]> git.mxchange.org Git - flightgear.git/blob - src/FDM/flight.hxx
Oops. Stray checkin. Revert.
[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/acmodel.hxx>
97 #include <Model/model.hxx>
98 #include <Main/location.hxx>
99
100 SG_USING_STD(list);
101 SG_USING_STD(vector);
102 SG_USING_STD(string);
103
104
105 typedef double FG_VECTOR_3[3];
106
107 // This is based heavily on LaRCsim/ls_generic.h
108 class FGInterface : public FGSubsystem {
109
110 private:
111   
112     // Has the init() method been called.  This is used to delay
113     // initialization until scenery can be loaded and we know the true
114     // ground elevation.
115     bool inited;
116
117     // Have we bound to the property system
118     bool bound; 
119
120     // periodic update management variable.  This is a scheme to run
121     // the fdm with a fixed delta-t.  We control how many iteration of
122     // the fdm to run with the fixed dt based on the elapsed time from
123     // the last update.  This allows us to maintain sync with the real
124     // time clock, even though each frame could take a random amount
125     // of time.  Since "dt" is unlikely to divide evenly into the
126     // elapse time, we keep track of the remainder and add it into the
127     // next elapsed time.  This yields a small amount of temporal
128     // jitter ( < dt ) but in practice seems to work well.
129
130 //     double delta_t;          // delta "t"
131 //     SGTimeStamp time_stamp;  // time stamp of last run
132 //     long elapsed;            // time elapsed since last run
133     double remainder;           // remainder time from last run
134 //     int multi_loop;          // number of iterations of "delta_t" to run
135
136     // Pilot location rel to ref pt
137     FG_VECTOR_3 d_pilot_rp_body_v;
138
139     // CG position w.r.t. ref. point
140     FG_VECTOR_3 d_cg_rp_body_v;
141
142     // Forces
143     FG_VECTOR_3 f_body_total_v;
144     FG_VECTOR_3 f_local_total_v;
145     FG_VECTOR_3 f_aero_v;
146     FG_VECTOR_3 f_engine_v;
147     FG_VECTOR_3 f_gear_v;
148
149     // Moments
150     FG_VECTOR_3 m_total_rp_v;
151     FG_VECTOR_3 m_total_cg_v;
152     FG_VECTOR_3 m_aero_v;
153     FG_VECTOR_3 m_engine_v;
154     FG_VECTOR_3 m_gear_v;
155
156     // Accelerations
157     FG_VECTOR_3 v_dot_local_v;
158     FG_VECTOR_3 v_dot_body_v;
159     FG_VECTOR_3 a_cg_body_v;
160     FG_VECTOR_3 a_pilot_body_v;
161     FG_VECTOR_3 n_cg_body_v;
162     FG_VECTOR_3 n_pilot_body_v;
163     FG_VECTOR_3 omega_dot_body_v;
164
165     // Velocities
166     FG_VECTOR_3 v_local_v;
167     FG_VECTOR_3 v_local_rel_ground_v; // V rel w.r.t. earth surface
168     FG_VECTOR_3 v_local_airmass_v;    // velocity of airmass (steady winds)
169     FG_VECTOR_3 v_local_rel_airmass_v;  // velocity of veh. relative to airmass
170     FG_VECTOR_3 v_local_gust_v;       // linear turbulence components, L frame
171     FG_VECTOR_3 v_wind_body_v;        // Wind-relative velocities in body axis
172
173     FG_VECTOR_3 omega_body_v;         // Angular B rates
174     FG_VECTOR_3 omega_local_v;        // Angular L rates
175     FG_VECTOR_3 omega_total_v;        // Diff btw B & L
176     FG_VECTOR_3 euler_rates_v;
177     FG_VECTOR_3 geocentric_rates_v;   // Geocentric linear velocities
178
179     // Positions
180     FG_VECTOR_3 geocentric_position_v;
181     FG_VECTOR_3 geodetic_position_v;
182     FG_VECTOR_3 euler_angles_v;
183
184     // Miscellaneous Quantities
185     FG_VECTOR_3 d_cg_rwy_local_v;     // CG rel. to rwy in local coords
186     FG_VECTOR_3 d_cg_rwy_rwy_v;       // CG relative to rwy, in rwy coordinates
187     FG_VECTOR_3 d_pilot_rwy_local_v;  // pilot rel. to rwy in local coords
188     FG_VECTOR_3 d_pilot_rwy_rwy_v;    // pilot rel. to rwy, in rwy coords.
189
190     // Inertias
191     double mass, i_xx, i_yy, i_zz, i_xz;
192
193     // Normal Load Factor
194     double nlf;
195
196     // Velocities
197     double v_rel_wind, v_true_kts, v_rel_ground, v_inertial;
198     double v_ground_speed, v_equiv, v_equiv_kts;
199     double v_calibrated, v_calibrated_kts;
200
201     // Miscellaneious Quantities
202     double t_local_to_body_m[3][3];   // Transformation matrix L to B
203     double gravity;                   // Local acceleration due to G
204     double centrifugal_relief;        // load factor reduction due to speed
205     double alpha, beta, alpha_dot, beta_dot;  // in radians
206     double cos_alpha, sin_alpha, cos_beta, sin_beta;
207     double cos_phi, sin_phi, cos_theta, sin_theta, cos_psi, sin_psi;
208     double gamma_vert_rad, gamma_horiz_rad;  // Flight path angles
209     double sigma, density, v_sound, mach_number;
210     double static_pressure, total_pressure, impact_pressure;
211     double dynamic_pressure;
212     double static_temperature, total_temperature;
213     double sea_level_radius, earth_position_angle;
214     double runway_altitude, runway_latitude, runway_longitude;
215     double runway_heading;
216     double radius_to_rwy;
217     double climb_rate;                // in feet per second
218     double sin_lat_geocentric, cos_lat_geocentric;
219     double sin_longitude, cos_longitude;
220     double sin_latitude, cos_latitude;
221     double altitude_agl;
222
223     double daux[16];            // auxilliary doubles
224     float  faux[16];            // auxilliary floats
225     int    iaux[16];            // auxilliary ints
226
227     // SGTimeStamp valid_stamp;          // time this record is valid
228     // SGTimeStamp next_stamp;           // time this record is valid
229
230     // Model tied to FDM
231     FGAircraftModel * _acmodel;
232
233 protected:
234
235     int _calc_multiloop (double dt);
236
237 public:
238
239                                 // deliberately not virtual so that
240                                 // FGInterface constructor will call
241                                 // the right version
242     void _setup();
243
244     void _busdump(void);
245     void _updateGeodeticPosition( double lat, double lon, double alt );
246     void _updateGeocentricPosition( double lat_geoc, double lon, double alt );
247     void _updateWeather( void );
248
249     inline void _set_Inertias( double m, double xx, double yy, 
250                               double zz, double xz)
251     {
252         mass = m;
253         i_xx = xx;
254         i_yy = yy;
255         i_zz = zz;
256         i_xz = xz;
257     }
258     inline void _set_CG_Position( double dx, double dy, double dz ) {
259         d_cg_rp_body_v[0] = dx;
260         d_cg_rp_body_v[1] = dy;
261         d_cg_rp_body_v[2] = dz;
262     }
263     inline void _set_Accels_Local( double north, double east, double down ) {
264         v_dot_local_v[0] = north;
265         v_dot_local_v[1] = east;
266         v_dot_local_v[2] = down;
267     }
268     inline void _set_Accels_Body( double u, double v, double w ) {
269         v_dot_body_v[0] = u;
270         v_dot_body_v[1] = v;
271         v_dot_body_v[2] = w;
272     }
273     inline void _set_Accels_CG_Body( double x, double y, double z ) {
274         a_cg_body_v[0] = x;
275         a_cg_body_v[1] = y;
276         a_cg_body_v[2] = z;
277     }
278     inline void _set_Accels_Pilot_Body( double x, double y, double z ) {
279         a_pilot_body_v[0] = x;
280         a_pilot_body_v[1] = y;
281         a_pilot_body_v[2] = z;
282     }
283     inline void _set_Accels_CG_Body_N( double x, double y, double z ) {
284         n_cg_body_v[0] = x;
285         n_cg_body_v[1] = y;
286         n_cg_body_v[2] = z;
287     }
288     void _set_Nlf(double n) { nlf=n;  }
289     inline void _set_Velocities_Local( double north, double east, double down ){
290         v_local_v[0] = north;
291         v_local_v[1] = east;
292         v_local_v[2] = down;
293     }
294     inline void _set_Velocities_Ground(double north, double east, double down) {
295         v_local_rel_ground_v[0] = north;
296         v_local_rel_ground_v[1] = east;
297         v_local_rel_ground_v[2] = down;
298     }
299     inline void _set_Velocities_Local_Airmass( double north, double east, 
300                                               double down)
301     {
302         v_local_airmass_v[0] = north;
303         v_local_airmass_v[1] = east;
304         v_local_airmass_v[2] = down;
305     }
306     inline void _set_Velocities_Wind_Body( double u, double v, double w) {
307         v_wind_body_v[0] = u;
308         v_wind_body_v[1] = v;
309         v_wind_body_v[2] = w;
310     }
311     inline void _set_V_rel_wind(double vt) { v_rel_wind = vt; }
312     inline void _set_V_ground_speed( double v) { v_ground_speed = v; }
313     inline void _set_V_equiv_kts( double kts ) { v_equiv_kts = kts; }
314     inline void _set_V_calibrated_kts( double kts ) { v_calibrated_kts = kts; }
315     inline void _set_Omega_Body( double p, double q, double r ) {
316         omega_body_v[0] = p;
317         omega_body_v[1] = q;
318         omega_body_v[2] = r;
319     }
320     inline void _set_Euler_Rates( double phi, double theta, double psi ) {
321         euler_rates_v[0] = phi;
322         euler_rates_v[1] = theta;
323         euler_rates_v[2] = psi;
324     }
325     inline void _set_Geocentric_Rates( double lat, double lon, double rad ) {
326         geocentric_rates_v[0] = lat;
327         geocentric_rates_v[1] = lon;
328         geocentric_rates_v[2] = rad;
329     }
330 #if 0
331     inline void _set_Radius_to_vehicle(double radius) {
332         geocentric_position_v[2] = radius;
333     }
334 #endif
335     inline void _set_Geocentric_Position( double lat, double lon, double rad ) {
336         geocentric_position_v[0] = lat;
337         geocentric_position_v[1] = lon;
338         geocentric_position_v[2] = rad;
339     }
340     inline void _set_Latitude(double lat) { geodetic_position_v[0] = lat; }
341     inline void _set_Longitude(double lon) { geodetic_position_v[1] = lon; }
342     inline void _set_Altitude(double altitude) {
343         geodetic_position_v[2] = altitude;
344     }
345     inline void _set_Altitude_AGL(double agl) {
346         altitude_agl = agl;
347     }
348     inline void _set_Geodetic_Position( double lat, double lon, double alt ) {
349         geodetic_position_v[0] = lat;
350         geodetic_position_v[1] = lon;
351         geodetic_position_v[2] = alt;
352     }
353     inline void _set_Euler_Angles( double phi, double theta, double psi ) {
354         euler_angles_v[0] = phi;
355         euler_angles_v[1] = theta;
356         euler_angles_v[2] = psi;
357     }
358     inline void _set_T_Local_to_Body( int i, int j, double value) {
359         t_local_to_body_m[i-1][j-1] = value;
360     }
361     inline void _set_T_Local_to_Body( double m[3][3] ) {
362         int i, j;
363         for ( i = 0; i < 3; i++ ) {
364             for ( j = 0; j < 3; j++ ) {
365                 t_local_to_body_m[i][j] = m[i][j];
366             }
367         }
368     }
369     inline void _set_Alpha( double a ) { alpha = a; }
370     inline void _set_Beta( double b ) { beta = b; }
371     inline void _set_Cos_phi( double cp ) { cos_phi = cp; }
372     inline void _set_Cos_theta( double ct ) { cos_theta = ct; }
373     inline void _set_Gamma_vert_rad( double gv ) { gamma_vert_rad = gv; }
374     inline void _set_Density( double d ) { density = d; }
375     inline void _set_Mach_number( double m ) { mach_number = m; }
376     inline void _set_Static_pressure( double sp ) { static_pressure = sp; }
377     inline void _set_Static_temperature( double t ) { static_temperature = t; }
378     inline void _set_Sea_level_radius( double r ) { sea_level_radius = r; }
379     inline void _set_Earth_position_angle(double a) {
380         earth_position_angle = a;
381     }
382     inline void _set_Runway_altitude( double alt ) { runway_altitude = alt; }
383     inline void _set_Climb_Rate(double rate) { climb_rate = rate; }
384     inline void _set_sin_lat_geocentric(double parm) {
385         sin_lat_geocentric = sin(parm);
386     }
387     inline void _set_cos_lat_geocentric(double parm) {
388         cos_lat_geocentric = cos(parm);
389     }
390     inline void _set_sin_cos_longitude(double parm) {
391         sin_longitude = sin(parm);
392         cos_longitude = cos(parm);
393     }
394     inline void _set_sin_cos_latitude(double parm) {
395         sin_latitude = sin(parm);
396         cos_latitude = cos(parm);
397     }
398
399     inline void _set_daux( int n, double value ) { daux[n] = value; }
400     inline void _set_faux( int n, float value ) { faux[n] = value; }
401     inline void _set_iaux( int n, int value ) { iaux[n] = value; }
402
403 public:
404   
405     FGInterface();
406     FGInterface( double dt );
407     virtual ~FGInterface();
408
409     virtual void init ();
410     virtual void bind ();
411     virtual void unbind ();
412     virtual void update(double dt);
413     virtual bool ToggleDataLogging(bool state) { return false; }
414     virtual bool ToggleDataLogging(void) { return false; }
415
416     // Define the various supported flight models (many not yet implemented)
417     enum {
418         // Magic Carpet mode
419         FG_MAGICCARPET = 0,
420
421         // The NASA LaRCsim (Navion) flight model
422         FG_LARCSIM = 1,
423
424         // Jon S. Berndt's new FDM written from the ground up in C++
425         FG_JSBSIM = 2,
426
427         // Christian's hot air balloon simulation
428         FG_BALLOONSIM = 3,
429
430         // Aeronautical DEvelopment AGEncy, Bangalore India
431         FG_ADA = 4,
432
433         // The following aren't implemented but are here to spark
434         // thoughts and discussions, and maybe even action.
435         FG_ACM = 5,
436         FG_SUPER_SONIC = 6,
437         FG_HELICOPTER = 7,
438         FG_AUTOGYRO = 8,
439         FG_PARACHUTE = 9,
440
441         // Driven externally via a serial port, net, file, etc.
442         FG_EXTERNAL = 10
443     };
444
445     // initialization
446     inline bool get_inited() const { return inited; }
447     inline void set_inited( bool value ) { inited = value; }
448
449     inline bool get_bound() const { return bound; }
450
451     //perform initializion that is common to all FDM's
452     void common_init();
453
454     // time and update management values
455 //     inline double get_delta_t() const { return delta_t; }
456 //     inline void set_delta_t( double dt ) { delta_t = dt; }
457 //     inline SGTimeStamp get_time_stamp() const { return time_stamp; }
458 //     inline void set_time_stamp( SGTimeStamp s ) { time_stamp = s; }
459 //     inline void stamp() { time_stamp.stamp(); }
460 //     inline long get_elapsed() const { return elapsed; }
461 //     inline void set_elapsed( long e ) { elapsed = e; }
462 //     inline long get_remainder() const { return remainder; }
463 //     inline void set_remainder( long r ) { remainder = r; }
464 //     inline int get_multi_loop() const { return multi_loop; }
465 //     inline void set_multi_loop( int ml ) { multi_loop = ml; }
466
467     // Positions
468     virtual void set_Latitude(double lat);       // geocentric
469     virtual void set_Longitude(double lon);    
470     virtual void set_Altitude(double alt);  // triggers re-calc of AGL altitude
471     virtual void set_AltitudeAGL(double altagl); // and vice-versa
472     virtual void set_Latitude_deg (double lat) {
473       set_Latitude(lat * SGD_DEGREES_TO_RADIANS);
474     }
475     virtual void set_Longitude_deg (double lon) {
476       set_Longitude(lon * SGD_DEGREES_TO_RADIANS);
477     }
478     
479     // Speeds -- setting any of these will trigger a re-calc of the rest
480     virtual void set_V_calibrated_kts(double vc);
481     virtual void set_Mach_number(double mach);
482     virtual void set_Velocities_Local( double north, double east, double down );
483     inline void set_V_north (double north) { 
484       set_Velocities_Local(north, v_local_v[1], v_local_v[2]);
485     }
486     inline void set_V_east (double east) { 
487       set_Velocities_Local(v_local_v[0], east, v_local_v[2]);
488     }
489     inline void set_V_down (double down) { 
490       set_Velocities_Local(v_local_v[0], v_local_v[1], down);
491     }
492     virtual void set_Velocities_Wind_Body( double u, double v, double w);
493     virtual void set_uBody (double uBody) { 
494       set_Velocities_Wind_Body(uBody, v_wind_body_v[1], v_wind_body_v[2]);
495     }
496     virtual void set_vBody (double vBody) { 
497       set_Velocities_Wind_Body(v_wind_body_v[0], vBody, v_wind_body_v[2]);
498     }
499     virtual void set_wBody (double wBody) {
500       set_Velocities_Wind_Body(v_wind_body_v[0], v_wind_body_v[1], wBody);
501     }
502     
503     // Euler angles 
504     virtual void set_Euler_Angles( double phi, double theta, double psi );
505     virtual void set_Phi (double phi) {
506       set_Euler_Angles(phi, get_Theta(), get_Psi());
507     }
508     virtual void set_Theta (double theta) {
509       set_Euler_Angles(get_Phi(), theta, get_Psi());
510     }
511     virtual void set_Psi (double psi) { 
512       set_Euler_Angles(get_Phi(), get_Theta(), psi);
513     }
514     virtual void set_Phi_deg (double phi) { set_Phi(phi * SGD_DEGREES_TO_RADIANS); }
515     virtual void set_Theta_deg (double theta) {
516       set_Theta(theta * SGD_DEGREES_TO_RADIANS); 
517     }
518     virtual void set_Psi_deg (double psi) { set_Psi(psi * SGD_DEGREES_TO_RADIANS); }
519     
520     // Flight Path
521     virtual void set_Climb_Rate( double roc);
522     virtual void set_Gamma_vert_rad( double gamma);
523     
524     // Earth
525     
526     virtual void set_Static_pressure(double p);
527     virtual void set_Static_temperature(double T);
528     virtual void set_Density(double rho);
529     
530     virtual void set_Velocities_Local_Airmass (double wnorth, 
531                                                double weast, 
532                                                double wdown );
533
534     // ========== Mass properties and geometry values ==========
535
536     // Inertias
537     inline double get_Mass() const { return mass; }
538     inline double get_I_xx() const { return i_xx; }
539     inline double get_I_yy() const { return i_yy; }
540     inline double get_I_zz() const { return i_zz; }
541     inline double get_I_xz() const { return i_xz; }
542
543     // Pilot location rel to ref pt
544     // inline double * get_D_pilot_rp_body_v() {
545     //  return d_pilot_rp_body_v;
546     // }
547     // inline double get_Dx_pilot() const { return d_pilot_rp_body_v[0]; }
548     // inline double get_Dy_pilot() const { return d_pilot_rp_body_v[1]; }
549     // inline double get_Dz_pilot() const { return d_pilot_rp_body_v[2]; }
550     /* inline void set_Pilot_Location( double dx, double dy, double dz ) {
551         d_pilot_rp_body_v[0] = dx;
552         d_pilot_rp_body_v[1] = dy;
553         d_pilot_rp_body_v[2] = dz;
554     } */
555
556     // CG position w.r.t. ref. point
557     // inline double * get_D_cg_rp_body_v() { return d_cg_rp_body_v; }
558     inline double get_Dx_cg() const { return d_cg_rp_body_v[0]; }
559     inline double get_Dy_cg() const { return d_cg_rp_body_v[1]; }
560     inline double get_Dz_cg() const { return d_cg_rp_body_v[2]; }
561
562     // ========== Forces ==========
563
564     // inline double * get_F_body_total_v() { return f_body_total_v; }
565     // inline double get_F_X() const { return f_body_total_v[0]; }
566     // inline double get_F_Y() const { return f_body_total_v[1]; }
567     // inline double get_F_Z() const { return f_body_total_v[2]; }
568     /* inline void set_Forces_Body_Total( double x, double y, double z ) {
569         f_body_total_v[0] = x;
570         f_body_total_v[1] = y;
571         f_body_total_v[2] = z;
572     } */
573
574     // inline double * get_F_local_total_v() { return f_local_total_v; }
575     // inline double get_F_north() const { return f_local_total_v[0]; }
576     // inline double get_F_east() const { return f_local_total_v[1]; }
577     // inline double get_F_down() const { return f_local_total_v[2]; }
578     /* inline void set_Forces_Local_Total( double x, double y, double z ) {
579         f_local_total_v[0] = x;
580         f_local_total_v[1] = y;
581         f_local_total_v[2] = z;
582     } */
583
584     // inline double * get_F_aero_v() { return f_aero_v; }
585     // inline double get_F_X_aero() const { return f_aero_v[0]; }
586     // inline double get_F_Y_aero() const { return f_aero_v[1]; }
587     // inline double get_F_Z_aero() const { return f_aero_v[2]; }
588     /* inline void set_Forces_Aero( double x, double y, double z ) {
589         f_aero_v[0] = x;
590         f_aero_v[1] = y;
591         f_aero_v[2] = z;
592     } */
593     
594     // inline double * get_F_engine_v() { return f_engine_v; }
595     // inline double get_F_X_engine() const { return f_engine_v[0]; }
596     // inline double get_F_Y_engine() const { return f_engine_v[1]; }
597     // inline double get_F_Z_engine() const { return f_engine_v[2]; }
598     /* inline void set_Forces_Engine( double x, double y, double z ) {
599         f_engine_v[0] = x;
600         f_engine_v[1] = y;
601         f_engine_v[2] = z;
602     } */
603
604     // inline double * get_F_gear_v() { return f_gear_v; }
605     // inline double get_F_X_gear() const { return f_gear_v[0]; }
606     // inline double get_F_Y_gear() const { return f_gear_v[1]; }
607     // inline double get_F_Z_gear() const { return f_gear_v[2]; }
608     /* inline void set_Forces_Gear( double x, double y, double z ) {
609         f_gear_v[0] = x;
610         f_gear_v[1] = y;
611         f_gear_v[2] = z;
612     } */
613
614     // ========== Moments ==========
615
616     // inline double * get_M_total_rp_v() { return m_total_rp_v; }
617     // inline double get_M_l_rp() const { return m_total_rp_v[0]; }
618     // inline double get_M_m_rp() const { return m_total_rp_v[1]; }
619     // inline double get_M_n_rp() const { return m_total_rp_v[2]; }
620     /* inline void set_Moments_Total_RP( double l, double m, double n ) {
621         m_total_rp_v[0] = l;
622         m_total_rp_v[1] = m;
623         m_total_rp_v[2] = n;
624     } */
625
626     // inline double * get_M_total_cg_v() { return m_total_cg_v; }
627     // inline double get_M_l_cg() const { return m_total_cg_v[0]; }
628     // inline double get_M_m_cg() const { return m_total_cg_v[1]; }
629     // inline double get_M_n_cg() const { return m_total_cg_v[2]; }
630     /* inline void set_Moments_Total_CG( double l, double m, double n ) {
631         m_total_cg_v[0] = l;
632         m_total_cg_v[1] = m;
633         m_total_cg_v[2] = n;
634     } */
635
636     // inline double * get_M_aero_v() { return m_aero_v; }
637     // inline double get_M_l_aero() const { return m_aero_v[0]; }
638     // inline double get_M_m_aero() const { return m_aero_v[1]; }
639     // inline double get_M_n_aero() const { return m_aero_v[2]; }
640     /* inline void set_Moments_Aero( double l, double m, double n ) {
641         m_aero_v[0] = l;
642         m_aero_v[1] = m;
643         m_aero_v[2] = n;
644     } */
645
646     // inline double * get_M_engine_v() { return m_engine_v; }
647     // inline double get_M_l_engine() const { return m_engine_v[0]; }
648     // inline double get_M_m_engine() const { return m_engine_v[1]; }
649     // inline double get_M_n_engine() const { return m_engine_v[2]; }
650     /* inline void set_Moments_Engine( double l, double m, double n ) {
651         m_engine_v[0] = l;
652         m_engine_v[1] = m;
653         m_engine_v[2] = n;
654     } */
655
656     // inline double * get_M_gear_v() { return m_gear_v; }
657     // inline double get_M_l_gear() const { return m_gear_v[0]; }
658     // inline double get_M_m_gear() const { return m_gear_v[1]; }
659     // inline double get_M_n_gear() const { return m_gear_v[2]; }
660     /* inline void set_Moments_Gear( double l, double m, double n ) {
661         m_gear_v[0] = l;
662         m_gear_v[1] = m;
663         m_gear_v[2] = n;
664     } */
665
666     // ========== Accelerations ==========
667
668     // inline double * get_V_dot_local_v() { return v_dot_local_v; }
669     inline double get_V_dot_north() const { return v_dot_local_v[0]; }
670     inline double get_V_dot_east() const { return v_dot_local_v[1]; }
671     inline double get_V_dot_down() const { return v_dot_local_v[2]; }
672
673     // inline double * get_V_dot_body_v() { return v_dot_body_v; }
674     inline double get_U_dot_body() const { return v_dot_body_v[0]; }
675     inline double get_V_dot_body() const { return v_dot_body_v[1]; }
676     inline double get_W_dot_body() const { return v_dot_body_v[2]; }
677
678     // inline double * get_A_cg_body_v() { return a_cg_body_v; }
679     inline double get_A_X_cg() const { return a_cg_body_v[0]; }
680     inline double get_A_Y_cg() const { return a_cg_body_v[1]; }
681     inline double get_A_Z_cg() const { return a_cg_body_v[2]; }
682
683     // inline double * get_A_pilot_body_v() { return a_pilot_body_v; }
684     inline double get_A_X_pilot() const { return a_pilot_body_v[0]; }
685     inline double get_A_Y_pilot() const { return a_pilot_body_v[1]; }
686     inline double get_A_Z_pilot() const { return a_pilot_body_v[2]; }
687
688     // inline double * get_N_cg_body_v() { return n_cg_body_v; }
689     inline double get_N_X_cg() const { return n_cg_body_v[0]; }
690     inline double get_N_Y_cg() const { return n_cg_body_v[1]; }
691     inline double get_N_Z_cg() const { return n_cg_body_v[2]; }
692
693     // inline double * get_N_pilot_body_v() { return n_pilot_body_v; }
694     // inline double get_N_X_pilot() const { return n_pilot_body_v[0]; }
695     // inline double get_N_Y_pilot() const { return n_pilot_body_v[1]; }
696     // inline double get_N_Z_pilot() const { return n_pilot_body_v[2]; }
697     // inline void set_Accels_Pilot_Body_N( double x, double y, double z ) {
698     //    n_pilot_body_v[0] = x;
699     //    n_pilot_body_v[1] = y;
700     //    n_pilot_body_v[2] = z;
701     // }
702
703     inline double get_Nlf(void) const { return nlf; }
704
705     // inline double * get_Omega_dot_body_v() { return omega_dot_body_v; }
706     // inline double get_P_dot_body() const { return omega_dot_body_v[0]; }
707     // inline double get_Q_dot_body() const { return omega_dot_body_v[1]; }
708     // inline double get_R_dot_body() const { return omega_dot_body_v[2]; }
709     /* inline void set_Accels_Omega( double p, double q, double r ) {
710         omega_dot_body_v[0] = p;
711         omega_dot_body_v[1] = q;
712         omega_dot_body_v[2] = r;
713     } */
714
715
716     // ========== Velocities ==========
717
718     // inline double * get_V_local_v() { return v_local_v; }
719     inline double get_V_north() const { return v_local_v[0]; }
720     inline double get_V_east() const { return v_local_v[1]; }
721     inline double get_V_down() const { return v_local_v[2]; }
722     inline double get_uBody () const { return v_wind_body_v[0]; }
723     inline double get_vBody () const { return v_wind_body_v[1]; }
724     inline double get_wBody () const { return v_wind_body_v[2]; }
725
726     // Please dont comment these out. fdm=ada uses these (see
727     // cockpit.cxx) --->
728     inline double * get_V_local_rel_ground_v() {
729         return v_local_rel_ground_v;
730     }
731     inline double get_V_north_rel_ground() const {
732         return v_local_rel_ground_v[0];
733     }
734     inline double get_V_east_rel_ground() const {
735         return v_local_rel_ground_v[1];
736     }
737     inline double get_V_down_rel_ground() const {
738         return v_local_rel_ground_v[2];
739     }
740     // <--- fdm=ada uses these (see cockpit.cxx)
741
742     // inline double * get_V_local_airmass_v() { return v_local_airmass_v; }
743     inline double get_V_north_airmass() const { return v_local_airmass_v[0]; }
744     inline double get_V_east_airmass() const { return v_local_airmass_v[1]; }
745     inline double get_V_down_airmass() const { return v_local_airmass_v[2]; }
746
747     // airmass
748     // inline double * get_V_local_rel_airmass_v() {
749     //   return v_local_rel_airmass_v;
750     // }
751     // inline double get_V_north_rel_airmass() const {
752     //   return v_local_rel_airmass_v[0];
753     // }
754     // inline double get_V_east_rel_airmass() const {
755     //   return v_local_rel_airmass_v[1];
756     // }
757     // inline double get_V_down_rel_airmass() const {
758     //   return v_local_rel_airmass_v[2];
759     // }
760     /* inline void set_Velocities_Local_Rel_Airmass( double north, double east, 
761                                                   double down)
762     {
763         v_local_rel_airmass_v[0] = north;
764         v_local_rel_airmass_v[1] = east;
765         v_local_rel_airmass_v[2] = down;
766     } */
767
768     // inline double * get_V_local_gust_v() { return v_local_gust_v; }
769     // inline double get_U_gust() const { return v_local_gust_v[0]; }
770     // inline double get_V_gust() const { return v_local_gust_v[1]; }
771     // inline double get_W_gust() const { return v_local_gust_v[2]; }
772     /* inline void set_Velocities_Gust( double u, double v, double w)
773     {
774         v_local_gust_v[0] = u;
775         v_local_gust_v[1] = v;
776         v_local_gust_v[2] = w;
777     } */
778     
779     // inline double * get_V_wind_body_v() { return v_wind_body_v; }
780     inline double get_U_body() const { return v_wind_body_v[0]; }
781     inline double get_V_body() const { return v_wind_body_v[1]; }
782     inline double get_W_body() const { return v_wind_body_v[2]; }
783
784     inline double get_V_rel_wind() const { return v_rel_wind; }
785     // inline void set_V_rel_wind(double wind) { v_rel_wind = wind; }
786
787     inline double get_V_true_kts() const { return v_true_kts; }
788     // inline void set_V_true_kts(double kts) { v_true_kts = kts; }
789
790     // inline double get_V_rel_ground() const { return v_rel_ground; }
791     // inline void set_V_rel_ground( double v ) { v_rel_ground = v; }
792
793     // inline double get_V_inertial() const { return v_inertial; }
794     // inline void set_V_inertial(double v) { v_inertial = v; }
795
796     inline double get_V_ground_speed() const { return v_ground_speed; }
797
798     // inline double get_V_equiv() const { return v_equiv; }
799     // inline void set_V_equiv( double v ) { v_equiv = v; }
800
801     inline double get_V_equiv_kts() const { return v_equiv_kts; }
802
803     //inline double get_V_calibrated() const { return v_calibrated; }
804     //inline void set_V_calibrated( double v ) { v_calibrated = v; }
805
806     inline double get_V_calibrated_kts() const { return v_calibrated_kts; }
807
808     // inline double * get_Omega_body_v() { return omega_body_v; }
809     inline double get_P_body() const { return omega_body_v[0]; }
810     inline double get_Q_body() const { return omega_body_v[1]; }
811     inline double get_R_body() const { return omega_body_v[2]; }
812
813     // inline double * get_Omega_local_v() { return omega_local_v; }
814     // inline double get_P_local() const { return omega_local_v[0]; }
815     // inline double get_Q_local() const { return omega_local_v[1]; }
816     // inline double get_R_local() const { return omega_local_v[2]; }
817     /* inline void set_Omega_Local( double p, double q, double r ) {
818         omega_local_v[0] = p;
819         omega_local_v[1] = q;
820         omega_local_v[2] = r;
821     } */
822
823     // inline double * get_Omega_total_v() { return omega_total_v; }
824     // inline double get_P_total() const { return omega_total_v[0]; }
825     // inline double get_Q_total() const { return omega_total_v[1]; }
826     // inline double get_R_total() const { return omega_total_v[2]; }
827     /* inline void set_Omega_Total( double p, double q, double r ) {
828         omega_total_v[0] = p;
829         omega_total_v[1] = q;
830         omega_total_v[2] = r;
831     } */
832
833     // inline double * get_Euler_rates_v() { return euler_rates_v; }
834     inline double get_Phi_dot() const { return euler_rates_v[0]; }
835     inline double get_Theta_dot() const { return euler_rates_v[1]; }
836     inline double get_Psi_dot() const { return euler_rates_v[2]; }
837
838     // inline double * get_Geocentric_rates_v() { return geocentric_rates_v; }
839     inline double get_Latitude_dot() const { return geocentric_rates_v[0]; }
840     inline double get_Longitude_dot() const { return geocentric_rates_v[1]; }
841     inline double get_Radius_dot() const { return geocentric_rates_v[2]; }
842
843     // ========== Positions ==========
844
845     // inline double * get_Geocentric_position_v() {
846     //    return geocentric_position_v;
847     // }
848     inline double get_Lat_geocentric() const {
849         return geocentric_position_v[0];
850     }
851     inline double get_Lon_geocentric() const {
852         return geocentric_position_v[1];
853     }
854     inline double get_Radius_to_vehicle() const {
855         return geocentric_position_v[2];
856     }
857
858     // inline double * get_Geodetic_position_v() { return geodetic_position_v; }
859     inline double get_Latitude() const { return geodetic_position_v[0]; }
860     inline double get_Longitude() const { return geodetic_position_v[1]; }
861     inline double get_Altitude() const { return geodetic_position_v[2]; }
862     inline double get_Altitude_AGL(void) const { return altitude_agl; }
863
864     inline double get_Latitude_deg () const {
865       return get_Latitude() * SGD_RADIANS_TO_DEGREES;
866     }
867     inline double get_Longitude_deg () const {
868       return get_Longitude() * SGD_RADIANS_TO_DEGREES;
869     }
870
871     // inline double * get_Euler_angles_v() { return euler_angles_v; }
872     inline double get_Phi() const { return euler_angles_v[0]; }
873     inline double get_Theta() const { return euler_angles_v[1]; }
874     inline double get_Psi() const { return euler_angles_v[2]; }
875     inline double get_Phi_deg () const { return get_Phi() * SGD_RADIANS_TO_DEGREES; }
876     inline double get_Theta_deg () const { return get_Theta() * SGD_RADIANS_TO_DEGREES; }
877     inline double get_Psi_deg () const { return get_Psi() * SGD_RADIANS_TO_DEGREES; }
878
879
880     // ========== Miscellaneous quantities ==========
881
882     // inline double * get_T_local_to_body_m() { return t_local_to_body_m; }
883     inline double get_T_local_to_body_11() const {
884         return t_local_to_body_m[0][0];
885     }
886     inline double get_T_local_to_body_12() const {
887         return t_local_to_body_m[0][1];
888     }
889     inline double get_T_local_to_body_13() const {
890         return t_local_to_body_m[0][2];
891     }
892     inline double get_T_local_to_body_21() const {
893         return t_local_to_body_m[1][0];
894     }
895     inline double get_T_local_to_body_22() const {
896         return t_local_to_body_m[1][1];
897     }
898     inline double get_T_local_to_body_23() const {
899         return t_local_to_body_m[1][2];
900     }
901     inline double get_T_local_to_body_31() const {
902         return t_local_to_body_m[2][0];
903     }
904     inline double get_T_local_to_body_32() const {
905         return t_local_to_body_m[2][1];
906     }
907     inline double get_T_local_to_body_33() const {
908         return t_local_to_body_m[2][2];
909     }
910
911     // inline double get_Gravity() const { return gravity; }
912     // inline void set_Gravity(double g) { gravity = g; }
913
914     // inline double get_Centrifugal_relief() const {
915     //   return centrifugal_relief;
916     // }
917     // inline void set_Centrifugal_relief(double cr) {
918     //   centrifugal_relief = cr;
919     // }
920
921     inline double get_Alpha() const { return alpha; }
922     inline double get_Alpha_deg() const { return alpha * SGD_RADIANS_TO_DEGREES; }
923     inline double get_Beta() const { return beta; }
924     inline double get_Beta_deg() const { return beta * SGD_RADIANS_TO_DEGREES; }
925     inline double get_Alpha_dot() const { return alpha_dot; }
926     // inline void set_Alpha_dot( double ad ) { alpha_dot = ad; }
927     inline double get_Beta_dot() const { return beta_dot; }
928     // inline void set_Beta_dot( double bd ) { beta_dot = bd; }
929
930     // inline double get_Cos_alpha() const { return cos_alpha; }
931     // inline void set_Cos_alpha( double ca ) { cos_alpha = ca; }
932     // inline double get_Sin_alpha() const { return sin_alpha; }
933     // inline void set_Sin_alpha( double sa ) { sin_alpha = sa; }
934     // inline double get_Cos_beta() const { return cos_beta; }
935     // inline void set_Cos_beta( double cb ) { cos_beta = cb; }
936     // inline double get_Sin_beta() const { return sin_beta; }
937     // inline void set_Sin_beta( double sb ) { sin_beta = sb; }
938
939     inline double get_Cos_phi() const { return cos_phi; }
940     // inline double get_Sin_phi() const { return sin_phi; }
941     // inline void set_Sin_phi( double sp ) { sin_phi = sp; }
942     inline double get_Cos_theta() const { return cos_theta; }
943     // inline double get_Sin_theta() const { return sin_theta; }
944     // inline void set_Sin_theta( double st ) { sin_theta = st; }
945     // inline double get_Cos_psi() const { return cos_psi; }
946     // inline void set_Cos_psi( double cp ) { cos_psi = cp; }
947     // inline double get_Sin_psi() const { return sin_psi; }
948     // inline void set_Sin_psi( double sp ) { sin_psi = sp; }
949
950     inline double get_Gamma_vert_rad() const { return gamma_vert_rad; }
951     // inline double get_Gamma_horiz_rad() const { return gamma_horiz_rad; }
952     // inline void set_Gamma_horiz_rad( double gh ) { gamma_horiz_rad = gh; }
953
954     // inline double get_Sigma() const { return sigma; }
955     // inline void set_Sigma( double s ) { sigma = s; }
956     inline double get_Density() const { return density; }
957     // inline double get_V_sound() const { return v_sound; }
958     // inline void set_V_sound( double v ) { v_sound = v; }
959     inline double get_Mach_number() const { return mach_number; }
960
961     inline double get_Static_pressure() const { return static_pressure; }
962     inline double get_Total_pressure() const { return total_pressure; }
963     // inline void set_Total_pressure( double tp ) { total_pressure = tp; }
964     // inline double get_Impact_pressure() const { return impact_pressure; }
965     // inline void set_Impact_pressure( double ip ) { impact_pressure = ip; }
966     inline double get_Dynamic_pressure() const { return dynamic_pressure; }
967     // inline void set_Dynamic_pressure( double dp ) { dynamic_pressure = dp; }
968
969     inline double get_Static_temperature() const { return static_temperature; }
970     inline double get_Total_temperature() const { return total_temperature; }
971     // inline void set_Total_temperature( double t ) { total_temperature = t; }
972
973     inline double get_Sea_level_radius() const { return sea_level_radius; }
974     inline double get_Earth_position_angle() const {
975         return earth_position_angle;
976     }
977
978     inline double get_Runway_altitude() const { return runway_altitude; }
979     // inline double get_Runway_latitude() const { return runway_latitude; }
980     // inline void set_Runway_latitude( double lat ) { runway_latitude = lat; }
981     // inline double get_Runway_longitude() const { return runway_longitude; }
982     // inline void set_Runway_longitude( double lon ) {
983     //   runway_longitude = lon;
984     // }
985     // inline double get_Runway_heading() const { return runway_heading; }
986     // inline void set_Runway_heading( double h ) { runway_heading = h; }
987
988     // inline double get_Radius_to_rwy() const { return radius_to_rwy; }
989     // inline void set_Radius_to_rwy( double r ) { radius_to_rwy = r; }
990
991     // inline double * get_D_cg_rwy_local_v() { return d_cg_rwy_local_v; }
992     // inline double get_D_cg_north_of_rwy() const {
993     //   return d_cg_rwy_local_v[0];
994     // }
995     // inline double get_D_cg_east_of_rwy() const {
996     //   return d_cg_rwy_local_v[1];
997     // }
998     // inline double get_D_cg_above_rwy() const { return d_cg_rwy_local_v[2]; }
999     /* inline void set_CG_Rwy_Local( double north, double east, double above )
1000     {
1001         d_cg_rwy_local_v[0] = north;
1002         d_cg_rwy_local_v[1] = east;
1003         d_cg_rwy_local_v[2] = above;
1004     } */
1005
1006     // inline double * get_D_cg_rwy_rwy_v() { return d_cg_rwy_rwy_v; }
1007     // inline double get_X_cg_rwy() const { return d_cg_rwy_rwy_v[0]; }
1008     // inline double get_Y_cg_rwy() const { return d_cg_rwy_rwy_v[1]; }
1009     // inline double get_H_cg_rwy() const { return d_cg_rwy_rwy_v[2]; }
1010     /* inline void set_CG_Rwy_Rwy( double x, double y, double h )
1011     {
1012         d_cg_rwy_rwy_v[0] = x;
1013         d_cg_rwy_rwy_v[1] = y;
1014         d_cg_rwy_rwy_v[2] = h;
1015     } */
1016
1017     // inline double * get_D_pilot_rwy_local_v() { return d_pilot_rwy_local_v; }
1018     // inline double get_D_pilot_north_of_rwy() const {
1019     //   return d_pilot_rwy_local_v[0];
1020     // }
1021     // inline double get_D_pilot_east_of_rwy() const {
1022     //   return d_pilot_rwy_local_v[1];
1023     // }
1024     // inline double get_D_pilot_above_rwy() const {
1025     //   return d_pilot_rwy_local_v[2];
1026     // }
1027     /* inline void set_Pilot_Rwy_Local( double north, double east, double above )
1028     {
1029         d_pilot_rwy_local_v[0] = north;
1030         d_pilot_rwy_local_v[1] = east;
1031         d_pilot_rwy_local_v[2] = above;
1032     } */
1033
1034     // inline double * get_D_pilot_rwy_rwy_v() { return d_pilot_rwy_rwy_v; }
1035     // inline double get_X_pilot_rwy() const { return d_pilot_rwy_rwy_v[0]; }
1036     // inline double get_Y_pilot_rwy() const { return d_pilot_rwy_rwy_v[1]; }
1037     // inline double get_H_pilot_rwy() const { return d_pilot_rwy_rwy_v[2]; }
1038     /* inline void set_Pilot_Rwy_Rwy( double x, double y, double h )
1039     {
1040         d_pilot_rwy_rwy_v[0] = x;
1041         d_pilot_rwy_rwy_v[1] = y;
1042         d_pilot_rwy_rwy_v[2] = h;
1043     } */
1044
1045     inline double get_Climb_Rate() const { return climb_rate; }
1046
1047     // inline SGTimeStamp get_time_stamp() const { return valid_stamp; }
1048     // inline void stamp_time() { valid_stamp = next_stamp; next_stamp.stamp(); }
1049
1050     // Extrapolate FDM based on time_offset (in usec)
1051     void extrapolate( int time_offset );
1052
1053     // sin/cos lat_geocentric
1054     inline double get_sin_lat_geocentric(void) const {
1055         return sin_lat_geocentric;
1056     }
1057     inline double get_cos_lat_geocentric(void) const {
1058         return cos_lat_geocentric;
1059     }
1060
1061     inline double get_sin_longitude(void) const {
1062         return sin_longitude;
1063     }
1064     inline double get_cos_longitude(void) const {
1065         return cos_longitude;
1066     }
1067
1068     inline double get_sin_latitude(void) const {
1069         return sin_latitude;
1070     }
1071     inline double get_cos_latitude(void) const {
1072         return cos_latitude;
1073     }
1074
1075     // Auxilliary variables
1076     inline double get_daux( int n ) const { return daux[n]; }
1077     inline float  get_faux( int n ) const { return faux[n]; }
1078     inline int    get_iaux( int n ) const { return iaux[n]; }
1079
1080     // Model tied to FDM
1081     FGAircraftModel * getACModel() const { return _acmodel; }
1082
1083     // Note that currently this is the "same" value runway altitude...
1084     inline double get_ground_elev_ft() const { return runway_altitude; }
1085
1086 };
1087
1088
1089 typedef list < FGInterface > fdm_state_list;
1090 typedef fdm_state_list::iterator fdm_state_list_iterator;
1091 typedef fdm_state_list::const_iterator const_fdm_state_list_iterator;
1092
1093
1094 extern FGInterface * cur_fdm_state;
1095
1096
1097 // General interface to the flight model routines
1098
1099
1100 // Toggle data logging on/off
1101 void fgToggleFDMdataLogging(void);
1102
1103
1104 #endif // _FLIGHT_HXX