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