) {
617         f_gear_v[0] = x;
618         f_gear_v[1] = y;
619         f_gear_v[2] = z;
620     } */
621
622     // ========== Moments ==========
623
624     // inline double * get_M_total_rp_v() { return m_total_rp_v; }
625     // inline double get_M_l_rp() const { return m_total_rp_v[0]; }
626     // inline double get_M_m_rp() const { return m_total_rp_v[1]; }
627     // inline double get_M_n_rp() const { return m_total_rp_v[2]; }
628     /* inline void set_Moments_Total_RP( double l, double m, double n ) {
629         m_total_rp_v[0] = l;
630         m_total_rp_v[1] = m;
631         m_total_rp_v[2] = n;
632     } */
633
634     // inline double * get_M_total_cg_v() { return m_total_cg_v; }
635     // inline double get_M_l_cg() const { return m_total_cg_v[0]; }
636     // inline double get_M_m_cg() const { return m_total_cg_v[1]; }
637     // inline double get_M_n_cg() const { return m_total_cg_v[2]; }
638     /* inline void set_Moments_Total_CG( double l, double m, double n ) {
639         m_total_cg_v[0] = l;
640         m_total_cg_v[1] = m;
641         m_total_cg_v[2] = n;
642     } */
643
644     // inline double * get_M_aero_v() { return m_aero_v; }
645     // inline double get_M_l_aero() const { return m_aero_v[0]; }
646     // inline double get_M_m_aero() const { return m_aero_v[1]; }
647     // inline double get_M_n_aero() const { return m_aero_v[2]; }
648     /* inline void set_Moments_Aero( double l, double m, double n ) {
649         m_aero_v[0] = l;
650         m_aero_v[1] = m;
651         m_aero_v[2] = n;
652     } */
653
654     // inline double * get_M_engine_v() { return m_engine_v; }
655     // inline double get_M_l_engine() const { return m_engine_v[0]; }
656     // inline double get_M_m_engine() const { return m_engine_v[1]; }
657     // inline double get_M_n_engine() const { return m_engine_v[2]; }
658     /* inline void set_Moments_Engine( double l, double m, double n ) {
659         m_engine_v[0] = l;
660         m_engine_v[1] = m;
661         m_engine_v[2] = n;
662     } */
663
664     // inline double * get_M_gear_v() { return m_gear_v; }
665     // inline double get_M_l_gear() const { return m_gear_v[0]; }
666     // inline double get_M_m_gear() const { return m_gear_v[1]; }
667     // inline double get_M_n_gear() const { return m_gear_v[2]; }
668     /* inline void set_Moments_Gear( double l, double m, double n ) {
669         m_gear_v[0] = l;
670         m_gear_v[1] = m;
671         m_gear_v[2] = n;
672     } */
673
674     // ========== Accelerations ==========
675
676     // inline double * get_V_dot_local_v() { return v_dot_local_v; }
677     inline double get_V_dot_north() const { return v_dot_local_v[0]; }
678     inline double get_V_dot_east() const { return v_dot_local_v[1]; }
679     inline double get_V_dot_down() const { return v_dot_local_v[2]; }
680
681     // inline double * get_V_dot_body_v() { return v_dot_body_v; }
682     inline double get_U_dot_body() const { return v_dot_body_v[0]; }
683     inline double get_V_dot_body() const { return v_dot_body_v[1]; }
684     inline double get_W_dot_body() const { return v_dot_body_v[2]; }
685
686     // inline double * get_A_cg_body_v() { return a_cg_body_v; }
687     inline double get_A_X_cg() const { return a_cg_body_v[0]; }
688     inline double get_A_Y_cg() const { return a_cg_body_v[1]; }
689     inline double get_A_Z_cg() const { return a_cg_body_v[2]; }
690
691     // inline double * get_A_pilot_body_v() { return a_pilot_body_v; }
692     inline double get_A_X_pilot() const { return a_pilot_body_v[0]; }
693     inline double get_A_Y_pilot() const { return a_pilot_body_v[1]; }
694     inline double get_A_Z_pilot() const { return a_pilot_body_v[2]; }
695
696     // inline double * get_N_cg_body_v() { return n_cg_body_v; }
697     inline double get_N_X_cg() const { return n_cg_body_v[0]; }
698     inline double get_N_Y_cg() const { return n_cg_body_v[1]; }
699     inline double get_N_Z_cg() const { return n_cg_body_v[2]; }
700
701     // inline double * get_N_pilot_body_v() { return n_pilot_body_v; }
702     // inline double get_N_X_pilot() const { return n_pilot_body_v[0]; }
703     // inline double get_N_Y_pilot() const { return n_pilot_body_v[1]; }
704     // inline double get_N_Z_pilot() const { return n_pilot_body_v[2]; }
705     // inline void set_Accels_Pilot_Body_N( double x, double y, double z ) {
706     //    n_pilot_body_v[0] = x;
707     //    n_pilot_body_v[1] = y;
708     //    n_pilot_body_v[2] = z;
709     // }
710
711     inline double get_Nlf(void) { return nlf; }
712
713     // inline double * get_Omega_dot_body_v() { return omega_dot_body_v; }
714     // inline double get_P_dot_body() const { return omega_dot_body_v[0]; }
715     // inline double get_Q_dot_body() const { return omega_dot_body_v[1]; }
716     // inline double get_R_dot_body() const { return omega_dot_body_v[2]; }
717     /* inline void set_Accels_Omega( double p, double q, double r ) {
718         omega_dot_body_v[0] = p;
719         omega_dot_body_v[1] = q;
720         omega_dot_body_v[2] = r;
721     } */
722
723
724     // ========== Velocities ==========
725
726     // inline double * get_V_local_v() { return v_local_v; }
727     inline double get_V_north() const { return v_local_v[0]; }
728     inline double get_V_east() const { return v_local_v[1]; }
729     inline double get_V_down() const { return v_local_v[2]; }
730     inline double get_uBody () const { return v_wind_body_v[0]; }
731     inline double get_vBody () const { return v_wind_body_v[1]; }
732     inline double get_wBody () const { return v_wind_body_v[2]; }
733
734     // inline double * get_V_local_rel_ground_v() {
735     //     return v_local_rel_ground_v;
736     // }
737     // inline double get_V_north_rel_ground() const {
738     //     return v_local_rel_ground_v[0];
739     // }
740     // inline double get_V_east_rel_ground() const {
741     //     return v_local_rel_ground_v[1];
742     // }
743     // inline double get_V_down_rel_ground() const {
744     //    return v_local_rel_ground_v[2];
745     // }
746
747     // inline double * get_V_local_airmass_v() { return v_local_airmass_v; }
748     inline double get_V_north_airmass() const { return v_local_airmass_v[0]; }
749     inline double get_V_east_airmass() const { return v_local_airmass_v[1]; }
750     inline double get_V_down_airmass() const { return v_local_airmass_v[2]; }
751
752     // airmass
753     // inline double * get_V_local_rel_airmass_v() {
754     //   return v_local_rel_airmass_v;
755     // }
756     // inline double get_V_north_rel_airmass() const {
757     //   return v_local_rel_airmass_v[0];
758     // }
759     // inline double get_V_east_rel_airmass() const {
760     //   return v_local_rel_airmass_v[1];
761     // }
762     // inline double get_V_down_rel_airmass() const {
763     //   return v_local_rel_airmass_v[2];
764     // }
765     /* inline void set_Velocities_Local_Rel_Airmass( double north, double east, 
766                                                   double down)
767     {
768         v_local_rel_airmass_v[0] = north;
769         v_local_rel_airmass_v[1] = east;
770         v_local_rel_airmass_v[2] = down;
771     } */
772
773     // inline double * get_V_local_gust_v() { return v_local_gust_v; }
774     // inline double get_U_gust() const { return v_local_gust_v[0]; }
775     // inline double get_V_gust() const { return v_local_gust_v[1]; }
776     // inline double get_W_gust() const { return v_local_gust_v[2]; }
777     /* inline void set_Velocities_Gust( double u, double v, double w)
778     {
779         v_local_gust_v[0] = u;
780         v_local_gust_v[1] = v;
781         v_local_gust_v[2] = w;
782     } */
783     
784     // inline double * get_V_wind_body_v() { return v_wind_body_v; }
785     inline double get_U_body() const { return v_wind_body_v[0]; }
786     inline double get_V_body() const { return v_wind_body_v[1]; }
787     inline double get_W_body() const { return v_wind_body_v[2]; }
788
789     inline double get_V_rel_wind() const { return v_rel_wind; }
790     // inline void set_V_rel_wind(double wind) { v_rel_wind = wind; }
791
792     // inline double get_V_true_kts() const { return v_true_kts; }
793     // inline void set_V_true_kts(double kts) { v_true_kts = kts; }
794
795     // inline double get_V_rel_ground() const { return v_rel_ground; }
796     // inline void set_V_rel_ground( double v ) { v_rel_ground = v; }
797
798     // inline double get_V_inertial() const { return v_inertial; }
799     // inline void set_V_inertial(double v) { v_inertial = v; }
800
801     inline double get_V_ground_speed() const { return v_ground_speed; }
802
803     // inline double get_V_equiv() const { return v_equiv; }
804     // inline void set_V_equiv( double v ) { v_equiv = v; }
805
806     inline double get_V_equiv_kts() const { return v_equiv_kts; }
807
808     //inline double get_V_calibrated() const { return v_calibrated; }
809     //inline void set_V_calibrated( double v ) { v_calibrated = v; }
810
811     inline double get_V_calibrated_kts() const { return v_calibrated_kts; }
812
813     // inline double * get_Omega_body_v() { return omega_body_v; }
814     inline double get_P_body() const { return omega_body_v[0]; }
815     inline double get_Q_body() const { return omega_body_v[1]; }
816     inline double get_R_body() const { return omega_body_v[2]; }
817
818     // inline double * get_Omega_local_v() { return omega_local_v; }
819     // inline double get_P_local() const { return omega_local_v[0]; }
820     // inline double get_Q_local() const { return omega_local_v[1]; }
821     // inline double get_R_local() const { return omega_local_v[2]; }
822     /* inline void set_Omega_Local( double p, double q, double r ) {
823         omega_local_v[0] = p;
824         omega_local_v[1] = q;
825         omega_local_v[2] = r;
826     } */
827
828     // inline double * get_Omega_total_v() { return omega_total_v; }
829     // inline double get_P_total() const { return omega_total_v[0]; }
830     // inline double get_Q_total() const { return omega_total_v[1]; }
831     // inline double get_R_total() const { return omega_total_v[2]; }
832     /* inline void set_Omega_Total( double p, double q, double r ) {
833         omega_total_v[0] = p;
834         omega_total_v[1] = q;
835         omega_total_v[2] = r;
836     } */
837
838     // inline double * get_Euler_rates_v() { return euler_rates_v; }
839     inline double get_Phi_dot() const { return euler_rates_v[0]; }
840     inline double get_Theta_dot() const { return euler_rates_v[1]; }
841     inline double get_Psi_dot() const { return euler_rates_v[2]; }
842
843     // inline double * get_Geocentric_rates_v() { return geocentric_rates_v; }
844     inline double get_Latitude_dot() const { return geocentric_rates_v[0]; }
845     inline double get_Longitude_dot() const { return geocentric_rates_v[1]; }
846     inline double get_Radius_dot() const { return geocentric_rates_v[2]; }
847
848     // ========== Positions ==========
849
850     // inline double * get_Geocentric_position_v() {
851     //    return geocentric_position_v;
852     // }
853     inline double get_Lat_geocentric() const {
854         return geocentric_position_v[0];
855     }
856     inline double get_Lon_geocentric() const {
857         return geocentric_position_v[1];
858     }
859     inline double get_Radius_to_vehicle() const {
860         return geocentric_position_v[2];
861     }
862
863     // inline double * get_Geodetic_position_v() { return geodetic_position_v; }
864     inline double get_Latitude() const { return geodetic_position_v[0]; }
865     inline double get_Longitude() const { return geodetic_position_v[1]; }
866     inline double get_Altitude() const { return geodetic_position_v[2]; }
867     inline double get_Altitude_AGL(void) const { return altitude_agl; }
868
869     inline double get_Latitude_deg () const {
870       return get_Latitude() * RAD_TO_DEG;
871     }
872     inline double get_Longitude_deg () const {
873       return get_Longitude() * RAD_TO_DEG;
874     }
875
876     // inline double * get_Euler_angles_v() { return euler_angles_v; }
877     inline double get_Phi() const { return euler_angles_v[0]; }
878     inline double get_Theta() const { return euler_angles_v[1]; }
879     inline double get_Psi() const { return euler_angles_v[2]; }
880     inline double get_Phi_deg () const { return get_Phi() * RAD_TO_DEG; }
881     inline double get_Theta_deg () const { return get_Theta() * RAD_TO_DEG; }
882     inline double get_Psi_deg () const { return get_Psi() * RAD_TO_DEG; }
883
884
885     // ========== Miscellaneous quantities ==========
886
887     // inline double * get_T_local_to_body_m() { return t_local_to_body_m; }
888     inline double get_T_local_to_body_11() const {
889         return t_local_to_body_m[0][0];
890     }
891     inline double get_T_local_to_body_12() const {
892         return t_local_to_body_m[0][1];
893     }
894     inline double get_T_local_to_body_13() const {
895         return t_local_to_body_m[0][2];
896     }
897     inline double get_T_local_to_body_21() const {
898         return t_local_to_body_m[1][0];
899     }
900     inline double get_T_local_to_body_22() const {
901         return t_local_to_body_m[1][1];
902     }
903     inline double get_T_local_to_body_23() const {
904         return t_local_to_body_m[1][2];
905     }
906     inline double get_T_local_to_body_31() const {
907         return t_local_to_body_m[2][0];
908     }
909     inline double get_T_local_to_body_32() const {
910         return t_local_to_body_m[2][1];
911     }
912     inline double get_T_local_to_body_33() const {
913         return t_local_to_body_m[2][2];
914     }
915
916     // inline double get_Gravity() const { return gravity; }
917     // inline void set_Gravity(double g) { gravity = g; }
918
919     // inline double get_Centrifugal_relief() const {
920     //   return centrifugal_relief;
921     // }
922     // inline void set_Centrifugal_relief(double cr) {
923     //   centrifugal_relief = cr;
924     // }
925
926     inline double get_Alpha() const { return alpha; }
927     inline double get_Beta() const { return beta; }
928     // inline double get_Alpha_dot() const { return alpha_dot; }
929     // inline void set_Alpha_dot( double ad ) { alpha_dot = ad; }
930     // inline double get_Beta_dot() const { return beta_dot; }
931     // inline void set_Beta_dot( double bd ) { beta_dot = bd; }
932
933     // inline double get_Cos_alpha() const { return cos_alpha; }
934     // inline void set_Cos_alpha( double ca ) { cos_alpha = ca; }
935     // inline double get_Sin_alpha() const { return sin_alpha; }
936     // inline void set_Sin_alpha( double sa ) { sin_alpha = sa; }
937     // inline double get_Cos_beta() const { return cos_beta; }
938     // inline void set_Cos_beta( double cb ) { cos_beta = cb; }
939     // inline double get_Sin_beta() const { return sin_beta; }
940     // inline void set_Sin_beta( double sb ) { sin_beta = sb; }
941
942     inline double get_Cos_phi() const { return cos_phi; }
943     // inline double get_Sin_phi() const { return sin_phi; }
944     // inline void set_Sin_phi( double sp ) { sin_phi = sp; }
945     inline double get_Cos_theta() const { return cos_theta; }
946     // inline double get_Sin_theta() const { return sin_theta; }
947     // inline void set_Sin_theta( double st ) { sin_theta = st; }
948     // inline double get_Cos_psi() const { return cos_psi; }
949     // inline void set_Cos_psi( double cp ) { cos_psi = cp; }
950     // inline double get_Sin_psi() const { return sin_psi; }
951     // inline void set_Sin_psi( double sp ) { sin_psi = sp; }
952
953     inline double get_Gamma_vert_rad() const { return gamma_vert_rad; }
954     // inline double get_Gamma_horiz_rad() const { return gamma_horiz_rad; }
955     // inline void set_Gamma_horiz_rad( double gh ) { gamma_horiz_rad = gh; }
956
957     // inline double get_Sigma() const { return sigma; }
958     // inline void set_Sigma( double s ) { sigma = s; }
959     inline double get_Density() const { return density; }
960     // inline double get_V_sound() const { return v_sound; }
961     // inline void set_V_sound( double v ) { v_sound = v; }
962     inline double get_Mach_number() const { return mach_number; }
963
964     inline double get_Static_pressure() const { return static_pressure; }
965     // inline double get_Total_pressure() const { return total_pressure; }
966     // inline void set_Total_pressure( double tp ) { total_pressure = tp; }
967     // inline double get_Impact_pressure() const { return impact_pressure; }
968     // inline void set_Impact_pressure( double ip ) { impact_pressure = ip; }
969     // inline double get_Dynamic_pressure() const { return dynamic_pressure; }
970     // inline void set_Dynamic_pressure( double dp ) { dynamic_pressure = dp; }
971
972     inline double get_Static_temperature() const { return static_temperature; }
973     // inline double get_Total_temperature() const { return total_temperature; }
974     // inline void set_Total_temperature( double t ) { total_temperature = t; }
975
976     inline double get_Sea_level_radius() const { return sea_level_radius; }
977     inline double get_Earth_position_angle() const {
978         return earth_position_angle;
979     }
980
981     inline double get_Runway_altitude() const { return runway_altitude; }
982     // inline double get_Runway_latitude() const { return runway_latitude; }
983     // inline void set_Runway_latitude( double lat ) { runway_latitude = lat; }
984     // inline double get_Runway_longitude() const { return runway_longitude; }
985     // inline void set_Runway_longitude( double lon ) {
986     //   runway_longitude = lon;
987     // }
988     // inline double get_Runway_heading() const { return runway_heading; }
989     // inline void set_Runway_heading( double h ) { runway_heading = h; }
990
991     // inline double get_Radius_to_rwy() const { return radius_to_rwy; }
992     // inline void set_Radius_to_rwy( double r ) { radius_to_rwy = r; }
993
994     // inline double * get_D_cg_rwy_local_v() { return d_cg_rwy_local_v; }
995     // inline double get_D_cg_north_of_rwy() const {
996     //   return d_cg_rwy_local_v[0];
997     // }
998     // inline double get_D_cg_east_of_rwy() const {
999     //   return d_cg_rwy_local_v[1];
1000     // }
1001     // inline double get_D_cg_above_rwy() const { return d_cg_rwy_local_v[2]; }
1002     /* inline void set_CG_Rwy_Local( double north, double east, double above )
1003     {
1004         d_cg_rwy_local_v[0] = north;
1005         d_cg_rwy_local_v[1] = east;
1006         d_cg_rwy_local_v[2] = above;
1007     } */
1008
1009     // inline double * get_D_cg_rwy_rwy_v() { return d_cg_rwy_rwy_v; }
1010     // inline double get_X_cg_rwy() const { return d_cg_rwy_rwy_v[0]; }
1011     // inline double get_Y_cg_rwy() const { return d_cg_rwy_rwy_v[1]; }
1012     // inline double get_H_cg_rwy() const { return d_cg_rwy_rwy_v[2]; }
1013     /* inline void set_CG_Rwy_Rwy( double x, double y, double h )
1014     {
1015         d_cg_rwy_rwy_v[0] = x;
1016         d_cg_rwy_rwy_v[1] = y;
1017         d_cg_rwy_rwy_v[2] = h;
1018     } */
1019
1020     // inline double * get_D_pilot_rwy_local_v() { return d_pilot_rwy_local_v; }
1021     // inline double get_D_pilot_north_of_rwy() const {
1022     //   return d_pilot_rwy_local_v[0];
1023     // }
1024     // inline double get_D_pilot_east_of_rwy() const {
1025     //   return d_pilot_rwy_local_v[1];
1026     // }
1027     // inline double get_D_pilot_above_rwy() const {
1028     //   return d_pilot_rwy_local_v[2];
1029     // }
1030     /* inline void set_Pilot_Rwy_Local( double north, double east, double above )
1031     {
1032         d_pilot_rwy_local_v[0] = north;
1033         d_pilot_rwy_local_v[1] = east;
1034         d_pilot_rwy_local_v[2] = above;
1035     } */
1036
1037     // inline double * get_D_pilot_rwy_rwy_v() { return d_pilot_rwy_rwy_v; }
1038     // inline double get_X_pilot_rwy() const { return d_pilot_rwy_rwy_v[0]; }
1039     // inline double get_Y_pilot_rwy() const { return d_pilot_rwy_rwy_v[1]; }
1040     // inline double get_H_pilot_rwy() const { return d_pilot_rwy_rwy_v[2]; }
1041     /* inline void set_Pilot_Rwy_Rwy( double x, double y, double h )
1042     {
1043         d_pilot_rwy_rwy_v[0] = x;
1044         d_pilot_rwy_rwy_v[1] = y;
1045         d_pilot_rwy_rwy_v[2] = h;
1046     } */
1047
1048     inline double get_Climb_Rate() const { return climb_rate; }
1049
1050     inline SGTimeStamp get_time_stamp() const { return valid_stamp; }
1051     inline void stamp_time() { valid_stamp = next_stamp; next_stamp.stamp(); }
1052
1053     // Extrapolate FDM based on time_offset (in usec)
1054     void extrapolate( int time_offset );
1055
1056     // sin/cos lat_geocentric
1057     inline double get_sin_lat_geocentric(void) const {
1058         return sin_lat_geocentric;
1059     }
1060     inline double get_cos_lat_geocentric(void) const {
1061         return cos_lat_geocentric;
1062     }
1063
1064     inline double get_sin_longitude(void) const {
1065         return sin_longitude;
1066     }
1067     inline double get_cos_longitude(void) const {
1068         return cos_longitude;
1069     }
1070
1071     inline double get_sin_latitude(void) const {
1072         return sin_latitude;
1073     }
1074     inline double get_cos_latitude(void) const {
1075         return cos_latitude;
1076     }
1077
1078     // engines
1079     inline double get_num_engines() const {
1080         return engines.size();
1081     }
1082
1083     inline FGEngInterface* get_engine( int i ) {
1084         return &engines[i];
1085     }
1086
1087     inline void add_engine( FGEngInterface e ) {
1088         engines.push_back( e );
1089     }
1090 };
1091
1092
1093 typedef list < FGInterface > fdm_state_list;
1094 typedef fdm_state_list::iterator fdm_state_list_iterator;
1095 typedef fdm_state_list::const_iterator const_fdm_state_list_iterator;
1096
1097
1098 extern FGInterface * cur_fdm_state;
1099
1100
1101 // General interface to the flight model routines
1102
1103 // Set the altitude (force)
1104 void fgFDMForceAltitude(const string &model, double alt_meters);
1105
1106 // Set the local ground elevation
1107 void fgFDMSetGroundElevation(const string &model, double alt_meters);
1108
1109
1110 #endif // _FLIGHT_HXX