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 CHT;
 116     double prop_thrust;
 117
 118     /* others...
 119     double PercentN1,N1;  //GE,CFM
 120     double PercentN2,N2;
 121     double EPR;  //P&W, RR?
 122     double FuelFlow;
 123     bool AfterBurner;
 124     double InletAngles[3];
 125     double InletPosition[3];
 126     double ThrustVector[3];
 127     */
 128
 129 public:
 130     FGEngInterface(void);
 131     ~FGEngInterface(void);
 132
 133     inline double get_Throttle() const { return Throttle; }
 134     inline double get_Mixture() const { return Mixture; }
 135     inline double get_Prop_Advance() const { return Prop_Advance; }
 136     inline double get_RPM() const { return RPM; }
 137     inline double get_Manifold_Pressure() const { return Manifold_Pressure; }
 138     inline double get_MaxHP() const { return MaxHP; }
 139     inline double get_Percentage_Power() const { return Percentage_Power; }
 140     inline double get_EGT() const { return EGT; }
 141     inline double get_CHT() const { return CHT; }
 142     inline double get_prop_thrust() const { return prop_thrust; }
 143
 144     inline void set_Throttle( double t ) { Throttle = t; }
 145     inline void set_Mixture( double m ) { Mixture = m; }
 146     inline void set_Prop_Advance( double p ) { Prop_Advance = p; }
 147     inline void set_RPM( double r ) { RPM = r; }
 148     inline void set_Manifold_Pressure( double mp ) { Manifold_Pressure = mp; }
 149     inline void set_MaxHP( double hp ) { MaxHP = hp; }
 150     inline void set_Percentage_Power( double p ) { Percentage_Power = p; }
 151     inline void set_EGT( double e ) { EGT = e; }
 152     inline void set_CHT( double c ) { CHT = c; }
 153     inline void set_prop_thrust( double t ) { prop_thrust = t; }
 154
 155 };
 156
 157 typedef vector < FGEngInterface > engine_list;
 158
 159
 160 // This is based heavily on LaRCsim/ls_generic.h
 161 class FGInterface {
 162
 163 protected:
 164
 165     void busdump(void);
 166
 167 private:
 168
 169     // Pilot location rel to ref pt
 170     FG_VECTOR_3 d_pilot_rp_body_v;
 171
 172     // CG position w.r.t. ref. point
 173     FG_VECTOR_3 d_cg_rp_body_v;
 174
 175     // Forces
 176     FG_VECTOR_3 f_body_total_v;
 177     FG_VECTOR_3 f_local_total_v;
 178     FG_VECTOR_3 f_aero_v;
 179     FG_VECTOR_3 f_engine_v;
 180     FG_VECTOR_3 f_gear_v;
 181
 182     // Moments
 183     FG_VECTOR_3 m_total_rp_v;
 184     FG_VECTOR_3 m_total_cg_v;
 185     FG_VECTOR_3 m_aero_v;
 186     FG_VECTOR_3 m_engine_v;
 187     FG_VECTOR_3 m_gear_v;
 188
 189     // Accelerations
 190     FG_VECTOR_3 v_dot_local_v;
 191     FG_VECTOR_3 v_dot_body_v;
 192     FG_VECTOR_3 a_cg_body_v;
 193     FG_VECTOR_3 a_pilot_body_v;
 194     FG_VECTOR_3 n_cg_body_v;
 195     FG_VECTOR_3 n_pilot_body_v;
 196     FG_VECTOR_3 omega_dot_body_v;
 197
 198     // Velocities
 199     FG_VECTOR_3 v_local_v;
 200     FG_VECTOR_3 v_local_rel_ground_v; // V rel w.r.t. earth surface
 201     FG_VECTOR_3 v_local_airmass_v;    // velocity of airmass (steady winds)
 202     FG_VECTOR_3 v_local_rel_airmass_v;  // velocity of veh. relative to airmass
 203     FG_VECTOR_3 v_local_gust_v;       // linear turbulence components, L frame
 204     FG_VECTOR_3 v_wind_body_v;        // Wind-relative velocities in body axis
 205
 206     FG_VECTOR_3 omega_body_v;         // Angular B rates
 207     FG_VECTOR_3 omega_local_v;        // Angular L rates
 208     FG_VECTOR_3 omega_total_v;        // Diff btw B & L
 209     FG_VECTOR_3 euler_rates_v;
 210     FG_VECTOR_3 geocentric_rates_v;   // Geocentric linear velocities
 211
 212     // Positions
 213     FG_VECTOR_3 geocentric_position_v;
 214     FG_VECTOR_3 geodetic_position_v;
 215     FG_VECTOR_3 euler_angles_v;
 216
 217     // Miscellaneous Quantities
 218     FG_VECTOR_3 d_cg_rwy_local_v;     // CG rel. to rwy in local coords
 219     FG_VECTOR_3 d_cg_rwy_rwy_v;       // CG relative to rwy, in rwy coordinates
 220     FG_VECTOR_3 d_pilot_rwy_local_v;  // pilot rel. to rwy in local coords
 221     FG_VECTOR_3 d_pilot_rwy_rwy_v;    // pilot rel. to rwy, in rwy coords.
 222
 223     // Inertias
 224     double mass, i_xx, i_yy, i_zz, i_xz;
 225
 226     // Normal Load Factor
 227     double nlf;
 228
 229     // Velocities
 230     double v_rel_wind, v_true_kts, v_rel_ground, v_inertial;
 231     double v_ground_speed, v_equiv, v_equiv_kts;
 232     double v_calibrated, v_calibrated_kts;
 233
 234     // Miscellaneious Quantities
 235     double t_local_to_body_m[3][3];   // Transformation matrix L to B
 236     double gravity;                   // Local acceleration due to G
 237     double centrifugal_relief;        // load factor reduction due to speed
 238     double alpha, beta, alpha_dot, beta_dot;  // in radians
 239     double cos_alpha, sin_alpha, cos_beta, sin_beta;
 240     double cos_phi, sin_phi, cos_theta, sin_theta, cos_psi, sin_psi;
 241     double gamma_vert_rad, gamma_horiz_rad;  // Flight path angles
 242     double sigma, density, v_sound, mach_number;
 243     double static_pressure, total_pressure, impact_pressure;
 244     double dynamic_pressure;
 245     double static_temperature, total_temperature;
 246     double sea_level_radius, earth_position_angle;
 247     double runway_altitude, runway_latitude, runway_longitude;
 248     double runway_heading;
 249     double radius_to_rwy;
 250     double climb_rate;                // in feet per second
 251     double sin_lat_geocentric, cos_lat_geocentric;
 252     double sin_longitude, cos_longitude;
 253     double sin_latitude, cos_latitude;
 254     double altitude_agl;
 255
 256     //change flag
 257     bool resetNeeded;
 258
 259     // Engine list
 260     engine_list engines;
 261
 262     FGTimeStamp valid_stamp;          // time this record is valid
 263     FGTimeStamp next_stamp;           // time this record is valid
 264
 265 protected:
 266
 267     inline void _set_Inertias( double m, double xx, double yy,
 268                               double zz, double xz)
 269     {
 270         mass = m;
 271         i_xx = xx;
 272         i_yy = yy;
 273         i_zz = zz;
 274         i_xz = xz;
 275     }
 276     inline void _set_CG_Position( double dx, double dy, double dz ) {
 277         d_cg_rp_body_v[0] = dx;
 278         d_cg_rp_body_v[1] = dy;
 279         d_cg_rp_body_v[2] = dz;
 280     }
 281     inline void _set_Accels_Local( double north, double east, double down ) {
 282         v_dot_local_v[0] = north;
 283         v_dot_local_v[1] = east;
 284         v_dot_local_v[2] = down;
 285     }
 286     inline void _set_Accels_Body( double u, double v, double w ) {
 287         v_dot_body_v[0] = u;
 288         v_dot_body_v[1] = v;
 289         v_dot_body_v[2] = w;
 290     }
 291     inline void _set_Accels_CG_Body( double x, double y, double z ) {
 292         a_cg_body_v[0] = x;
 293         a_cg_body_v[1] = y;
 294         a_cg_body_v[2] = z;
 295     }
 296     inline void _set_Accels_Pilot_Body( double x, double y, double z ) {
 297         a_pilot_body_v[0] = x;
 298         a_pilot_body_v[1] = y;
 299         a_pilot_body_v[2] = z;
 300     }
 301     inline void _set_Accels_CG_Body_N( double x, double y, double z ) {
 302         n_cg_body_v[0] = x;
 303         n_cg_body_v[1] = y;
 304         n_cg_body_v[2] = z;
 305     }
 306     void _set_Nlf(double n) { nlf=n;  }
 307     inline void _set_Velocities_Local( double north, double east, double down ){
 308         v_local_v[0] = north;
 309         v_local_v[1] = east;
 310         v_local_v[2] = down;
 311     }
 312     inline void _set_Velocities_Ground(double north, double east, double down) {
 313         v_local_rel_ground_v[0] = north;
 314         v_local_rel_ground_v[1] = east;
 315         v_local_rel_ground_v[2] = down;
 316     }
 317     inline void _set_Velocities_Local_Airmass( double north, double east,
 318                                               double down)
 319     {
 320         v_local_airmass_v[0] = north;
 321         v_local_airmass_v[1] = east;
 322         v_local_airmass_v[2] = down;
 323     }
 324     inline void _set_Velocities_Wind_Body( double u, double v, double w) {
 325         v_wind_body_v[0] = u;
 326         v_wind_body_v[1] = v;
 327         v_wind_body_v[2] = w;
 328     }
 329     inline void _set_V_ground_speed( double v) { v_ground_speed = v; }
 330     inline void _set_V_equiv_kts( double kts ) { v_equiv_kts = kts; }
 331     inline void _set_V_calibrated_kts( double kts ) { v_calibrated_kts = kts; }
 332     inline void _set_Omega_Body( double p, double q, double r ) {
 333         omega_body_v[0] = p;
 334         omega_body_v[1] = q;
 335         omega_body_v[2] = r;
 336     }
 337     inline void _set_Euler_Rates( double phi, double theta, double psi ) {
 338         euler_rates_v[0] = phi;
 339         euler_rates_v[1] = theta;
 340         euler_rates_v[2] = psi;
 341     }
 342     inline void _set_Geocentric_Rates( double lat, double lon, double rad ) {
 343         geocentric_rates_v[0] = lat;
 344         geocentric_rates_v[1] = lon;
 345         geocentric_rates_v[2] = rad;
 346     }
 347 #if 0
 348     inline void _set_Radius_to_vehicle(double radius) {
 349         geocentric_position_v[2] = radius;
 350     }
 351 #endif
 352     inline void _set_Geocentric_Position( double lat, double lon, double rad ) {
 353         geocentric_position_v[0] = lat;
 354         geocentric_position_v[1] = lon;
 355         geocentric_position_v[2] = rad;
 356     }
 357     inline void _set_Latitude(double lat) { geodetic_position_v[0] = lat; }
 358     inline void _set_Longitude(double lon) { geodetic_position_v[1] = lon; }
 359     inline void _set_Altitude(double altitude) {
 360         geodetic_position_v[2] = altitude;
 361     }
 362     inline void _set_Altitude_AGL(double agl) {
 363         altitude_agl = agl;
 364     }
 365     inline void _set_Geodetic_Position( double lat, double lon, double alt ) {
 366         geodetic_position_v[0] = lat;
 367         geodetic_position_v[1] = lon;
 368         geodetic_position_v[2] = alt;
 369     }
 370     inline void _set_Euler_Angles( double phi, double theta, double psi ) {
 371         euler_angles_v[0] = phi;
 372         euler_angles_v[1] = theta;
 373         euler_angles_v[2] = psi;
 374     }
 375     inline void _set_T_Local_to_Body( int i, int j, double value) {
 376         t_local_to_body_m[i-1][j-1] = value;
 377     }
 378     inline void _set_T_Local_to_Body( double m[3][3] ) {
 379         int i, j;
 380         for ( i = 0; i < 3; i++ ) {
 381             for ( j = 0; j < 3; j++ ) {
 382                 t_local_to_body_m[i][j] = m[i][j];
 383             }
 384         }
 385     }
 386     inline void _set_Alpha( double a ) { alpha = a; }
 387     inline void _set_Beta( double b ) { beta = b; }
 388     inline void _set_Cos_phi( double cp ) { cos_phi = cp; }
 389     inline void _set_Cos_theta( double ct ) { cos_theta = ct; }
 390     inline void _set_Gamma_vert_rad( double gv ) { gamma_vert_rad = gv; }
 391     inline void _set_Density( double d ) { density = d; }
 392     inline void _set_Mach_number( double m ) { mach_number = m; }
 393     inline void _set_Static_pressure( double sp ) { static_pressure = sp; }
 394     inline void _set_Static_temperature( double t ) { static_temperature = t; }
 395     inline void _set_Sea_level_radius( double r ) { sea_level_radius = r; }
 396     inline void _set_Earth_position_angle(double a) {
 397         earth_position_angle = a;
 398     }
 399     inline void _set_Runway_altitude( double alt ) { runway_altitude = alt; }
 400     inline void _set_Climb_Rate(double rate) { climb_rate = rate; }
 401     inline void _set_sin_lat_geocentric(double parm) {
 402         sin_lat_geocentric = sin(parm);
 403     }
 404     inline void _set_cos_lat_geocentric(double parm) {
 405         cos_lat_geocentric = cos(parm);
 406     }
 407     inline void _set_sin_cos_longitude(double parm) {
 408         sin_longitude = sin(parm);
 409         cos_longitude = cos(parm);
 410     }
 411     inline void _set_sin_cos_latitude(double parm) {
 412         sin_latitude = sin(parm);
 413         cos_latitude = cos(parm);
 414     }
 415
 416 public:
 417
 418     FGInterface(void);
 419     virtual ~FGInterface();
 420
 421     virtual bool init( double dt );
 422     virtual bool update( int multi_loop );
 423
 424     // Define the various supported flight models (many not yet implemented)
 425     enum {
 426         // Magic Carpet mode
 427         FG_MAGICCARPET = 0,
 428
 429         // The NASA LaRCsim (Navion) flight model
 430         FG_LARCSIM = 1,
 431
 432         // Jon S. Berndt's new FDM written from the ground up in C++
 433         FG_JSBSIM = 2,
 434
 435         // Christian's hot air balloon simulation
 436         FG_BALLOONSIM = 3,
 437
 438         // Aeronautical DEvelopment AGEncy, Bangalore India
 439         FG_ADA = 4,
 440
 441         // The following aren't implemented but are here to spark
 442         // thoughts and discussions, and maybe even action.
 443         FG_ACM = 5,
 444         FG_SUPER_SONIC = 6,
 445         FG_HELICOPTER = 7,
 446         FG_AUTOGYRO = 8,
 447         FG_PARACHUTE = 9,
 448
 449         // Driven externally via a serial port, net, file, etc.
 450         FG_EXTERNAL = 10
 451     };
 452
 453     // Positions
 454     virtual void set_Latitude(double lat);       // geocentric
 455     virtual void set_Longitude(double lon);
 456     virtual void set_Altitude(double alt);  // triggers re-calc of AGL altitude
 457     virtual void set_AltitudeAGL(double altagl); // and vice-versa
 458
 459     // Speeds -- setting any of these will trigger a re-calc of the rest
 460     virtual void set_V_calibrated_kts(double vc);
 461     virtual void set_Mach_number(double mach);
 462     virtual void set_Velocities_Local( double north, double east, double down );
 463     virtual void set_Velocities_Wind_Body( double u, double v, double w);
 464
 465     // Euler angles
 466     virtual void set_Euler_Angles( double phi, double theta, double psi );
 467
 468     // Flight Path
 469     virtual void set_Climb_Rate( double roc);
 470     virtual void set_Gamma_vert_rad( double gamma);
 471
 472     // Earth
 473     virtual void set_Sea_level_radius(double slr);
 474     virtual void set_Runway_altitude(double ralt);
 475
 476     virtual void set_Static_pressure(double p);
 477     virtual void set_Static_temperature(double T);
 478     virtual void set_Density(double rho);
 479
 480     virtual void set_Velocities_Local_Airmass (double wnorth,
 481                                                double weast,
 482                                                double wdown );
 483
 484
 485     // ========== Mass properties and geometry values ==========
 486
 487     // Inertias
 488     inline double get_Mass() const { return mass; }
 489     inline double get_I_xx() const { return i_xx; }
 490     inline double get_I_yy() const { return i_yy; }
 491     inline double get_I_zz() const { return i_zz; }
 492     inline double get_I_xz() const { return i_xz; }
 493
 494     // Pilot location rel to ref pt
 495     // inline double * get_D_pilot_rp_body_v() {
 496     //  return d_pilot_rp_body_v;
 497     // }
 498     // inline double get_Dx_pilot() const { return d_pilot_rp_body_v[0]; }
 499     // inline double get_Dy_pilot() const { return d_pilot_rp_body_v[1]; }
 500     // inline double get_Dz_pilot() const { return d_pilot_rp_body_v[2]; }
 501     /* inline void set_Pilot_Location( double dx, double dy, double dz ) {
 502         d_pilot_rp_body_v[0] = dx;
 503         d_pilot_rp_body_v[1] = dy;
 504         d_pilot_rp_body_v[2] = dz;
 505     } */
 506
 507     // CG position w.r.t. ref. point
 508     // inline double * get_D_cg_rp_body_v() { return d_cg_rp_body_v; }
 509     inline double get_Dx_cg() const { return d_cg_rp_body_v[0]; }
 510     inline double get_Dy_cg() const { return d_cg_rp_body_v[1]; }
 511     inline double get_Dz_cg() const { return d_cg_rp_body_v[2]; }
 512
 513     // ========== Forces ==========
 514
 515     // inline double * get_F_body_total_v() { return f_body_total_v; }
 516     // inline double get_F_X() const { return f_body_total_v[0]; }
 517     // inline double get_F_Y() const { return f_body_total_v[1]; }
 518     // inline double get_F_Z() const { return f_body_total_v[2]; }
 519     /* inline void set_Forces_Body_Total( double x, double y, double z ) {
 520         f_body_total_v[0] = x;
 521         f_body_total_v[1] = y;
 522         f_body_total_v[2] = z;
 523     } */
 524
 525     // inline double * get_F_local_total_v() { return f_local_total_v; }
 526     // inline double get_F_north() const { return f_local_total_v[0]; }
 527     // inline double get_F_east() const { return f_local_total_v[1]; }
 528     // inline double get_F_down() const { return f_local_total_v[2]; }
 529     /* inline void set_Forces_Local_Total( double x, double y, double z ) {
 530         f_local_total_v[0] = x;
 531         f_local_total_v[1] = y;
 532         f_local_total_v[2] = z;
 533     } */
 534
 535     // inline double * get_F_aero_v() { return f_aero_v; }
 536     // inline double get_F_X_aero() const { return f_aero_v[0]; }
 537     // inline double get_F_Y_aero() const { return f_aero_v[1]; }
 538     // inline double get_F_Z_aero() const { return f_aero_v[2]; }
 539     /* inline void set_Forces_Aero( double x, double y, double z ) {
 540         f_aero_v[0] = x;
 541         f_aero_v[1] = y;
 542         f_aero_v[2] = z;
 543     } */
 544
 545     // inline double * get_F_engine_v() { return f_engine_v; }
 546     // inline double get_F_X_engine() const { return f_engine_v[0]; }
 547     // inline double get_F_Y_engine() const { return f_engine_v[1]; }
 548     // inline double get_F_Z_engine() const { return f_engine_v[2]; }
 549     /* inline void set_Forces_Engine( double x, double y, double z ) {
 550         f_engine_v[0] = x;
 551         f_engine_v[1] = y;
 552         f_engine_v[2] = z;
 553     } */
 554
 555     // inline double * get_F_gear_v() { return f_gear_v; }
 556     // inline double get_F_X_gear() const { return f_gear_v[0]; }
 557     // inline double get_F_Y_gear() const { return f_gear_v[1]; }
 558     // inline double get_F_Z_gear() const { return f_gear_v[2]; }
 559     /* inline void set_Forces_Gear( double x, double y, double z ) {
 560         f_gear_v[0] = x;
 561         f_gear_v[1] = y;
 562         f_gear_v[2] = z;
 563     } */
 564
 565     // ========== Moments ==========
 566
 567     // inline double * get_M_total_rp_v() { return m_total_rp_v; }
 568     // inline double get_M_l_rp() const { return m_total_rp_v[0]; }
 569     // inline double get_M_m_rp() const { return m_total_rp_v[1]; }
 570     // inline double get_M_n_rp() const { return m_total_rp_v[2]; }
 571     /* inline void set_Moments_Total_RP( double l, double m, double n ) {
 572         m_total_rp_v[0] = l;
 573         m_total_rp_v[1] = m;
 574         m_total_rp_v[2] = n;
 575     } */
 576
 577     // inline double * get_M_total_cg_v() { return m_total_cg_v; }
 578     // inline double get_M_l_cg() const { return m_total_cg_v[0]; }
 579     // inline double get_M_m_cg() const { return m_total_cg_v[1]; }
 580     // inline double get_M_n_cg() const { return m_total_cg_v[2]; }
 581     /* inline void set_Moments_Total_CG( double l, double m, double n ) {
 582         m_total_cg_v[0] = l;
 583         m_total_cg_v[1] = m;
 584         m_total_cg_v[2] = n;
 585     } */
 586
 587     // inline double * get_M_aero_v() { return m_aero_v; }
 588     // inline double get_M_l_aero() const { return m_aero_v[0]; }
 589     // inline double get_M_m_aero() const { return m_aero_v[1]; }
 590     // inline double get_M_n_aero() const { return m_aero_v[2]; }
 591     /* inline void set_Moments_Aero( double l, double m, double n ) {
 592         m_aero_v[0] = l;
 593         m_aero_v[1] = m;
 594         m_aero_v[2] = n;
 595     } */
 596
 597     // inline double * get_M_engine_v() { return m_engine_v; }
 598     // inline double get_M_l_engine() const { return m_engine_v[0]; }
 599     // inline double get_M_m_engine() const { return m_engine_v[1]; }
 600     // inline double get_M_n_engine() const { return m_engine_v[2]; }
 601     /* inline void set_Moments_Engine( double l, double m, double n ) {
 602         m_engine_v[0] = l;
 603         m_engine_v[1] = m;
 604         m_engine_v[2] = n;
 605     } */
 606
 607     // inline double * get_M_gear_v() { return m_gear_v; }
 608     // inline double get_M_l_gear() const { return m_gear_v[0]; }
 609     // inline double get_M_m_gear() const { return m_gear_v[1]; }
 610     // inline double get_M_n_gear() const { return m_gear_v[2]; }
 611     /* inline void set_Moments_Gear( double l, double m, double n ) {
 612         m_gear_v[0] = l;
 613         m_gear_v[1] = m;
 614         m_gear_v[2] = n;
 615     } */
 616
 617     // ========== Accelerations ==========
 618
 619     // inline double * get_V_dot_local_v() { return v_dot_local_v; }
 620     inline double get_V_dot_north() const { return v_dot_local_v[0]; }
 621     inline double get_V_dot_east() const { return v_dot_local_v[1]; }
 622     inline double get_V_dot_down() const { return v_dot_local_v[2]; }
 623
 624     // inline double * get_V_dot_body_v() { return v_dot_body_v; }
 625     inline double get_U_dot_body() const { return v_dot_body_v[0]; }
 626     inline double get_V_dot_body() const { return v_dot_body_v[1]; }
 627     inline double get_W_dot_body() const { return v_dot_body_v[2]; }
 628
 629     // inline double * get_A_cg_body_v() { return a_cg_body_v; }
 630     inline double get_A_X_cg() const { return a_cg_body_v[0]; }
 631     inline double get_A_Y_cg() const { return a_cg_body_v[1]; }
 632     inline double get_A_Z_cg() const { return a_cg_body_v[2]; }
 633
 634     // inline double * get_A_pilot_body_v() { return a_pilot_body_v; }
 635     inline double get_A_X_pilot() const { return a_pilot_body_v[0]; }
 636     inline double get_A_Y_pilot() const { return a_pilot_body_v[1]; }
 637     inline double get_A_Z_pilot() const { return a_pilot_body_v[2]; }
 638
 639     // inline double * get_N_cg_body_v() { return n_cg_body_v; }
 640     inline double get_N_X_cg() const { return n_cg_body_v[0]; }
 641     inline double get_N_Y_cg() const { return n_cg_body_v[1]; }
 642     inline double get_N_Z_cg() const { return n_cg_body_v[2]; }
 643
 644     // inline double * get_N_pilot_body_v() { return n_pilot_body_v; }
 645     // inline double get_N_X_pilot() const { return n_pilot_body_v[0]; }
 646     // inline double get_N_Y_pilot() const { return n_pilot_body_v[1]; }
 647     // inline double get_N_Z_pilot() const { return n_pilot_body_v[2]; }
 648     // inline void set_Accels_Pilot_Body_N( double x, double y, double z ) {
 649     //    n_pilot_body_v[0] = x;
 650     //    n_pilot_body_v[1] = y;
 651     //    n_pilot_body_v[2] = z;
 652     // }
 653
 654     inline double get_Nlf(void) { return nlf; }
 655
 656     // inline double * get_Omega_dot_body_v() { return omega_dot_body_v; }
 657     // inline double get_P_dot_body() const { return omega_dot_body_v[0]; }
 658     // inline double get_Q_dot_body() const { return omega_dot_body_v[1]; }
 659     // inline double get_R_dot_body() const { return omega_dot_body_v[2]; }
 660     /* inline void set_Accels_Omega( double p, double q, double r ) {
 661         omega_dot_body_v[0] = p;
 662         omega_dot_body_v[1] = q;
 663         omega_dot_body_v[2] = r;
 664     } */
 665
 666
 667     // ========== Velocities ==========
 668
 669     // inline double * get_V_local_v() { return v_local_v; }
 670     inline double get_V_north() const { return v_local_v[0]; }
 671     inline double get_V_east() const { return v_local_v[1]; }
 672     inline double get_V_down() const { return v_local_v[2]; }
 673
 674     // inline double * get_V_local_rel_ground_v() {
 675     //     return v_local_rel_ground_v;
 676     // }
 677     // inline double get_V_north_rel_ground() const {
 678     //     return v_local_rel_ground_v[0];
 679     // }
 680     // inline double get_V_east_rel_ground() const {
 681     //     return v_local_rel_ground_v[1];
 682     // }
 683     // inline double get_V_down_rel_ground() const {
 684     //    return v_local_rel_ground_v[2];
 685     // }
 686
 687     // inline double * get_V_local_airmass_v() { return v_local_airmass_v; }
 688     inline double get_V_north_airmass() const { return v_local_airmass_v[0]; }
 689     inline double get_V_east_airmass() const { return v_local_airmass_v[1]; }
 690     inline double get_V_down_airmass() const { return v_local_airmass_v[2]; }
 691
 692     // airmass
 693     // inline double * get_V_local_rel_airmass_v() {
 694     //   return v_local_rel_airmass_v;
 695     // }
 696     // inline double get_V_north_rel_airmass() const {
 697     //   return v_local_rel_airmass_v[0];
 698     // }
 699     // inline double get_V_east_rel_airmass() const {
 700     //   return v_local_rel_airmass_v[1];
 701     // }
 702     // inline double get_V_down_rel_airmass() const {
 703     //   return v_local_rel_airmass_v[2];
 704     // }
 705     /* inline void set_Velocities_Local_Rel_Airmass( double north, double east,
 706                                                   double down)
 707     {
 708         v_local_rel_airmass_v[0] = north;
 709         v_local_rel_airmass_v[1] = east;
 710         v_local_rel_airmass_v[2] = down;
 711     } */
 712
 713     // inline double * get_V_local_gust_v() { return v_local_gust_v; }
 714     // inline double get_U_gust() const { return v_local_gust_v[0]; }
 715     // inline double get_V_gust() const { return v_local_gust_v[1]; }
 716     // inline double get_W_gust() const { return v_local_gust_v[2]; }
 717     /* inline void set_Velocities_Gust( double u, double v, double w)
 718     {
 719         v_local_gust_v[0] = u;
 720         v_local_gust_v[1] = v;
 721         v_local_gust_v[2] = w;
 722     } */
 723
 724     // inline double * get_V_wind_body_v() { return v_wind_body_v; }
 725     inline double get_U_body() const { return v_wind_body_v[0]; }
 726     inline double get_V_body() const { return v_wind_body_v[1]; }
 727     inline double get_W_body() const { return v_wind_body_v[2]; }
 728
 729     // inline double get_V_rel_wind() const { return v_rel_wind; }
 730     // inline void set_V_rel_wind(double wind) { v_rel_wind = wind; }
 731
 732     // inline double get_V_true_kts() const { return v_true_kts; }
 733     // inline void set_V_true_kts(double kts) { v_true_kts = kts; }
 734
 735     // inline double get_V_rel_ground() const { return v_rel_ground; }
 736     // inline void set_V_rel_ground( double v ) { v_rel_ground = v; }
 737
 738     // inline double get_V_inertial() const { return v_inertial; }
 739     // inline void set_V_inertial(double v) { v_inertial = v; }
 740
 741     inline double get_V_ground_speed() const { return v_ground_speed; }
 742
 743     // inline double get_V_equiv() const { return v_equiv; }
 744     // inline void set_V_equiv( double v ) { v_equiv = v; }
 745
 746     inline double get_V_equiv_kts() const { return v_equiv_kts; }
 747
 748     //inline double get_V_calibrated() const { return v_calibrated; }
 749     //inline void set_V_calibrated( double v ) { v_calibrated = v; }
 750
 751     inline double get_V_calibrated_kts() const { return v_calibrated_kts; }
 752
 753     // inline double * get_Omega_body_v() { return omega_body_v; }
 754     inline double get_P_body() const { return omega_body_v[0]; }
 755     inline double get_Q_body() const { return omega_body_v[1]; }
 756     inline double get_R_body() const { return omega_body_v[2]; }
 757
 758     // inline double * get_Omega_local_v() { return omega_local_v; }
 759     // inline double get_P_local() const { return omega_local_v[0]; }
 760     // inline double get_Q_local() const { return omega_local_v[1]; }
 761     // inline double get_R_local() const { return omega_local_v[2]; }
 762     /* inline void set_Omega_Local( double p, double q, double r ) {
 763         omega_local_v[0] = p;
 764         omega_local_v[1] = q;
 765         omega_local_v[2] = r;
 766     } */
 767
 768     // inline double * get_Omega_total_v() { return omega_total_v; }
 769     // inline double get_P_total() const { return omega_total_v[0]; }
 770     // inline double get_Q_total() const { return omega_total_v[1]; }
 771     // inline double get_R_total() const { return omega_total_v[2]; }
 772     /* inline void set_Omega_Total( double p, double q, double r ) {
 773         omega_total_v[0] = p;
 774         omega_total_v[1] = q;
 775         omega_total_v[2] = r;
 776     } */
 777
 778     // inline double * get_Euler_rates_v() { return euler_rates_v; }
 779     inline double get_Phi_dot() const { return euler_rates_v[0]; }
 780     inline double get_Theta_dot() const { return euler_rates_v[1]; }
 781     inline double get_Psi_dot() const { return euler_rates_v[2]; }
 782
 783     // inline double * get_Geocentric_rates_v() { return geocentric_rates_v; }
 784     inline double get_Latitude_dot() const { return geocentric_rates_v[0]; }
 785     inline double get_Longitude_dot() const { return geocentric_rates_v[1]; }
 786     inline double get_Radius_dot() const { return geocentric_rates_v[2]; }
 787
 788     // ========== Positions ==========
 789
 790     // inline double * get_Geocentric_position_v() {
 791     //    return geocentric_position_v;
 792     // }
 793     inline double get_Lat_geocentric() const {
 794         return geocentric_position_v[0];
 795     }
 796     inline double get_Lon_geocentric() const {
 797         return geocentric_position_v[1];
 798     }
 799     inline double get_Radius_to_vehicle() const {
 800         return geocentric_position_v[2];
 801     }
 802
 803     // inline double * get_Geodetic_position_v() { return geodetic_position_v; }
 804     inline double get_Latitude() const { return geodetic_position_v[0]; }
 805     inline double get_Longitude() const { return geodetic_position_v[1]; }
 806     inline double get_Altitude() const { return geodetic_position_v[2]; }
 807     inline double get_Altitude_AGL(void) { return altitude_agl; }
 808
 809     // inline double * get_Euler_angles_v() { return euler_angles_v; }
 810     inline double get_Phi() const { return euler_angles_v[0]; }
 811     inline double get_Theta() const { return euler_angles_v[1]; }
 812     inline double get_Psi() const { return euler_angles_v[2]; }
 813
 814
 815     // ========== Miscellaneous quantities ==========
 816
 817     // inline double * get_T_local_to_body_m() { return t_local_to_body_m; }
 818     inline double get_T_local_to_body_11() const {
 819         return t_local_to_body_m[0][0];
 820     }
 821     inline double get_T_local_to_body_12() const {
 822         return t_local_to_body_m[0][1];
 823     }
 824     inline double get_T_local_to_body_13() const {
 825         return t_local_to_body_m[0][2];
 826     }
 827     inline double get_T_local_to_body_21() const {
 828         return t_local_to_body_m[1][0];
 829     }
 830     inline double get_T_local_to_body_22() const {
 831         return t_local_to_body_m[1][1];
 832     }
 833     inline double get_T_local_to_body_23() const {
 834         return t_local_to_body_m[1][2];
 835     }
 836     inline double get_T_local_to_body_31() const {
 837         return t_local_to_body_m[2][0];
 838     }
 839     inline double get_T_local_to_body_32() const {
 840         return t_local_to_body_m[2][1];
 841     }
 842     inline double get_T_local_to_body_33() const {
 843         return t_local_to_body_m[2][2];
 844     }
 845
 846     // inline double get_Gravity() const { return gravity; }
 847     // inline void set_Gravity(double g) { gravity = g; }
 848
 849     // inline double get_Centrifugal_relief() const {
 850     //   return centrifugal_relief;
 851     // }
 852     // inline void set_Centrifugal_relief(double cr) {
 853     //   centrifugal_relief = cr;
 854     // }
 855
 856     inline double get_Alpha() const { return alpha; }
 857     inline double get_Beta() const { return beta; }
 858     // inline double get_Alpha_dot() const { return alpha_dot; }
 859     // inline void set_Alpha_dot( double ad ) { alpha_dot = ad; }
 860     // inline double get_Beta_dot() const { return beta_dot; }
 861     // inline void set_Beta_dot( double bd ) { beta_dot = bd; }
 862
 863     // inline double get_Cos_alpha() const { return cos_alpha; }
 864     // inline void set_Cos_alpha( double ca ) { cos_alpha = ca; }
 865     // inline double get_Sin_alpha() const { return sin_alpha; }
 866     // inline void set_Sin_alpha( double sa ) { sin_alpha = sa; }
 867     // inline double get_Cos_beta() const { return cos_beta; }
 868     // inline void set_Cos_beta( double cb ) { cos_beta = cb; }
 869     // inline double get_Sin_beta() const { return sin_beta; }
 870     // inline void set_Sin_beta( double sb ) { sin_beta = sb; }
 871
 872     inline double get_Cos_phi() const { return cos_phi; }
 873     // inline double get_Sin_phi() const { return sin_phi; }
 874     // inline void set_Sin_phi( double sp ) { sin_phi = sp; }
 875     inline double get_Cos_theta() const { return cos_theta; }
 876     // inline double get_Sin_theta() const { return sin_theta; }
 877     // inline void set_Sin_theta( double st ) { sin_theta = st; }
 878     // inline double get_Cos_psi() const { return cos_psi; }
 879     // inline void set_Cos_psi( double cp ) { cos_psi = cp; }
 880     // inline double get_Sin_psi() const { return sin_psi; }
 881     // inline void set_Sin_psi( double sp ) { sin_psi = sp; }
 882
 883     inline double get_Gamma_vert_rad() const { return gamma_vert_rad; }
 884     // inline double get_Gamma_horiz_rad() const { return gamma_horiz_rad; }
 885     // inline void set_Gamma_horiz_rad( double gh ) { gamma_horiz_rad = gh; }
 886
 887     // inline double get_Sigma() const { return sigma; }
 888     // inline void set_Sigma( double s ) { sigma = s; }
 889     inline double get_Density() const { return density; }
 890     // inline double get_V_sound() const { return v_sound; }
 891     // inline void set_V_sound( double v ) { v_sound = v; }
 892     inline double get_Mach_number() const { return mach_number; }
 893
 894     inline double get_Static_pressure() const { return static_pressure; }
 895     // inline double get_Total_pressure() const { return total_pressure; }
 896     // inline void set_Total_pressure( double tp ) { total_pressure = tp; }
 897     // inline double get_Impact_pressure() const { return impact_pressure; }
 898     // inline void set_Impact_pressure( double ip ) { impact_pressure = ip; }
 899     // inline double get_Dynamic_pressure() const { return dynamic_pressure; }
 900     // inline void set_Dynamic_pressure( double dp ) { dynamic_pressure = dp; }
 901
 902     inline double get_Static_temperature() const { return static_temperature; }
 903     // inline double get_Total_temperature() const { return total_temperature; }
 904     // inline void set_Total_temperature( double t ) { total_temperature = t; }
 905
 906     inline double get_Sea_level_radius() const { return sea_level_radius; }
 907     inline double get_Earth_position_angle() const {
 908         return earth_position_angle;
 909     }
 910
 911     inline double get_Runway_altitude() const { return runway_altitude; }
 912     // inline double get_Runway_latitude() const { return runway_latitude; }
 913     // inline void set_Runway_latitude( double lat ) { runway_latitude = lat; }
 914     // inline double get_Runway_longitude() const { return runway_longitude; }
 915     // inline void set_Runway_longitude( double lon ) {
 916     //   runway_longitude = lon;
 917     // }
 918     // inline double get_Runway_heading() const { return runway_heading; }
 919     // inline void set_Runway_heading( double h ) { runway_heading = h; }
 920
 921     // inline double get_Radius_to_rwy() const { return radius_to_rwy; }
 922     // inline void set_Radius_to_rwy( double r ) { radius_to_rwy = r; }
 923
 924     // inline double * get_D_cg_rwy_local_v() { return d_cg_rwy_local_v; }
 925     // inline double get_D_cg_north_of_rwy() const {
 926     //   return d_cg_rwy_local_v[0];
 927     // }
 928     // inline double get_D_cg_east_of_rwy() const {
 929     //   return d_cg_rwy_local_v[1];
 930     // }
 931     // inline double get_D_cg_above_rwy() const { return d_cg_rwy_local_v[2]; }
 932     /* inline void set_CG_Rwy_Local( double north, double east, double above )
 933     {
 934         d_cg_rwy_local_v[0] = north;
 935         d_cg_rwy_local_v[1] = east;
 936         d_cg_rwy_local_v[2] = above;
 937     } */
 938
 939     // inline double * get_D_cg_rwy_rwy_v() { return d_cg_rwy_rwy_v; }
 940     // inline double get_X_cg_rwy() const { return d_cg_rwy_rwy_v[0]; }
 941     // inline double get_Y_cg_rwy() const { return d_cg_rwy_rwy_v[1]; }
 942     // inline double get_H_cg_rwy() const { return d_cg_rwy_rwy_v[2]; }
 943     /* inline void set_CG_Rwy_Rwy( double x, double y, double h )
 944     {
 945         d_cg_rwy_rwy_v[0] = x;
 946         d_cg_rwy_rwy_v[1] = y;
 947         d_cg_rwy_rwy_v[2] = h;
 948     } */
 949
 950     // inline double * get_D_pilot_rwy_local_v() { return d_pilot_rwy_local_v; }
 951     // inline double get_D_pilot_north_of_rwy() const {
 952     //   return d_pilot_rwy_local_v[0];
 953     // }
 954     // inline double get_D_pilot_east_of_rwy() const {
 955     //   return d_pilot_rwy_local_v[1];
 956     // }
 957     // inline double get_D_pilot_above_rwy() const {
 958     //   return d_pilot_rwy_local_v[2];
 959     // }
 960     /* inline void set_Pilot_Rwy_Local( double north, double east, double above )
 961     {
 962         d_pilot_rwy_local_v[0] = north;
 963         d_pilot_rwy_local_v[1] = east;
 964         d_pilot_rwy_local_v[2] = above;
 965     } */
 966
 967     // inline double * get_D_pilot_rwy_rwy_v() { return d_pilot_rwy_rwy_v; }
 968     // inline double get_X_pilot_rwy() const { return d_pilot_rwy_rwy_v[0]; }
 969     // inline double get_Y_pilot_rwy() const { return d_pilot_rwy_rwy_v[1]; }
 970     // inline double get_H_pilot_rwy() const { return d_pilot_rwy_rwy_v[2]; }
 971     /* inline void set_Pilot_Rwy_Rwy( double x, double y, double h )
 972     {
 973         d_pilot_rwy_rwy_v[0] = x;
 974         d_pilot_rwy_rwy_v[1] = y;
 975         d_pilot_rwy_rwy_v[2] = h;
 976     } */
 977
 978     inline double get_Climb_Rate() const { return climb_rate; }
 979
 980     inline FGTimeStamp get_time_stamp() const { return valid_stamp; }
 981     inline void stamp_time() { valid_stamp = next_stamp; next_stamp.stamp(); }
 982
 983     // Extrapolate FDM based on time_offset (in usec)
 984     void extrapolate( int time_offset );
 985
 986     // sin/cos lat_geocentric
 987     inline double get_sin_lat_geocentric(void) const {
 988         return sin_lat_geocentric;
 989     }
 990     inline double get_cos_lat_geocentric(void) const {
 991         return cos_lat_geocentric;
 992     }
 993
 994     inline double get_sin_longitude(void) const {
 995         return sin_longitude;
 996     }
 997     inline double get_cos_longitude(void) const {
 998         return cos_longitude;
 999     }
1000
1001     inline double get_sin_latitude(void) const {
1002         return sin_latitude;
1003     }
1004     inline double get_cos_latitude(void) const {
1005         return cos_latitude;
1006     }
1007
1008     // engines
1009     inline double get_num_engines() const {
1010         return engines.size();
1011     }
1012
1013     inline FGEngInterface* get_engine( int i ) {
1014         return &engines[i];
1015     }
1016
1017     inline void add_engine( FGEngInterface e ) {
1018         engines.push_back( e );
1019     }
1020 };
1021
1022
1023 typedef list < FGInterface > fdm_state_list;
1024 typedef fdm_state_list::iterator fdm_state_list_iterator;
1025 typedef fdm_state_list::const_iterator const_fdm_state_list_iterator;
1026
1027
1028 extern FGInterface * cur_fdm_state;
1029
1030
1031 // General interface to the flight model routines
1032
1033 // Initialize the flight model parameters
1034 int fgFDMInit(int model, FGInterface& f, double dt);
1035
1036 // Run multiloop iterations of the flight model
1037 int fgFDMUpdate(int model, FGInterface& f, int multiloop, int jitter);
1038
1039 // Set the altitude (force)
1040 void fgFDMForceAltitude(int model, double alt_meters);
1041
1042 // Set the local ground elevation
1043 void fgFDMSetGroundElevation(int model, double alt_meters);
1044
1045
1046 #endif // _FLIGHT_HXX