src/FDM/flight.hxx

   1 // flight.hxx -- define shared flight model parameters
   2 //
   3 // Written by Curtis Olson, started May 1997.
   4 //
   5 // Copyright (C) 1997  Curtis L. Olson  - curt@infoplane.com
   6 //
   7 // This program is free software; you can redistribute it and/or
   8 // modify it under the terms of the GNU General Public License as
   9 // published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
  10 // License, or (at your option) any later version.
  11 //
  12 // This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  13 // WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15 // General Public License for more details.
  16 //
  17 // You should have received a copy of the GNU General Public License
  18 // along with this program; if not, write to the Free Software
  19 // Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  20 //
  21 // $Id$
  22
  23
  24 #ifndef _FLIGHT_HXX
  25 #define _FLIGHT_HXX
  26
  27
  28 #ifndef __cplusplus
  29 # error This library requires C++
  30 #endif
  31
  32
  33 /* Required get_()
  34
  35    `FGInterface::get_Longitude ()'
  36    `FGInterface::get_Latitude ()'
  37    `FGInterface::get_Altitude ()'
  38    `FGInterface::get_Phi ()'
  39    `FGInterface::get_Theta ()'
  40    `FGInterface::get_Psi ()'
  41    `FGInterface::get_V_equiv_kts ()'
  42
  43    `FGInterface::get_Mass ()'
  44    `FGInterface::get_I_xx ()'
  45    `FGInterface::get_I_yy ()'
  46    `FGInterface::get_I_zz ()'
  47    `FGInterface::get_I_xz ()'
  48
  49    `FGInterface::get_V_north ()'
  50    `FGInterface::get_V_east ()'
  51    `FGInterface::get_V_down ()'
  52
  53    `FGInterface::get_P_Body ()'
  54    `FGInterface::get_Q_Body ()'
  55    `FGInterface::get_R_Body ()'
  56
  57    `FGInterface::get_Gamma_vert_rad ()'
  58    `FGInterface::get_Climb_Rate ()'
  59    `FGInterface::get_Alpha ()'
  60    `FGInterface::get_Beta ()'
  61
  62    `FGInterface::get_Runway_altitude ()'
  63
  64    `FGInterface::get_Lon_geocentric ()'
  65    `FGInterface::get_Lat_geocentric ()'
  66    `FGInterface::get_Sea_level_radius ()'
  67    `FGInterface::get_Earth_position_angle ()'
  68
  69    `FGInterface::get_Latitude_dot()'
  70    `FGInterface::get_Longitude_dot()'
  71    `FGInterface::get_Radius_dot()'
  72
  73    `FGInterface::get_Dx_cg ()'
  74    `FGInterface::get_Dy_cg ()'
  75    `FGInterface::get_Dz_cg ()'
  76
  77    `FGInterface::get_T_local_to_body_11 ()' ... `FGInterface::get_T_local_to_body_33 ()'
  78
  79    `FGInterface::get_Radius_to_vehicle ()'
  80
  81  */
  82
  83
  84 #include <simgear/compiler.h>
  85
  86 #include <math.h>
  87
  88 #include <list>
  89 #include <vector>
  90
  91 #include <Time/timestamp.hxx>
  92
  93 FG_USING_STD(list);
  94 FG_USING_STD(vector);
  95
  96
  97 typedef double FG_VECTOR_3[3];
  98
  99
 100 class FGEngInterface {
 101
 102 private:
 103
 104     // inputs
 105     double Throttle;
 106     double Mixture;
 107     double Prop_Advance;
 108
 109     // outputs
 110     double RPM;
 111     double Manifold_Pressure;
 112     double MaxHP;
 113     double Percentage_Power;
 114     double EGT;
 115     double prop_thrust;
 116
 117 public:
 118
 119     inline double get_Throttle() const { return Throttle; }
 120     inline double get_Mixture() const { return Mixture; }
 121     inline double get_Prop_Advance() const { return Prop_Advance; }
 122     inline double get_RPM() const { return RPM; }
 123     inline double get_Manifold_Pressure() const { return Manifold_Pressure; }
 124     inline double get_MaxHP() const { return MaxHP; }
 125     inline double get_Percentage_Power() const { return Percentage_Power; }
 126     inline double get_EGT() const { return EGT; }
 127     inline double get_prop_thrust() const { return prop_thrust; }
 128
 129     inline void set_Throttle( double t ) { Throttle = t; }
 130     inline void set_Mixture( double m ) { Mixture = m; }
 131     inline void set_Prop_Advance( double p ) { Prop_Advance = p; }
 132     inline void set_RPM( double r ) { RPM = r; }
 133     inline void set_Manifold_Pressure( double mp ) { Manifold_Pressure = mp; }
 134     inline void set_MaxHP( double hp ) { MaxHP = hp; }
 135     inline void set_Percentage_Power( double p ) { Percentage_Power = p; }
 136     inline void set_EGT( double e ) { EGT = e; }
 137     inline void set_prop_thrust( double t ) { prop_thrust = t; }
 138
 139 };
 140
 141 typedef vector < FGEngInterface > engine_list;
 142
 143
 144 // This is based heavily on LaRCsim/ls_generic.h
 145 class FGInterface {
 146
 147 private:
 148
 149     // Pilot location rel to ref pt
 150     FG_VECTOR_3 d_pilot_rp_body_v;
 151
 152     // CG position w.r.t. ref. point
 153     FG_VECTOR_3 d_cg_rp_body_v;
 154
 155     // Forces
 156     FG_VECTOR_3 f_body_total_v;
 157     FG_VECTOR_3 f_local_total_v;
 158     FG_VECTOR_3 f_aero_v;
 159     FG_VECTOR_3 f_engine_v;
 160     FG_VECTOR_3 f_gear_v;
 161
 162     // Moments
 163     FG_VECTOR_3 m_total_rp_v;
 164     FG_VECTOR_3 m_total_cg_v;
 165     FG_VECTOR_3 m_aero_v;
 166     FG_VECTOR_3 m_engine_v;
 167     FG_VECTOR_3 m_gear_v;
 168
 169     // Accelerations
 170     FG_VECTOR_3 v_dot_local_v;
 171     FG_VECTOR_3 v_dot_body_v;
 172     FG_VECTOR_3 a_cg_body_v;
 173     FG_VECTOR_3 a_pilot_body_v;
 174     FG_VECTOR_3 n_cg_body_v;
 175     FG_VECTOR_3 n_pilot_body_v;
 176     FG_VECTOR_3 omega_dot_body_v;
 177
 178     // Velocities
 179     FG_VECTOR_3 v_local_v;
 180     FG_VECTOR_3 v_local_rel_ground_v; // V rel w.r.t. earth surface
 181     FG_VECTOR_3 v_local_airmass_v;    // velocity of airmass (steady winds)
 182     FG_VECTOR_3 v_local_rel_airmass_v;  // velocity of veh. relative to airmass
 183     FG_VECTOR_3 v_local_gust_v;       // linear turbulence components, L frame
 184     FG_VECTOR_3 v_wind_body_v;        // Wind-relative velocities in body axis
 185
 186     FG_VECTOR_3 omega_body_v;         // Angular B rates
 187     FG_VECTOR_3 omega_local_v;        // Angular L rates
 188     FG_VECTOR_3 omega_total_v;        // Diff btw B & L
 189     FG_VECTOR_3 euler_rates_v;
 190     FG_VECTOR_3 geocentric_rates_v;   // Geocentric linear velocities
 191
 192     // Positions
 193     FG_VECTOR_3 geocentric_position_v;
 194     FG_VECTOR_3 geodetic_position_v;
 195     FG_VECTOR_3 euler_angles_v;
 196
 197     // Miscellaneous Quantities
 198     FG_VECTOR_3 d_cg_rwy_local_v;     // CG rel. to rwy in local coords
 199     FG_VECTOR_3 d_cg_rwy_rwy_v;       // CG relative to rwy, in rwy coordinates
 200     FG_VECTOR_3 d_pilot_rwy_local_v;  // pilot rel. to rwy in local coords
 201     FG_VECTOR_3 d_pilot_rwy_rwy_v;    // pilot rel. to rwy, in rwy coords.
 202
 203     // Inertias
 204     double mass, i_xx, i_yy, i_zz, i_xz;
 205
 206     // Normal Load Factor
 207     double nlf;
 208
 209     // Velocities
 210     double v_rel_wind, v_true_kts, v_rel_ground, v_inertial;
 211     double v_ground_speed, v_equiv, v_equiv_kts;
 212     double v_calibrated, v_calibrated_kts;
 213
 214     // Miscellaneious Quantities
 215     double t_local_to_body_m[3][3];   // Transformation matrix L to B
 216     double gravity;                   // Local acceleration due to G
 217     double centrifugal_relief;        // load factor reduction due to speed
 218     double alpha, beta, alpha_dot, beta_dot;  // in radians
 219     double cos_alpha, sin_alpha, cos_beta, sin_beta;
 220     double cos_phi, sin_phi, cos_theta, sin_theta, cos_psi, sin_psi;
 221     double gamma_vert_rad, gamma_horiz_rad;  // Flight path angles
 222     double sigma, density, v_sound, mach_number;
 223     double static_pressure, total_pressure, impact_pressure;
 224     double dynamic_pressure;
 225     double static_temperature, total_temperature;
 226     double sea_level_radius, earth_position_angle;
 227     double runway_altitude, runway_latitude, runway_longitude;
 228     double runway_heading;
 229     double radius_to_rwy;
 230     double climb_rate;                // in feet per second
 231     double sin_lat_geocentric, cos_lat_geocentric;
 232     double sin_longitude, cos_longitude;
 233     double sin_latitude, cos_latitude;
 234
 235     // Engine list
 236     engine_list engines;
 237
 238     FGTimeStamp valid_stamp;          // time this record is valid
 239     FGTimeStamp next_stamp;           // time this record is valid
 240
 241 public:
 242
 243     FGInterface(void);
 244     virtual ~FGInterface();
 245
 246     virtual bool init( double dt );
 247     virtual bool update( int multi_loop );
 248
 249     // Define the various supported flight models (many not yet implemented)
 250     enum {
 251         // Magic Carpet mode
 252         FG_MAGICCARPET = 0,
 253
 254         // The NASA LaRCsim (Navion) flight model
 255         FG_LARCSIM = 1,
 256
 257         // Jon S. Berndt's new FDM written from the ground up in C++
 258         FG_JSBSIM = 2,
 259
 260         // Christian's hot air balloon simulation
 261         FG_BALLOONSIM = 3,
 262
 263         // AEronautical DEvelopment AGEncy, Bangalore India
 264         FG_ADA = 4,
 265
 266         // The following aren't implemented but are here to spark
 267         // thoughts and discussions, and maybe even action.
 268         FG_ACM = 5,
 269         FG_SUPER_SONIC = 6,
 270         FG_HELICOPTER = 7,
 271         FG_AUTOGYRO = 8,
 272         FG_PARACHUTE = 9,
 273
 274         // Driven externally via a serial port, net, file, etc.
 275         FG_EXTERNAL = 10
 276     };
 277
 278     // ========== Mass properties and geometry values ==========
 279
 280     // Inertias
 281     inline double get_Mass() const { return mass; }
 282     inline double get_I_xx() const { return i_xx; }
 283     inline double get_I_yy() const { return i_yy; }
 284     inline double get_I_zz() const { return i_zz; }
 285     inline double get_I_xz() const { return i_xz; }
 286     inline void set_Inertias( double m, double xx, double yy,
 287                               double zz, double xz)
 288     {
 289         mass = m;
 290         i_xx = xx;
 291         i_yy = yy;
 292         i_zz = zz;
 293         i_xz = xz;
 294     }
 295
 296     // Pilot location rel to ref pt
 297     // inline double * get_D_pilot_rp_body_v() {
 298     //  return d_pilot_rp_body_v;
 299     // }
 300     // inline double get_Dx_pilot() const { return d_pilot_rp_body_v[0]; }
 301     // inline double get_Dy_pilot() const { return d_pilot_rp_body_v[1]; }
 302     // inline double get_Dz_pilot() const { return d_pilot_rp_body_v[2]; }
 303     /* inline void set_Pilot_Location( double dx, double dy, double dz ) {
 304         d_pilot_rp_body_v[0] = dx;
 305         d_pilot_rp_body_v[1] = dy;
 306         d_pilot_rp_body_v[2] = dz;
 307     } */
 308
 309     // CG position w.r.t. ref. point
 310     // inline double * get_D_cg_rp_body_v() { return d_cg_rp_body_v; }
 311     inline double get_Dx_cg() const { return d_cg_rp_body_v[0]; }
 312     inline double get_Dy_cg() const { return d_cg_rp_body_v[1]; }
 313     inline double get_Dz_cg() const { return d_cg_rp_body_v[2]; }
 314     inline void set_CG_Position( double dx, double dy, double dz ) {
 315         d_cg_rp_body_v[0] = dx;
 316         d_cg_rp_body_v[1] = dy;
 317         d_cg_rp_body_v[2] = dz;
 318     }
 319
 320     // ========== Forces ==========
 321
 322     // inline double * get_F_body_total_v() { return f_body_total_v; }
 323     // inline double get_F_X() const { return f_body_total_v[0]; }
 324     // inline double get_F_Y() const { return f_body_total_v[1]; }
 325     // inline double get_F_Z() const { return f_body_total_v[2]; }
 326     /* inline void set_Forces_Body_Total( double x, double y, double z ) {
 327         f_body_total_v[0] = x;
 328         f_body_total_v[1] = y;
 329         f_body_total_v[2] = z;
 330     } */
 331
 332     // inline double * get_F_local_total_v() { return f_local_total_v; }
 333     // inline double get_F_north() const { return f_local_total_v[0]; }
 334     // inline double get_F_east() const { return f_local_total_v[1]; }
 335     // inline double get_F_down() const { return f_local_total_v[2]; }
 336     /* inline void set_Forces_Local_Total( double x, double y, double z ) {
 337         f_local_total_v[0] = x;
 338         f_local_total_v[1] = y;
 339         f_local_total_v[2] = z;
 340     } */
 341
 342     // inline double * get_F_aero_v() { return f_aero_v; }
 343     // inline double get_F_X_aero() const { return f_aero_v[0]; }
 344     // inline double get_F_Y_aero() const { return f_aero_v[1]; }
 345     // inline double get_F_Z_aero() const { return f_aero_v[2]; }
 346     /* inline void set_Forces_Aero( double x, double y, double z ) {
 347         f_aero_v[0] = x;
 348         f_aero_v[1] = y;
 349         f_aero_v[2] = z;
 350     } */
 351
 352     // inline double * get_F_engine_v() { return f_engine_v; }
 353     // inline double get_F_X_engine() const { return f_engine_v[0]; }
 354     // inline double get_F_Y_engine() const { return f_engine_v[1]; }
 355     // inline double get_F_Z_engine() const { return f_engine_v[2]; }
 356     /* inline void set_Forces_Engine( double x, double y, double z ) {
 357         f_engine_v[0] = x;
 358         f_engine_v[1] = y;
 359         f_engine_v[2] = z;
 360     } */
 361
 362     // inline double * get_F_gear_v() { return f_gear_v; }
 363     // inline double get_F_X_gear() const { return f_gear_v[0]; }
 364     // inline double get_F_Y_gear() const { return f_gear_v[1]; }
 365     // inline double get_F_Z_gear() const { return f_gear_v[2]; }
 366     /* inline void set_Forces_Gear( double x, double y, double z ) {
 367         f_gear_v[0] = x;
 368         f_gear_v[1] = y;
 369         f_gear_v[2] = z;
 370     } */
 371
 372     // ========== Moments ==========
 373
 374     // inline double * get_M_total_rp_v() { return m_total_rp_v; }
 375     // inline double get_M_l_rp() const { return m_total_rp_v[0]; }
 376     // inline double get_M_m_rp() const { return m_total_rp_v[1]; }
 377     // inline double get_M_n_rp() const { return m_total_rp_v[2]; }
 378     /* inline void set_Moments_Total_RP( double l, double m, double n ) {
 379         m_total_rp_v[0] = l;
 380         m_total_rp_v[1] = m;
 381         m_total_rp_v[2] = n;
 382     } */
 383
 384     // inline double * get_M_total_cg_v() { return m_total_cg_v; }
 385     // inline double get_M_l_cg() const { return m_total_cg_v[0]; }
 386     // inline double get_M_m_cg() const { return m_total_cg_v[1]; }
 387     // inline double get_M_n_cg() const { return m_total_cg_v[2]; }
 388     /* inline void set_Moments_Total_CG( double l, double m, double n ) {
 389         m_total_cg_v[0] = l;
 390         m_total_cg_v[1] = m;
 391         m_total_cg_v[2] = n;
 392     } */
 393
 394     // inline double * get_M_aero_v() { return m_aero_v; }
 395     // inline double get_M_l_aero() const { return m_aero_v[0]; }
 396     // inline double get_M_m_aero() const { return m_aero_v[1]; }
 397     // inline double get_M_n_aero() const { return m_aero_v[2]; }
 398     /* inline void set_Moments_Aero( double l, double m, double n ) {
 399         m_aero_v[0] = l;
 400         m_aero_v[1] = m;
 401         m_aero_v[2] = n;
 402     } */
 403
 404     // inline double * get_M_engine_v() { return m_engine_v; }
 405     // inline double get_M_l_engine() const { return m_engine_v[0]; }
 406     // inline double get_M_m_engine() const { return m_engine_v[1]; }
 407     // inline double get_M_n_engine() const { return m_engine_v[2]; }
 408     /* inline void set_Moments_Engine( double l, double m, double n ) {
 409         m_engine_v[0] = l;
 410         m_engine_v[1] = m;
 411         m_engine_v[2] = n;
 412     } */
 413
 414     // inline double * get_M_gear_v() { return m_gear_v; }
 415     // inline double get_M_l_gear() const { return m_gear_v[0]; }
 416     // inline double get_M_m_gear() const { return m_gear_v[1]; }
 417     // inline double get_M_n_gear() const { return m_gear_v[2]; }
 418     /* inline void set_Moments_Gear( double l, double m, double n ) {
 419         m_gear_v[0] = l;
 420         m_gear_v[1] = m;
 421         m_gear_v[2] = n;
 422     } */
 423
 424     // ========== Accelerations ==========
 425
 426     // inline double * get_V_dot_local_v() { return v_dot_local_v; }
 427     inline double get_V_dot_north() const { return v_dot_local_v[0]; }
 428     inline double get_V_dot_east() const { return v_dot_local_v[1]; }
 429     inline double get_V_dot_down() const { return v_dot_local_v[2]; }
 430     inline void set_Accels_Local( double north, double east, double down ) {
 431         v_dot_local_v[0] = north;
 432         v_dot_local_v[1] = east;
 433         v_dot_local_v[2] = down;
 434     }
 435
 436     // inline double * get_V_dot_body_v() { return v_dot_body_v; }
 437     inline double get_U_dot_body() const { return v_dot_body_v[0]; }
 438     inline double get_V_dot_body() const { return v_dot_body_v[1]; }
 439     inline double get_W_dot_body() const { return v_dot_body_v[2]; }
 440     inline void set_Accels_Body( double u, double v, double w ) {
 441         v_dot_body_v[0] = u;
 442         v_dot_body_v[1] = v;
 443         v_dot_body_v[2] = w;
 444     }
 445
 446     // inline double * get_A_cg_body_v() { return a_cg_body_v; }
 447     inline double get_A_X_cg() const { return a_cg_body_v[0]; }
 448     inline double get_A_Y_cg() const { return a_cg_body_v[1]; }
 449     inline double get_A_Z_cg() const { return a_cg_body_v[2]; }
 450     inline void set_Accels_CG_Body( double x, double y, double z ) {
 451         a_cg_body_v[0] = x;
 452         a_cg_body_v[1] = y;
 453         a_cg_body_v[2] = z;
 454     }
 455
 456     // inline double * get_A_pilot_body_v() { return a_pilot_body_v; }
 457     inline double get_A_X_pilot() const { return a_pilot_body_v[0]; }
 458     inline double get_A_Y_pilot() const { return a_pilot_body_v[1]; }
 459     inline double get_A_Z_pilot() const { return a_pilot_body_v[2]; }
 460     inline void set_Accels_Pilot_Body( double x, double y, double z ) {
 461         a_pilot_body_v[0] = x;
 462         a_pilot_body_v[1] = y;
 463         a_pilot_body_v[2] = z;
 464     }
 465
 466     // inline double * get_N_cg_body_v() { return n_cg_body_v; }
 467     inline double get_N_X_cg() const { return n_cg_body_v[0]; }
 468     inline double get_N_Y_cg() const { return n_cg_body_v[1]; }
 469     inline double get_N_Z_cg() const { return n_cg_body_v[2]; }
 470     inline void set_Accels_CG_Body_N( double x, double y, double z ) {
 471         n_cg_body_v[0] = x;
 472         n_cg_body_v[1] = y;
 473         n_cg_body_v[2] = z;
 474     }
 475
 476     // inline double * get_N_pilot_body_v() { return n_pilot_body_v; }
 477     // inline double get_N_X_pilot() const { return n_pilot_body_v[0]; }
 478     // inline double get_N_Y_pilot() const { return n_pilot_body_v[1]; }
 479     // inline double get_N_Z_pilot() const { return n_pilot_body_v[2]; }
 480     // inline void set_Accels_Pilot_Body_N( double x, double y, double z ) {
 481     //    n_pilot_body_v[0] = x;
 482     //    n_pilot_body_v[1] = y;
 483     //    n_pilot_body_v[2] = z;
 484     // }
 485
 486     double get_Nlf(void) { return nlf; }
 487     void set_Nlf(double n) { nlf=n;  }
 488
 489     // inline double * get_Omega_dot_body_v() { return omega_dot_body_v; }
 490     // inline double get_P_dot_body() const { return omega_dot_body_v[0]; }
 491     // inline double get_Q_dot_body() const { return omega_dot_body_v[1]; }
 492     // inline double get_R_dot_body() const { return omega_dot_body_v[2]; }
 493     /* inline void set_Accels_Omega( double p, double q, double r ) {
 494         omega_dot_body_v[0] = p;
 495         omega_dot_body_v[1] = q;
 496         omega_dot_body_v[2] = r;
 497     } */
 498
 499
 500     // ========== Velocities ==========
 501
 502     // inline double * get_V_local_v() { return v_local_v; }
 503     inline double get_V_north() const { return v_local_v[0]; }
 504     inline double get_V_east() const { return v_local_v[1]; }
 505     inline double get_V_down() const { return v_local_v[2]; }
 506     inline void set_Velocities_Local( double north, double east, double down ) {
 507         v_local_v[0] = north;
 508         v_local_v[1] = east;
 509         v_local_v[2] = down;
 510     }
 511
 512     // inline double * get_V_local_rel_ground_v() {
 513     //     return v_local_rel_ground_v;
 514     // }
 515     inline double get_V_north_rel_ground() const {
 516         return v_local_rel_ground_v[0];
 517     }
 518     inline double get_V_east_rel_ground() const {
 519         return v_local_rel_ground_v[1];
 520     }
 521     inline double get_V_down_rel_ground() const {
 522         return v_local_rel_ground_v[2];
 523     }
 524     inline void set_Velocities_Ground(double north, double east, double down) {
 525         v_local_rel_ground_v[0] = north;
 526         v_local_rel_ground_v[1] = east;
 527         v_local_rel_ground_v[2] = down;
 528     }
 529
 530     // inline double * get_V_local_airmass_v() { return v_local_airmass_v; }
 531     inline double get_V_north_airmass() const { return v_local_airmass_v[0]; }
 532     inline double get_V_east_airmass() const { return v_local_airmass_v[1]; }
 533     inline double get_V_down_airmass() const { return v_local_airmass_v[2]; }
 534     inline void set_Velocities_Local_Airmass( double north, double east,
 535                                               double down)
 536     {
 537         v_local_airmass_v[0] = north;
 538         v_local_airmass_v[1] = east;
 539         v_local_airmass_v[2] = down;
 540     }
 541
 542     // airmass
 543     // inline double * get_V_local_rel_airmass_v() {
 544     //   return v_local_rel_airmass_v;
 545     // }
 546     // inline double get_V_north_rel_airmass() const {
 547     //   return v_local_rel_airmass_v[0];
 548     // }
 549     // inline double get_V_east_rel_airmass() const {
 550     //   return v_local_rel_airmass_v[1];
 551     // }
 552     // inline double get_V_down_rel_airmass() const {
 553     //   return v_local_rel_airmass_v[2];
 554     // }
 555     /* inline void set_Velocities_Local_Rel_Airmass( double north, double east,
 556                                                   double down)
 557     {
 558         v_local_rel_airmass_v[0] = north;
 559         v_local_rel_airmass_v[1] = east;
 560         v_local_rel_airmass_v[2] = down;
 561     } */
 562
 563     // inline double * get_V_local_gust_v() { return v_local_gust_v; }
 564     // inline double get_U_gust() const { return v_local_gust_v[0]; }
 565     // inline double get_V_gust() const { return v_local_gust_v[1]; }
 566     // inline double get_W_gust() const { return v_local_gust_v[2]; }
 567     /* inline void set_Velocities_Gust( double u, double v, double w)
 568     {
 569         v_local_gust_v[0] = u;
 570         v_local_gust_v[1] = v;
 571         v_local_gust_v[2] = w;
 572     } */
 573
 574     // inline double * get_V_wind_body_v() { return v_wind_body_v; }
 575     inline double get_U_body() const { return v_wind_body_v[0]; }
 576     inline double get_V_body() const { return v_wind_body_v[1]; }
 577     inline double get_W_body() const { return v_wind_body_v[2]; }
 578     inline void set_Velocities_Wind_Body( double u, double v, double w) {
 579         v_wind_body_v[0] = u;
 580         v_wind_body_v[1] = v;
 581         v_wind_body_v[2] = w;
 582     }
 583
 584     // inline double get_V_rel_wind() const { return v_rel_wind; }
 585     // inline void set_V_rel_wind(double wind) { v_rel_wind = wind; }
 586
 587     // inline double get_V_true_kts() const { return v_true_kts; }
 588     // inline void set_V_true_kts(double kts) { v_true_kts = kts; }
 589
 590     // inline double get_V_rel_ground() const { return v_rel_ground; }
 591     // inline void set_V_rel_ground( double v ) { v_rel_ground = v; }
 592
 593     // inline double get_V_inertial() const { return v_inertial; }
 594     // inline void set_V_inertial(double v) { v_inertial = v; }
 595
 596     inline double get_V_ground_speed() const { return v_ground_speed; }
 597     inline void set_V_ground_speed( double v) { v_ground_speed = v; }
 598
 599     // inline double get_V_equiv() const { return v_equiv; }
 600     // inline void set_V_equiv( double v ) { v_equiv = v; }
 601
 602     inline double get_V_equiv_kts() const { return v_equiv_kts; }
 603     inline void set_V_equiv_kts( double kts ) { v_equiv_kts = kts; }
 604
 605     //inline double get_V_calibrated() const { return v_calibrated; }
 606     //inline void set_V_calibrated( double v ) { v_calibrated = v; }
 607
 608     inline double get_V_calibrated_kts() const { return v_calibrated_kts; }
 609     inline void set_V_calibrated_kts( double kts ) { v_calibrated_kts = kts; }
 610
 611     // inline double * get_Omega_body_v() { return omega_body_v; }
 612     inline double get_P_body() const { return omega_body_v[0]; }
 613     inline double get_Q_body() const { return omega_body_v[1]; }
 614     inline double get_R_body() const { return omega_body_v[2]; }
 615     inline void set_Omega_Body( double p, double q, double r ) {
 616         omega_body_v[0] = p;
 617         omega_body_v[1] = q;
 618         omega_body_v[2] = r;
 619     }
 620
 621     // inline double * get_Omega_local_v() { return omega_local_v; }
 622     // inline double get_P_local() const { return omega_local_v[0]; }
 623     // inline double get_Q_local() const { return omega_local_v[1]; }
 624     // inline double get_R_local() const { return omega_local_v[2]; }
 625     /* inline void set_Omega_Local( double p, double q, double r ) {
 626         omega_local_v[0] = p;
 627         omega_local_v[1] = q;
 628         omega_local_v[2] = r;
 629     } */
 630
 631     // inline double * get_Omega_total_v() { return omega_total_v; }
 632     // inline double get_P_total() const { return omega_total_v[0]; }
 633     // inline double get_Q_total() const { return omega_total_v[1]; }
 634     // inline double get_R_total() const { return omega_total_v[2]; }
 635     /* inline void set_Omega_Total( double p, double q, double r ) {
 636         omega_total_v[0] = p;
 637         omega_total_v[1] = q;
 638         omega_total_v[2] = r;
 639     } */
 640
 641     // inline double * get_Euler_rates_v() { return euler_rates_v; }
 642     inline double get_Phi_dot() const { return euler_rates_v[0]; }
 643     inline double get_Theta_dot() const { return euler_rates_v[1]; }
 644     inline double get_Psi_dot() const { return euler_rates_v[2]; }
 645     inline void set_Euler_Rates( double phi, double theta, double psi ) {
 646         euler_rates_v[0] = phi;
 647         euler_rates_v[1] = theta;
 648         euler_rates_v[2] = psi;
 649     }
 650
 651     // inline double * get_Geocentric_rates_v() { return geocentric_rates_v; }
 652     inline double get_Latitude_dot() const { return geocentric_rates_v[0]; }
 653     inline double get_Longitude_dot() const { return geocentric_rates_v[1]; }
 654     inline double get_Radius_dot() const { return geocentric_rates_v[2]; }
 655     inline void set_Geocentric_Rates( double lat, double lon, double rad ) {
 656         geocentric_rates_v[0] = lat;
 657         geocentric_rates_v[1] = lon;
 658         geocentric_rates_v[2] = rad;
 659     }
 660
 661     // ========== Positions ==========
 662
 663     // inline double * get_Geocentric_position_v() {
 664     //    return geocentric_position_v;
 665     // }
 666     inline double get_Lat_geocentric() const {
 667         return geocentric_position_v[0];
 668     }
 669     inline double get_Lon_geocentric() const {
 670         return geocentric_position_v[1];
 671     }
 672     inline double get_Radius_to_vehicle() const {
 673         return geocentric_position_v[2];
 674     }
 675     inline void set_Radius_to_vehicle(double radius) {
 676         geocentric_position_v[2] = radius;
 677     }
 678
 679     inline void set_Geocentric_Position( double lat, double lon, double rad ) {
 680         geocentric_position_v[0] = lat;
 681         geocentric_position_v[1] = lon;
 682         geocentric_position_v[2] = rad;
 683     }
 684
 685     // inline double * get_Geodetic_position_v() { return geodetic_position_v; }
 686     inline double get_Latitude() const { return geodetic_position_v[0]; }
 687     inline void set_Latitude(double lat) { geodetic_position_v[0] = lat; }
 688     inline double get_Longitude() const { return geodetic_position_v[1]; }
 689     inline void set_Longitude(double lon) { geodetic_position_v[1] = lon; }
 690     inline double get_Altitude() const { return geodetic_position_v[2]; }
 691     inline void set_Altitude(double altitude) {
 692         geodetic_position_v[2] = altitude;
 693     }
 694     inline void set_Geodetic_Position( double lat, double lon, double alt ) {
 695         geodetic_position_v[0] = lat;
 696         geodetic_position_v[1] = lon;
 697         geodetic_position_v[2] = alt;
 698     }
 699
 700     // inline double * get_Euler_angles_v() { return euler_angles_v; }
 701     inline double get_Phi() const { return euler_angles_v[0]; }
 702     inline double get_Theta() const { return euler_angles_v[1]; }
 703     inline double get_Psi() const { return euler_angles_v[2]; }
 704     inline void set_Euler_Angles( double phi, double theta, double psi ) {
 705         euler_angles_v[0] = phi;
 706         euler_angles_v[1] = theta;
 707         euler_angles_v[2] = psi;
 708     }
 709
 710
 711     // ========== Miscellaneous quantities ==========
 712
 713     // inline double * get_T_local_to_body_m() { return t_local_to_body_m; }
 714     inline double get_T_local_to_body_11() const {
 715         return t_local_to_body_m[0][0];
 716     }
 717     inline double get_T_local_to_body_12() const {
 718         return t_local_to_body_m[0][1];
 719     }
 720     inline double get_T_local_to_body_13() const {
 721         return t_local_to_body_m[0][2];
 722     }
 723     inline double get_T_local_to_body_21() const {
 724         return t_local_to_body_m[1][0];
 725     }
 726     inline double get_T_local_to_body_22() const {
 727         return t_local_to_body_m[1][1];
 728     }
 729     inline double get_T_local_to_body_23() const {
 730         return t_local_to_body_m[1][2];
 731     }
 732     inline double get_T_local_to_body_31() const {
 733         return t_local_to_body_m[2][0];
 734     }
 735     inline double get_T_local_to_body_32() const {
 736         return t_local_to_body_m[2][1];
 737     }
 738     inline double get_T_local_to_body_33() const {
 739         return t_local_to_body_m[2][2];
 740     }
 741     inline void set_T_Local_to_Body( int i, int j, double value) {
 742         t_local_to_body_m[i-1][j-1] = value;
 743     }
 744     inline void set_T_Local_to_Body( double m[3][3] ) {
 745         int i, j;
 746         for ( i = 0; i < 3; i++ ) {
 747             for ( j = 0; j < 3; j++ ) {
 748                 t_local_to_body_m[i][j] = m[i][j];
 749             }
 750         }
 751     }
 752
 753     // inline double get_Gravity() const { return gravity; }
 754     // inline void set_Gravity(double g) { gravity = g; }
 755
 756     // inline double get_Centrifugal_relief() const {
 757     //   return centrifugal_relief;
 758     // }
 759     // inline void set_Centrifugal_relief(double cr) {
 760     //   centrifugal_relief = cr;
 761     // }
 762
 763     inline double get_Alpha() const { return alpha; }
 764     inline void set_Alpha( double a ) { alpha = a; }
 765     inline double get_Beta() const { return beta; }
 766     inline void set_Beta( double b ) { beta = b; }
 767     // inline double get_Alpha_dot() const { return alpha_dot; }
 768     // inline void set_Alpha_dot( double ad ) { alpha_dot = ad; }
 769     // inline double get_Beta_dot() const { return beta_dot; }
 770     // inline void set_Beta_dot( double bd ) { beta_dot = bd; }
 771
 772     // inline double get_Cos_alpha() const { return cos_alpha; }
 773     // inline void set_Cos_alpha( double ca ) { cos_alpha = ca; }
 774     // inline double get_Sin_alpha() const { return sin_alpha; }
 775     // inline void set_Sin_alpha( double sa ) { sin_alpha = sa; }
 776     // inline double get_Cos_beta() const { return cos_beta; }
 777     // inline void set_Cos_beta( double cb ) { cos_beta = cb; }
 778     // inline double get_Sin_beta() const { return sin_beta; }
 779     // inline void set_Sin_beta( double sb ) { sin_beta = sb; }
 780
 781     inline double get_Cos_phi() const { return cos_phi; }
 782     inline void set_Cos_phi( double cp ) { cos_phi = cp; }
 783     // inline double get_Sin_phi() const { return sin_phi; }
 784     // inline void set_Sin_phi( double sp ) { sin_phi = sp; }
 785     inline double get_Cos_theta() const { return cos_theta; }
 786     inline void set_Cos_theta( double ct ) { cos_theta = ct; }
 787     // inline double get_Sin_theta() const { return sin_theta; }
 788     // inline void set_Sin_theta( double st ) { sin_theta = st; }
 789     // inline double get_Cos_psi() const { return cos_psi; }
 790     // inline void set_Cos_psi( double cp ) { cos_psi = cp; }
 791     // inline double get_Sin_psi() const { return sin_psi; }
 792     // inline void set_Sin_psi( double sp ) { sin_psi = sp; }
 793
 794     inline double get_Gamma_vert_rad() const { return gamma_vert_rad; }
 795     inline void set_Gamma_vert_rad( double gv ) { gamma_vert_rad = gv; }
 796     // inline double get_Gamma_horiz_rad() const { return gamma_horiz_rad; }
 797     // inline void set_Gamma_horiz_rad( double gh ) { gamma_horiz_rad = gh; }
 798
 799     // inline double get_Sigma() const { return sigma; }
 800     // inline void set_Sigma( double s ) { sigma = s; }
 801     inline double get_Density() const { return density; }
 802     inline void set_Density( double d ) { density = d; }
 803     // inline double get_V_sound() const { return v_sound; }
 804     // inline void set_V_sound( double v ) { v_sound = v; }
 805     inline double get_Mach_number() const { return mach_number; }
 806     inline void set_Mach_number( double m ) { mach_number = m; }
 807
 808     inline double get_Static_pressure() const { return static_pressure; }
 809     inline void set_Static_pressure( double sp ) { static_pressure = sp; }
 810     // inline double get_Total_pressure() const { return total_pressure; }
 811     // inline void set_Total_pressure( double tp ) { total_pressure = tp; }
 812     // inline double get_Impact_pressure() const { return impact_pressure; }
 813     // inline void set_Impact_pressure( double ip ) { impact_pressure = ip; }
 814     // inline double get_Dynamic_pressure() const { return dynamic_pressure; }
 815     // inline void set_Dynamic_pressure( double dp ) { dynamic_pressure = dp; }
 816
 817     inline double get_Static_temperature() const { return static_temperature; }
 818     inline void set_Static_temperature( double t ) { static_temperature = t; }
 819     // inline double get_Total_temperature() const { return total_temperature; }
 820     // inline void set_Total_temperature( double t ) { total_temperature = t; }
 821
 822     inline double get_Sea_level_radius() const { return sea_level_radius; }
 823     inline void set_Sea_level_radius( double r ) { sea_level_radius = r; }
 824     inline double get_Earth_position_angle() const {
 825         return earth_position_angle;
 826     }
 827     inline void set_Earth_position_angle(double a) {
 828         earth_position_angle = a;
 829     }
 830
 831     inline double get_Runway_altitude() const { return runway_altitude; }
 832     inline void set_Runway_altitude( double alt ) { runway_altitude = alt; }
 833     // inline double get_Runway_latitude() const { return runway_latitude; }
 834     // inline void set_Runway_latitude( double lat ) { runway_latitude = lat; }
 835     // inline double get_Runway_longitude() const { return runway_longitude; }
 836     // inline void set_Runway_longitude( double lon ) {
 837     //   runway_longitude = lon;
 838     // }
 839     // inline double get_Runway_heading() const { return runway_heading; }
 840     // inline void set_Runway_heading( double h ) { runway_heading = h; }
 841
 842     // inline double get_Radius_to_rwy() const { return radius_to_rwy; }
 843     // inline void set_Radius_to_rwy( double r ) { radius_to_rwy = r; }
 844
 845     // inline double * get_D_cg_rwy_local_v() { return d_cg_rwy_local_v; }
 846     // inline double get_D_cg_north_of_rwy() const {
 847     //   return d_cg_rwy_local_v[0];
 848     // }
 849     // inline double get_D_cg_east_of_rwy() const {
 850     //   return d_cg_rwy_local_v[1];
 851     // }
 852     // inline double get_D_cg_above_rwy() const { return d_cg_rwy_local_v[2]; }
 853     /* inline void set_CG_Rwy_Local( double north, double east, double above )
 854     {
 855         d_cg_rwy_local_v[0] = north;
 856         d_cg_rwy_local_v[1] = east;
 857         d_cg_rwy_local_v[2] = above;
 858     } */
 859
 860     // inline double * get_D_cg_rwy_rwy_v() { return d_cg_rwy_rwy_v; }
 861     // inline double get_X_cg_rwy() const { return d_cg_rwy_rwy_v[0]; }
 862     // inline double get_Y_cg_rwy() const { return d_cg_rwy_rwy_v[1]; }
 863     // inline double get_H_cg_rwy() const { return d_cg_rwy_rwy_v[2]; }
 864     /* inline void set_CG_Rwy_Rwy( double x, double y, double h )
 865     {
 866         d_cg_rwy_rwy_v[0] = x;
 867         d_cg_rwy_rwy_v[1] = y;
 868         d_cg_rwy_rwy_v[2] = h;
 869     } */
 870
 871     // inline double * get_D_pilot_rwy_local_v() { return d_pilot_rwy_local_v; }
 872     // inline double get_D_pilot_north_of_rwy() const {
 873     //   return d_pilot_rwy_local_v[0];
 874     // }
 875     // inline double get_D_pilot_east_of_rwy() const {
 876     //   return d_pilot_rwy_local_v[1];
 877     // }
 878     // inline double get_D_pilot_above_rwy() const {
 879     //   return d_pilot_rwy_local_v[2];
 880     // }
 881     /* inline void set_Pilot_Rwy_Local( double north, double east, double above )
 882     {
 883         d_pilot_rwy_local_v[0] = north;
 884         d_pilot_rwy_local_v[1] = east;
 885         d_pilot_rwy_local_v[2] = above;
 886     } */
 887
 888     // inline double * get_D_pilot_rwy_rwy_v() { return d_pilot_rwy_rwy_v; }
 889     // inline double get_X_pilot_rwy() const { return d_pilot_rwy_rwy_v[0]; }
 890     // inline double get_Y_pilot_rwy() const { return d_pilot_rwy_rwy_v[1]; }
 891     // inline double get_H_pilot_rwy() const { return d_pilot_rwy_rwy_v[2]; }
 892     /* inline void set_Pilot_Rwy_Rwy( double x, double y, double h )
 893     {
 894         d_pilot_rwy_rwy_v[0] = x;
 895         d_pilot_rwy_rwy_v[1] = y;
 896         d_pilot_rwy_rwy_v[2] = h;
 897     } */
 898
 899     inline double get_Climb_Rate() const { return climb_rate; }
 900     inline void set_Climb_Rate(double rate) { climb_rate = rate; }
 901
 902     inline FGTimeStamp get_time_stamp() const { return valid_stamp; }
 903     inline void stamp_time() { valid_stamp = next_stamp; next_stamp.stamp(); }
 904
 905     // Extrapolate FDM based on time_offset (in usec)
 906     void extrapolate( int time_offset );
 907
 908     // sin/cos lat_geocentric
 909     inline void set_sin_lat_geocentric(double parm) {
 910         sin_lat_geocentric = sin(parm);
 911     }
 912     inline void set_cos_lat_geocentric(double parm) {
 913         cos_lat_geocentric = cos(parm);
 914     }
 915     inline double get_sin_lat_geocentric(void) const {
 916         return sin_lat_geocentric;
 917     }
 918     inline double get_cos_lat_geocentric(void) const {
 919         return cos_lat_geocentric;
 920     }
 921
 922     inline void set_sin_cos_longitude(double parm) {
 923         sin_longitude = sin(parm);
 924         cos_longitude = cos(parm);
 925     }
 926     inline double get_sin_longitude(void) const {
 927         return sin_longitude;
 928     }
 929     inline double get_cos_longitude(void) const {
 930         return cos_longitude;
 931     }
 932
 933     inline void set_sin_cos_latitude(double parm) {
 934         sin_latitude = sin(parm);
 935         cos_latitude = cos(parm);
 936     }
 937     inline double get_sin_latitude(void) const {
 938         return sin_latitude;
 939     }
 940     inline double get_cos_latitude(void) const {
 941         return cos_latitude;
 942     }
 943
 944     // engines
 945     inline double get_num_engines() const {
 946         return engines.size();
 947     }
 948
 949     inline FGEngInterface* get_engine( int i ) {
 950         return &engines[i];
 951     }
 952
 953     inline void add_engine( FGEngInterface e ) {
 954         engines.push_back( e );
 955     }
 956 };
 957
 958
 959 typedef list < FGInterface > fdm_state_list;
 960 typedef fdm_state_list::iterator fdm_state_list_iterator;
 961 typedef fdm_state_list::const_iterator const_fdm_state_list_iterator;
 962
 963
 964 extern FGInterface * cur_fdm_state;
 965
 966
 967 // General interface to the flight model routines
 968
 969 // Initialize the flight model parameters
 970 int fgFDMInit(int model, FGInterface& f, double dt);
 971
 972 // Run multiloop iterations of the flight model
 973 int fgFDMUpdate(int model, FGInterface& f, int multiloop, int jitter);
 974
 975 // Set the altitude (force)
 976 void fgFDMForceAltitude(int model, double alt_meters);
 977
 978 // Set the local ground elevation
 979 void fgFDMSetGroundElevation(int model, double alt_meters);
 980
 981
 982 #endif // _FLIGHT_HXX