]> git.mxchange.org Git - flightgear.git/blob - src/FDM/flight.hxx
4a6d98c3d298bc08daeb0328e005fde068db2875
[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 #include <Model/model.hxx>
97 #include <Main/location.hxx>
98
99 SG_USING_STD(list);
100 SG_USING_STD(vector);
101 SG_USING_STD(string);
102
103 class FGAircraftModel;
104
105
106 typedef double FG_VECTOR_3[3];
107
108 // This is based heavily on LaRCsim/ls_generic.h
109 class FGInterface : public FGSubsystem {
110
111 private:
112   
113     // Has the init() method been called.  This is used to delay
114     // initialization until scenery can be loaded and we know the true
115     // ground elevation.
116     bool inited;
117
118     // Have we bound to the property system
119     bool bound; 
120
121     // periodic update management variable.  This is a scheme to run
122     // the fdm with a fixed delta-t.  We control how many iteration of
123     // the fdm to run with the fixed dt based on the elapsed time from
124     // the last update.  This allows us to maintain sync with the real
125     // time clock, even though each frame could take a random amount
126     // of time.  Since "dt" is unlikely to divide evenly into the
127     // elapse time, we keep track of the remainder and add it into the
128     // next elapsed time.  This yields a small amount of temporal
129     // jitter ( < dt ) but in practice seems to work well.
130
131 //     double delta_t;          // delta "t"
132 //     SGTimeStamp time_stamp;  // time stamp of last run
133 //     long elapsed;            // time elapsed since last run
134     double remainder;           // remainder time from last run
135 //     int multi_loop;          // number of iterations of "delta_t" to run
136
137     // Pilot location rel to ref pt
138     FG_VECTOR_3 d_pilot_rp_body_v;
139
140     // CG position w.r.t. ref. point
141     FG_VECTOR_3 d_cg_rp_body_v;
142
143     // Forces
144     FG_VECTOR_3 f_body_total_v;
145     FG_VECTOR_3 f_local_total_v;
146     FG_VECTOR_3 f_aero_v;
147     FG_VECTOR_3 f_engine_v;
148     FG_VECTOR_3 f_gear_v;
149
150     // Moments
151     FG_VECTOR_3 m_total_rp_v;
152     FG_VECTOR_3 m_total_cg_v;
153     FG_VECTOR_3 m_aero_v;
154     FG_VECTOR_3 m_engine_v;
155     FG_VECTOR_3 m_gear_v;
156
157     // Accelerations
158     FG_VECTOR_3 v_dot_local_v;
159     FG_VECTOR_3 v_dot_body_v;
160     FG_VECTOR_3 a_cg_body_v;
161     FG_VECTOR_3 a_pilot_body_v;
162     FG_VECTOR_3 n_cg_body_v;
163     FG_VECTOR_3 n_pilot_body_v;
164     FG_VECTOR_3 omega_dot_body_v;
165
166     // Velocities
167     FG_VECTOR_3 v_local_v;
168     FG_VECTOR_3 v_local_rel_ground_v; // V rel w.r.t. earth surface
169     FG_VECTOR_3 v_local_airmass_v;    // velocity of airmass (steady winds)
170     FG_VECTOR_3 v_local_rel_airmass_v;  // velocity of veh. relative to airmass
171     FG_VECTOR_3 v_local_gust_v;       // linear turbulence components, L frame
172     FG_VECTOR_3 v_wind_body_v;        // Wind-relative velocities in body axis
173
174     FG_VECTOR_3 omega_body_v;         // Angular B rates
175     FG_VECTOR_3 omega_local_v;        // Angular L rates
176     FG_VECTOR_3 omega_total_v;        // Diff btw B & L
177     FG_VECTOR_3 euler_rates_v;
178     FG_VECTOR_3 geocentric_rates_v;   // Geocentric linear velocities
179
180     // Positions
181     FG_VECTOR_3 geocentric_position_v;
182     FG_VECTOR_3 geodetic_position_v;
183     FG_VECTOR_3 euler_angles_v;
184
185     // Miscellaneous Quantities
186     FG_VECTOR_3 d_cg_rwy_local_v;     // CG rel. to rwy in local coords
187     FG_VECTOR_3 d_cg_rwy_rwy_v;       // CG relative to rwy, in rwy coordinates
188     FG_VECTOR_3 d_pilot_rwy_local_v;  // pilot rel. to rwy in local coords
189     FG_VECTOR_3 d_pilot_rwy_rwy_v;    // pilot rel. to rwy, in rwy coords.
190
191     // Inertias
192     double mass, i_xx, i_yy, i_zz, i_xz;
193
194     // Normal Load Factor
195     double nlf;
196
197     // Velocities
198     double v_rel_wind, v_true_kts, v_rel_ground, v_inertial;
199     double v_ground_speed, v_equiv, v_equiv_kts;
200     double v_calibrated, v_calibrated_kts;
201
202     // Miscellaneious Quantities
203     double t_local_to_body_m[3][3];   // Transformation matrix L to B
204     double gravity;                   // Local acceleration due to G
205     double centrifugal_relief;        // load factor reduction due to speed
206     double alpha, beta, alpha_dot, beta_dot;  // in radians
207     double cos_alpha, sin_alpha, cos_beta, sin_beta;
208     double cos_phi, sin_phi, cos_theta, sin_theta, cos_psi, sin_psi;
209     double gamma_vert_rad, gamma_horiz_rad;  // Flight path angles
210     double sigma, density, v_sound, mach_number;
211     double static_pressure, total_pressure, impact_pressure;
212     double dynamic_pressure;
213     double static_temperature, total_temperature;
214     double sea_level_radius, earth_position_angle;
215     double runway_altitude, runway_latitude, runway_longitude;
216     double runway_heading;
217     double radius_to_rwy;
218     double climb_rate;                // in feet per second
219     double sin_lat_geocentric, cos_lat_geocentric;
220     double sin_longitude, cos_longitude;
221     double sin_latitude, cos_latitude;
222     double altitude_agl;
223
224     double daux[16];            // auxilliary doubles
225     float  faux[16];            // auxilliary floats
226     int    iaux[16];            // auxilliary ints
227
228     // SGTimeStamp valid_stamp;          // time this record is valid
229     // SGTimeStamp next_stamp;           // time this record is valid
230
231     // Model tied to FDM
232     FGAircraftModel * _acmodel;
233
234 protected:
235
236     int _calc_multiloop (double dt);
237
238 public:
239
240                                 // deliberately not virtual so that
241                                 // FGInterface constructor will call
242                                 // the right version
243     void _setup();
244
245     void _busdump(void);
246     void _updateGeodeticPosition( double lat, double lon, double alt );
247     void _updateGeocentricPosition( double lat_geoc, double lon, double alt );
248     void _updateWeather( void );
249
250     inline void _set_Inertias( double m, double xx, double yy, 
251                               double zz, double xz)
252     {
253         mass = m;
254         i_xx = xx;
255         i_yy = yy;
256         i_zz = zz;
257         i_xz = xz;
258     }
259     inline void _set_CG_Position( double dx, double dy, double dz ) {
260         d_cg_rp_body_v[0] = dx;
261         d_cg_rp_body_v[1] = dy;
262         d_cg_rp_body_v[2] = dz;
263     }
264     inline void _set_Accels_Local( double north, double east, double down ) {
265         v_dot_local_v[0] = north;
266         v_dot_local_v[1] = east;
267         v_dot_local_v[2] = down;
268     }
269     inline void _set_Accels_Body( double u, double v, double w ) {
270         v_dot_body_v[0] = u;
271         v_dot_body_v[1] = v;
272         v_dot_body_v[2] = w;
273     }
274     inline void _set_Accels_CG_Body( double x, double y, double z ) {
275         a_cg_body_v[0] = x;
276         a_cg_body_v[1] = y;
277         a_cg_body_v[2] = z;
278     }
279     inline void _set_Accels_Pilot_Body( double x, double y, double z ) {
280         a_pilot_body_v[0] = x;
281         a_pilot_body_v[1] = y;
282         a_pilot_body_v[2] = z;
283     }
284     inline void _set_Accels_CG_Body_N( double x, double y, double z ) {
285         n_cg_body_v[0] = x;
286         n_cg_body_v[1] = y;
287         n_cg_body_v[2] = z;
288     }
289     void _set_Nlf(double n) { nlf=n;  }
290     inline void _set_Velocities_Local( double north, double east, double down ){
291         v_local_v[0] = north;
292         v_local_v[1] = east;
293         v_local_v[2] = down;
294     }
295     inline void _set_Velocities_Ground(double north, double east, double down) {
296         v_local_rel_ground_v[0] = north;
297         v_local_rel_ground_v[1] = east;
298         v_local_rel_ground_v[2] = down;
299     }
300     inline void _set_Velocities_Local_Airmass( double north, double east, 
301                                               double down)
302     {
303         v_local_airmass_v[0] = north;
304         v_local_airmass_v[1] = east;
305         v_local_airmass_v[2] = down;
306     }
307     inline void _set_Velocities_Wind_Body( double u, double v, double w) {
308         v_wind_body_v[0] = u;
309         v_wind_body_v[1] = v;
310         v_wind_body_v[2] = w;
311     }
312     inline void _set_V_rel_wind(double vt) { v_rel_wind = vt; }
313     inline void _set_V_ground_speed( double v) { v_ground_speed = v; }
314     inline void _set_V_equiv_kts( double kts ) { v_equiv_kts = kts; }
315     inline void _set_V_calibrated_kts( double kts ) { v_calibrated_kts = kts; }
316     inline void _set_Omega_Body( double p, double q, double r ) {
317         omega_body_v[0] = p;
318         omega_body_v[1] = q;
319         omega_body_v[2] = r;
320     }
321     inline void _set_Euler_Rates( double phi, double theta, double psi ) {
322         euler_rates_v[0] = phi;
323         euler_rates_v[1] = theta;
324         euler_rates_v[2] = psi;
325     }
326     inline void _set_Geocentric_Rates( double lat, double lon, double rad ) {
327         geocentric_rates_v[0] = lat;
328         geocentric_rates_v[1] = lon;
329         geocentric_rates_v[2] = rad;
330     }
331 #if 0
332     inline void _set_Radius_to_vehicle(double radius) {
333         geocentric_position_v[2] = radius;
334     }
335 #endif
336     inline void _set_Geocentric_Position( double lat, double lon, double rad ) {
337         geocentric_position_v[0] = lat;
338         geocentric_position_v[1] = lon;
339         geocentric_position_v[2] = rad;
340     }
341     inline void _set_Latitude(double lat) { geodetic_position_v[0] = lat; }
342     inline void _set_Longitude(double lon) { geodetic_position_v[1] = lon; }
343     inline void _set_Altitude(double altitude) {
344         geodetic_position_v[2] = altitude;
345     }
346     inline void _set_Altitude_AGL(double agl) {
347         altitude_agl = agl;
348     }
349     inline void _set_Geodetic_Position( double lat, double lon, double alt ) {
350         geodetic_position_v[0] = lat;
351         geodetic_position_v[1] = lon;
352         geodetic_position_v[2] = alt;
353     }
354     inline void _set_Euler_Angles( double phi, double theta, double psi ) {
355         euler_angles_v[0] = phi;
356         euler_angles_v[1] = theta;
357         euler_angles_v[2] = psi;
358     }
359     inline void _set_T_Local_to_Body( int i, int j, double value) {
360         t_local_to_body_m[i-1][j-1] = value;
361     }
362     inline void _set_T_Local_to_Body( double m[3][3] ) {
363         int i, j;
364         for ( i = 0; i < 3; i++ ) {
365             for ( j = 0; j < 3; j++ ) {
366                 t_local_to_body_m[i][j] = m[i][j];
367             }
368         }
369     }
370     inline void _set_Alpha( double a ) { alpha = a; }
371     inline void _set_Beta( double b ) { beta = b; }
372     inline void _set_Cos_phi( double cp ) { cos_phi = cp; }
373     inline void _set_Cos_theta( double ct ) { cos_theta = ct; }
374     inline void _set_Gamma_vert_rad( double gv ) { gamma_vert_rad = gv; }
375     inline void _set_Density( double d ) { density = d; }
376     inline void _set_Mach_number( double m ) { mach_number = m; }
377     inline void _set_Static_pressure( double sp ) { static_pressure = sp; }
378     inline void _set_Static_temperature( double t ) { static_temperature = t; }
379     inline void _set_Sea_level_radius( double r ) { sea_level_radius = r; }
380     inline void _set_Earth_position_angle(double a) {
381         earth_position_angle = a;
382     }
383     inline void _set_Runway_altitude( double alt ) { runway_altitude = alt; }
384     inline void _set_Climb_Rate(double rate) { climb_rate = rate; }
385     inline void _set_sin_lat_geocentric(double parm) {
386         sin_lat_geocentric = sin(parm);
387     }
388     inline void _set_cos_lat_geocentric(double parm) {
389         cos_lat_geocentric = cos(parm);
390     }
391     inline void _set_sin_cos_longitude(double parm) {
392         sin_longitude = sin(parm);
393         cos_longitude = cos(parm);
394     }
395     inline void _set_sin_cos_latitude(double parm) {
396         sin_latitude = sin(parm);
397         cos_latitude = cos(parm);
398     }
399
400     inline void _set_daux( int n, double value ) { daux[n] = value; }
401     inline void _set_faux( int n, float value ) { faux[n] = value; }
402     inline void _set_iaux( int n, int value ) { iaux[n] = value; }
403
404 public:
405   
406     FGInterface();
407     FGInterface( double dt );
408     virtual ~FGInterface();
409
410     virtual void init ();
411     virtual void bind ();
412     virtual void unbind ();
413     virtual void update(double dt);
414     virtual bool ToggleDataLogging(bool state) { return false; }
415     virtual bool ToggleDataLogging(void) { return false; }
416
417     // Define the various supported flight models (many not yet implemented)
418     enum {
419         // Magic Carpet mode
420         FG_MAGICCARPET = 0,
421
422         // The NASA LaRCsim (Navion) flight model
423         FG_LARCSIM = 1,
424
425         // Jon S. Berndt's new FDM written from the ground up in C++
426         FG_JSBSIM = 2,
427
428         // Christian's hot air balloon simulation
429         FG_BALLOONSIM = 3,
430
431         // Aeronautical DEvelopment AGEncy, Bangalore India
432         FG_ADA = 4,
433
434         // The following aren't implemented but are here to spark
435         // thoughts and discussions, and maybe even action.
436         FG_ACM = 5,
437         FG_SUPER_SONIC = 6,
438         FG_HELICOPTER = 7,
439         FG_AUTOGYRO = 8,
440         FG_PARACHUTE = 9,
441
442         // Driven externally via a serial port, net, file, etc.
443         FG_EXTERNAL = 10
444     };
445
446     // initialization
447     inline bool get_inited() const { return inited; }
448     inline void set_inited( bool value ) { inited = value; }
449
450     inline bool get_bound() const { return bound; }
451
452     //perform initializion that is common to all FDM's
453     void common_init();
454
455     // time and update management values
456 //     inline double get_delta_t() const { return delta_t; }
457 //     inline void set_delta_t( double dt ) { delta_t = dt; }
458 //     inline SGTimeStamp get_time_stamp() const { return time_stamp; }
459 //     inline void set_time_stamp( SGTimeStamp s ) { time_stamp = s; }
460 //     inline void stamp() { time_stamp.stamp(); }
461 //     inline long get_elapsed() const { return elapsed; }
462 //     inline void set_elapsed( long e ) { elapsed = e; }
463 //     inline long get_remainder() const { return remainder; }
464 //     inline void set_remainder( long r ) { remainder = r; }
465 //     inline int get_multi_loop() const { return multi_loop; }
466 //     inline void set_multi_loop( int ml ) { multi_loop = ml; }
467
468     // Positions
469     virtual void set_Latitude(double lat);       // geocentric
470     virtual void set_Longitude(double lon);    
471     virtual void set_Altitude(double alt);  // triggers re-calc of AGL altitude
472     virtual void set_AltitudeAGL(double altagl); // and vice-versa
473     virtual void set_Latitude_deg (double lat) {
474       set_Latitude(lat * SGD_DEGREES_TO_RADIANS);
475     }
476     virtual void set_Longitude_deg (double lon) {
477       set_Longitude(lon * SGD_DEGREES_TO_RADIANS);
478     }
479     
480     // Speeds -- setting any of these will trigger a re-calc of the rest
481     virtual void set_V_calibrated_kts(double vc);
482     virtual void set_Mach_number(double mach);
483     virtual void set_Velocities_Local( double north, double east, double down );
484     inline void set_V_north (double north) { 
485       set_Velocities_Local(north, v_local_v[1], v_local_v[2]);
486     }
487     inline void set_V_east (double east) { 
488       set_Velocities_Local(v_local_v[0], east, v_local_v[2]);
489     }
490     inline void set_V_down (double down) { 
491       set_Velocities_Local(v_local_v[0], v_local_v[1], down);
492     }
493     virtual void set_Velocities_Wind_Body( double u, double v, double w);
494     virtual void set_uBody (double uBody) { 
495       set_Velocities_Wind_Body(uBody, v_wind_body_v[1], v_wind_body_v[2]);
496     }
497     virtual void set_vBody (double vBody) { 
498       set_Velocities_Wind_Body(v_wind_body_v[0], vBody, v_wind_body_v[2]);
499     }
500     virtual void set_wBody (double wBody) {
501       set_Velocities_Wind_Body(v_wind_body_v[0], v_wind_body_v[1], wBody);
502     }
503     
504     // Euler angles 
505     virtual void set_Euler_Angles( double phi, double theta, double psi );
506     virtual void set_Phi (double phi) {
507       set_Euler_Angles(phi, get_Theta(), get_Psi());
508     }
509     virtual void set_Theta (double theta) {
510       set_Euler_Angles(get_Phi(), theta, get_Psi());
511     }
512     virtual void set_Psi (double psi) { 
513       set_Euler_Angles(get_Phi(), get_Theta(), psi);
514     }
515     virtual void set_Phi_deg (double phi) {
516       set_Phi(phi * SGD_DEGREES_TO_RADIANS);
517     }
518     virtual void set_Theta_deg (double theta) {
519       set_Theta(theta * SGD_DEGREES_TO_RADIANS); 
520     }
521     virtual void set_Psi_deg (double psi) {
522       set_Psi(psi * SGD_DEGREES_TO_RADIANS);
523     }
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     
531     virtual void set_Static_pressure(double p);
532     virtual void set_Static_temperature(double T);
533     virtual void set_Density(double rho);
534     
535     virtual void set_Velocities_Local_Airmass (double wnorth, 
536                                                double weast, 
537                                                double wdown );
538
539     // ========== Mass properties and geometry values ==========
540
541     // Inertias
542     inline double get_Mass() const { return mass; }
543     inline double get_I_xx() const { return i_xx; }
544     inline double get_I_yy() const { return i_yy; }
545     inline double get_I_zz() const { return i_zz; }
546     inline double get_I_xz() const { return i_xz; }
547
548     // Pilot location rel to ref pt
549     // inline double * get_D_pilot_rp_body_v() {
550     //  return d_pilot_rp_body_v;
551     // }
552     // inline double get_Dx_pilot() const { return d_pilot_rp_body_v[0]; }
553     // inline double get_Dy_pilot() const { return d_pilot_rp_body_v[1]; }
554     // inline double get_Dz_pilot() const { return d_pilot_rp_body_v[2]; }
555     /* inline void set_Pilot_Location( double dx, double dy, double dz ) {
556         d_pilot_rp_body_v[0] = dx;
557         d_pilot_rp_body_v[1] = dy;
558         d_pilot_rp_body_v[2] = dz;
559     } */
560
561     // CG position w.r.t. ref. point
562     // inline double * get_D_cg_rp_body_v() { return d_cg_rp_body_v; }
563     inline double get_Dx_cg() const { return d_cg_rp_body_v[0]; }
564     inline double get_Dy_cg() const { return d_cg_rp_body_v[1]; }
565     inline double get_Dz_cg() const { return d_cg_rp_body_v[2]; }
566
567     // ========== Forces ==========
568
569     // inline double * get_F_body_total_v() { return f_body_total_v; }
570     // inline double get_F_X() const { return f_body_total_v[0]; }
571     // inline double get_F_Y() const { return f_body_total_v[1]; }
572     // inline double get_F_Z() const { return f_body_total_v[2]; }
573     /* inline void set_Forces_Body_Total( double x, double y, double z ) {
574         f_body_total_v[0] = x;
575         f_body_total_v[1] = y;
576         f_body_total_v[2] = z;
577     } */
578
579     // inline double * get_F_local_total_v() { return f_local_total_v; }
580     // inline double get_F_north() const { return f_local_total_v[0]; }
581     // inline double get_F_east() const { return f_local_total_v[1]; }
582     // inline double get_F_down() const { return f_local_total_v[2]; }
583     /* inline void set_Forces_Local_Total( double x, double y, double z ) {
584         f_local_total_v[0] = x;
585         f_local_total_v[1] = y;
586         f_local_total_v[2] = z;
587     } */
588
589     // inline double * get_F_aero_v() { return f_aero_v; }
590     // inline double get_F_X_aero() const { return f_aero_v[0]; }
591     // inline double get_F_Y_aero() const { return f_aero_v[1]; }
592     // inline double get_F_Z_aero() const { return f_aero_v[2]; }
593     /* inline void set_Forces_Aero( double x, double y, double z ) {
594         f_aero_v[0] = x;
595         f_aero_v[1] = y;
596         f_aero_v[2] = z;
597     } */
598     
599     // inline double * get_F_engine_v() { return f_engine_v; }
600     // inline double get_F_X_engine() const { return f_engine_v[0]; }
601     // inline double get_F_Y_engine() const { return f_engine_v[1]; }
602     // inline double get_F_Z_engine() const { return f_engine_v[2]; }
603     /* inline void set_Forces_Engine( double x, double y, double z ) {
604         f_engine_v[0] = x;
605         f_engine_v[1] = y;
606         f_engine_v[2] = z;
607     } */
608
609     // inline double * get_F_gear_v() { return f_gear_v; }
610     // inline double get_F_X_gear() const { return f_gear_v[0]; }
611     // inline double get_F_Y_gear() const { return f_gear_v[1]; }
612     // inline double get_F_Z_gear() const { return f_gear_v[2]; }
613     /* inline void set_Forces_Gear( double x, double y, double z ) {
614         f_gear_v[0] = x;
615         f_gear_v[1] = y;
616         f_gear_v[2] = z;
617     } */
618
619     // ========== Moments ==========
620
621     // inline double * get_M_total_rp_v() { return m_total_rp_v; }
622     // inline double get_M_l_rp() const { return m_total_rp_v[0]; }
623     // inline double get_M_m_rp() const { return m_total_rp_v[1]; }
624     // inline double get_M_n_rp() const { return m_total_rp_v[2]; }
625     /* inline void set_Moments_Total_RP( double l, double m, double n ) {
626         m_total_rp_v[0] = l;
627         m_total_rp_v[1] = m;
628         m_total_rp_v[2] = n;
629     } */
630
631     // inline double * get_M_total_cg_v() { return m_total_cg_v; }
632     // inline double get_M_l_cg() const { return m_total_cg_v[0]; }
633     // inline double get_M_m_cg() const { return m_total_cg_v[1]; }
634     // inline double get_M_n_cg() const { return m_total_cg_v[2]; }
635     /* inline void set_Moments_Total_CG( double l, double m, double n ) {
636         m_total_cg_v[0] = l;
637         m_total_cg_v[1] = m;
638         m_total_cg_v[2] = n;
639     } */
640
641     // inline double * get_M_aero_v() { return m_aero_v; }
642     // inline double get_M_l_aero() const { return m_aero_v[0]; }
643     // inline double get_M_m_aero() const { return m_aero_v[1]; }
644     // inline double get_M_n_aero() const { return m_aero_v[2]; }
645     /* inline void set_Moments_Aero( double l, double m, double n ) {
646         m_aero_v[0] = l;
647         m_aero_v[1] = m;
648         m_aero_v[2] = n;
649     } */
650
651     // inline double * get_M_engine_v() { return m_engine_v; }
652     // inline double get_M_l_engine() const { return m_engine_v[0]; }
653     // inline double get_M_m_engine() const { return m_engine_v[1]; }
654     // inline double get_M_n_engine() const { return m_engine_v[2]; }
655     /* inline void set_Moments_Engine( double l, double m, double n ) {
656         m_engine_v[0] = l;
657         m_engine_v[1] = m;
658         m_engine_v[2] = n;
659     } */
660
661     // inline double * get_M_gear_v() { return m_gear_v; }
662     // inline double get_M_l_gear() const { return m_gear_v[0]; }
663     // inline double get_M_m_gear() const { return m_gear_v[1]; }
664     // inline double get_M_n_gear() const { return m_gear_v[2]; }
665     /* inline void set_Moments_Gear( double l, double m, double n ) {
666         m_gear_v[0] = l;
667         m_gear_v[1] = m;
668         m_gear_v[2] = n;
669     } */
670
671     // ========== Accelerations ==========
672
673     // inline double * get_V_dot_local_v() { return v_dot_local_v; }
674     inline double get_V_dot_north() const { return v_dot_local_v[0]; }
675     inline double get_V_dot_east() const { return v_dot_local_v[1]; }
676     inline double get_V_dot_down() const { return v_dot_local_v[2]; }
677
678     // inline double * get_V_dot_body_v() { return v_dot_body_v; }
679     inline double get_U_dot_body() const { return v_dot_body_v[0]; }
680     inline double get_V_dot_body() const { return v_dot_body_v[1]; }
681     inline double get_W_dot_body() const { return v_dot_body_v[2]; }
682
683     // inline double * get_A_cg_body_v() { return a_cg_body_v; }
684     inline double get_A_X_cg() const { return a_cg_body_v[0]; }
685     inline double get_A_Y_cg() const { return a_cg_body_v[1]; }
686     inline double get_A_Z_cg() const { return a_cg_body_v[2]; }
687
688     // inline double * get_A_pilot_body_v() { return a_pilot_body_v; }
689     inline double get_A_X_pilot() const { return a_pilot_body_v[0]; }
690     inline double get_A_Y_pilot() const { return a_pilot_body_v[1]; }
691     inline double get_A_Z_pilot() const { return a_pilot_body_v[2]; }
692
693     // inline double * get_N_cg_body_v() { return n_cg_body_v; }
694     inline double get_N_X_cg() const { return n_cg_body_v[0]; }
695     inline double get_N_Y_cg() const { return n_cg_body_v[1]; }
696     inline double get_N_Z_cg() const { return n_cg_body_v[2]; }
697
698     // inline double * get_N_pilot_body_v() { return n_pilot_body_v; }
699     // inline double get_N_X_pilot() const { return n_pilot_body_v[0]; }
700     // inline double get_N_Y_pilot() const { return n_pilot_body_v[1]; }
701     // inline double get_N_Z_pilot() const { return n_pilot_body_v[2]; }
702     // inline void set_Accels_Pilot_Body_N( double x, double y, double z ) {
703     //    n_pilot_body_v[0] = x;
704     //    n_pilot_body_v[1] = y;
705     //    n_pilot_body_v[2] = z;
706     // }
707
708     inline double get_Nlf(void) const { return nlf; }
709
710     // inline double * get_Omega_dot_body_v() { return omega_dot_body_v; }
711     // inline double get_P_dot_body() const { return omega_dot_body_v[0]; }
712     // inline double get_Q_dot_body() const { return omega_dot_body_v[1]; }
713     // inline double get_R_dot_body() const { return omega_dot_body_v[2]; }
714     /* inline void set_Accels_Omega( double p, double q, double r ) {
715         omega_dot_body_v[0] = p;
716         omega_dot_body_v[1] = q;
717         omega_dot_body_v[2] = r;
718     } */
719
720
721     // ========== Velocities ==========
722
723     // inline double * get_V_local_v() { return v_local_v; }
724     inline double get_V_north() const { return v_local_v[0]; }
725     inline double get_V_east() const { return v_local_v[1]; }
726     inline double get_V_down() const { return v_local_v[2]; }
727     inline double get_uBody () const { return v_wind_body_v[0]; }
728     inline double get_vBody () const { return v_wind_body_v[1]; }
729     inline double get_wBody () const { return v_wind_body_v[2]; }
730
731     // Please dont comment these out. fdm=ada uses these (see
732     // cockpit.cxx) --->
733     inline double * get_V_local_rel_ground_v() {
734         return v_local_rel_ground_v;
735     }
736     inline double get_V_north_rel_ground() const {
737         return v_local_rel_ground_v[0];
738     }
739     inline double get_V_east_rel_ground() const {
740         return v_local_rel_ground_v[1];
741     }
742     inline double get_V_down_rel_ground() const {
743         return v_local_rel_ground_v[2];
744     }
745     // <--- fdm=ada uses these (see cockpit.cxx)
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() * SGD_RADIANS_TO_DEGREES;
871     }
872     inline double get_Longitude_deg () const {
873       return get_Longitude() * SGD_RADIANS_TO_DEGREES;
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() * SGD_RADIANS_TO_DEGREES; }
881     inline double get_Theta_deg () const { return get_Theta() * SGD_RADIANS_TO_DEGREES; }
882     inline double get_Psi_deg () const { return get_Psi() * SGD_RADIANS_TO_DEGREES; }
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_Alpha_deg() const { return alpha * SGD_RADIANS_TO_DEGREES; }
928     inline double get_Beta() const { return beta; }
929     inline double get_Beta_deg() const { return beta * SGD_RADIANS_TO_DEGREES; }
930     inline double get_Alpha_dot() const { return alpha_dot; }
931     // inline void set_Alpha_dot( double ad ) { alpha_dot = ad; }
932     inline double get_Beta_dot() const { return beta_dot; }
933     // inline void set_Beta_dot( double bd ) { beta_dot = bd; }
934
935     // inline double get_Cos_alpha() const { return cos_alpha; }
936     // inline void set_Cos_alpha( double ca ) { cos_alpha = ca; }
937     // inline double get_Sin_alpha() const { return sin_alpha; }
938     // inline void set_Sin_alpha( double sa ) { sin_alpha = sa; }
939     // inline double get_Cos_beta() const { return cos_beta; }
940     // inline void set_Cos_beta( double cb ) { cos_beta = cb; }
941     // inline double get_Sin_beta() const { return sin_beta; }
942     // inline void set_Sin_beta( double sb ) { sin_beta = sb; }
943
944     inline double get_Cos_phi() const { return cos_phi; }
945     // inline double get_Sin_phi() const { return sin_phi; }
946     // inline void set_Sin_phi( double sp ) { sin_phi = sp; }
947     inline double get_Cos_theta() const { return cos_theta; }
948     // inline double get_Sin_theta() const { return sin_theta; }
949     // inline void set_Sin_theta( double st ) { sin_theta = st; }
950     // inline double get_Cos_psi() const { return cos_psi; }
951     // inline void set_Cos_psi( double cp ) { cos_psi = cp; }
952     // inline double get_Sin_psi() const { return sin_psi; }
953     // inline void set_Sin_psi( double sp ) { sin_psi = sp; }
954
955     inline double get_Gamma_vert_rad() const { return gamma_vert_rad; }
956     // inline double get_Gamma_horiz_rad() const { return gamma_horiz_rad; }
957     // inline void set_Gamma_horiz_rad( double gh ) { gamma_horiz_rad = gh; }
958
959     // inline double get_Sigma() const { return sigma; }
960     // inline void set_Sigma( double s ) { sigma = s; }
961     inline double get_Density() const { return density; }
962     // inline double get_V_sound() const { return v_sound; }
963     // inline void set_V_sound( double v ) { v_sound = v; }
964     inline double get_Mach_number() const { return mach_number; }
965
966     inline double get_Static_pressure() const { return static_pressure; }
967     inline double get_Total_pressure() const { return total_pressure; }
968     // inline void set_Total_pressure( double tp ) { total_pressure = tp; }
969     // inline double get_Impact_pressure() const { return impact_pressure; }
970     // inline void set_Impact_pressure( double ip ) { impact_pressure = ip; }
971     inline double get_Dynamic_pressure() const { return dynamic_pressure; }
972     // inline void set_Dynamic_pressure( double dp ) { dynamic_pressure = dp; }
973
974     inline double get_Static_temperature() const { return static_temperature; }
975     inline double get_Total_temperature() const { return total_temperature; }
976     // inline void set_Total_temperature( double t ) { total_temperature = t; }
977
978     inline double get_Sea_level_radius() const { return sea_level_radius; }
979     inline double get_Earth_position_angle() const {
980         return earth_position_angle;
981     }
982
983     inline double get_Runway_altitude() const { return runway_altitude; }
984     // inline double get_Runway_latitude() const { return runway_latitude; }
985     // inline void set_Runway_latitude( double lat ) { runway_latitude = lat; }
986     // inline double get_Runway_longitude() const { return runway_longitude; }
987     // inline void set_Runway_longitude( double lon ) {
988     //   runway_longitude = lon;
989     // }
990     // inline double get_Runway_heading() const { return runway_heading; }
991     // inline void set_Runway_heading( double h ) { runway_heading = h; }
992
993     // inline double get_Radius_to_rwy() const { return radius_to_rwy; }
994     // inline void set_Radius_to_rwy( double r ) { radius_to_rwy = r; }
995
996     // inline double * get_D_cg_rwy_local_v() { return d_cg_rwy_local_v; }
997     // inline double get_D_cg_north_of_rwy() const {
998     //   return d_cg_rwy_local_v[0];
999     // }
1000     // inline double get_D_cg_east_of_rwy() const {
1001     //   return d_cg_rwy_local_v[1];
1002     // }
1003     // inline double get_D_cg_above_rwy() const { return d_cg_rwy_local_v[2]; }
1004     /* inline void set_CG_Rwy_Local( double north, double east, double above )
1005     {
1006         d_cg_rwy_local_v[0] = north;
1007         d_cg_rwy_local_v[1] = east;
1008         d_cg_rwy_local_v[2] = above;
1009     } */
1010
1011     // inline double * get_D_cg_rwy_rwy_v() { return d_cg_rwy_rwy_v; }
1012     // inline double get_X_cg_rwy() const { return d_cg_rwy_rwy_v[0]; }
1013     // inline double get_Y_cg_rwy() const { return d_cg_rwy_rwy_v[1]; }
1014     // inline double get_H_cg_rwy() const { return d_cg_rwy_rwy_v[2]; }
1015     /* inline void set_CG_Rwy_Rwy( double x, double y, double h )
1016     {
1017         d_cg_rwy_rwy_v[0] = x;
1018         d_cg_rwy_rwy_v[1] = y;
1019         d_cg_rwy_rwy_v[2] = h;
1020     } */
1021
1022     // inline double * get_D_pilot_rwy_local_v() { return d_pilot_rwy_local_v; }
1023     // inline double get_D_pilot_north_of_rwy() const {
1024     //   return d_pilot_rwy_local_v[0];
1025     // }
1026     // inline double get_D_pilot_east_of_rwy() const {
1027     //   return d_pilot_rwy_local_v[1];
1028     // }
1029     // inline double get_D_pilot_above_rwy() const {
1030     //   return d_pilot_rwy_local_v[2];
1031     // }
1032     /* inline void set_Pilot_Rwy_Local( double north, double east, double above )
1033     {
1034         d_pilot_rwy_local_v[0] = north;
1035         d_pilot_rwy_local_v[1] = east;
1036         d_pilot_rwy_local_v[2] = above;
1037     } */
1038
1039     // inline double * get_D_pilot_rwy_rwy_v() { return d_pilot_rwy_rwy_v; }
1040     // inline double get_X_pilot_rwy() const { return d_pilot_rwy_rwy_v[0]; }
1041     // inline double get_Y_pilot_rwy() const { return d_pilot_rwy_rwy_v[1]; }
1042     // inline double get_H_pilot_rwy() const { return d_pilot_rwy_rwy_v[2]; }
1043     /* inline void set_Pilot_Rwy_Rwy( double x, double y, double h )
1044     {
1045         d_pilot_rwy_rwy_v[0] = x;
1046         d_pilot_rwy_rwy_v[1] = y;
1047         d_pilot_rwy_rwy_v[2] = h;
1048     } */
1049
1050     inline double get_Climb_Rate() const { return climb_rate; }
1051
1052     // inline SGTimeStamp get_time_stamp() const { return valid_stamp; }
1053     // inline void stamp_time() { valid_stamp = next_stamp; next_stamp.stamp(); }
1054
1055     // Extrapolate FDM based on time_offset (in usec)
1056     void extrapolate( int time_offset );
1057
1058     // sin/cos lat_geocentric
1059     inline double get_sin_lat_geocentric(void) const {
1060         return sin_lat_geocentric;
1061     }
1062     inline double get_cos_lat_geocentric(void) const {
1063         return cos_lat_geocentric;
1064     }
1065
1066     inline double get_sin_longitude(void) const {
1067         return sin_longitude;
1068     }
1069     inline double get_cos_longitude(void) const {
1070         return cos_longitude;
1071     }
1072
1073     inline double get_sin_latitude(void) const {
1074         return sin_latitude;
1075     }
1076     inline double get_cos_latitude(void) const {
1077         return cos_latitude;
1078     }
1079
1080     // Auxilliary variables
1081     inline double get_daux( int n ) const { return daux[n]; }
1082     inline float  get_faux( int n ) const { return faux[n]; }
1083     inline int    get_iaux( int n ) const { return iaux[n]; }
1084
1085     // Model tied to FDM
1086     FGAircraftModel * getACModel() const { return _acmodel; }
1087
1088     // Note that currently this is the "same" value runway altitude...
1089     inline double get_ground_elev_ft() const { return runway_altitude; }
1090
1091 };
1092
1093
1094 typedef list < FGInterface > fdm_state_list;
1095 typedef fdm_state_list::iterator fdm_state_list_iterator;
1096 typedef fdm_state_list::const_iterator const_fdm_state_list_iterator;
1097
1098
1099 extern FGInterface * cur_fdm_state;
1100
1101
1102 // General interface to the flight model routines
1103
1104
1105 // Toggle data logging on/off
1106 void fgToggleFDMdataLogging(void);
1107
1108
1109 #endif // _FLIGHT_HXX