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