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