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