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  - http://www.flightgear.org/~curt
   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., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301, 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_V_north ()'
  44    `FGInterface::get_V_east ()'
  45    `FGInterface::get_V_down ()'
  46
  47    `FGInterface::get_P_Body ()'
  48    `FGInterface::get_Q_Body ()'
  49    `FGInterface::get_R_Body ()'
  50
  51    `FGInterface::get_Gamma_vert_rad ()'
  52    `FGInterface::get_Climb_Rate ()'
  53    `FGInterface::get_Alpha ()'
  54    `FGInterface::get_Beta ()'
  55
  56    `FGInterface::get_Runway_altitude ()'
  57
  58    `FGInterface::get_Lon_geocentric ()'
  59    `FGInterface::get_Lat_geocentric ()'
  60    `FGInterface::get_Sea_level_radius ()'
  61    `FGInterface::get_Earth_position_angle ()'
  62
  63    `FGInterface::get_Latitude_dot()'
  64    `FGInterface::get_Longitude_dot()'
  65    `FGInterface::get_Radius_dot()'
  66
  67    `FGInterface::get_Dx_cg ()'
  68    `FGInterface::get_Dy_cg ()'
  69    `FGInterface::get_Dz_cg ()'
  70
  71    `FGInterface::get_Radius_to_vehicle ()'
  72
  73  */
  74
  75
  76 #include <math.h>
  77
  78 #include <list>
  79 #include <vector>
  80 #include <string>
  81
  82 #include <simgear/compiler.h>
  83 #include <simgear/constants.h>
  84 #include <simgear/structure/subsystem_mgr.hxx>
  85 #include <FDM/groundcache.hxx>
  86
  87 using std::list;
  88 using std::vector;
  89 using std::string;
  90
  91 // This is based heavily on LaRCsim/ls_generic.h
  92 class FGInterface : public SGSubsystem {
  93
  94 private:
  95
  96     // Has the init() method been called.  This is used to delay
  97     // initialization until scenery can be loaded and we know the true
  98     // ground elevation.
  99     bool inited;
 100
 101     // Have we bound to the property system
 102     bool bound;
 103
 104     // periodic update management variable.  This is a scheme to run
 105     // the fdm with a fixed delta-t.  We control how many iteration of
 106     // the fdm to run with the fixed dt based on the elapsed time from
 107     // the last update.  This allows us to maintain sync with the real
 108     // time clock, even though each frame could take a random amount
 109     // of time.  Since "dt" is unlikely to divide evenly into the
 110     // elapse time, we keep track of the remainder and add it into the
 111     // next elapsed time.  This yields a small amount of temporal
 112     // jitter ( < dt ) but in practice seems to work well.
 113
 114     double remainder;           // remainder time from last run
 115
 116     // CG position w.r.t. ref. point
 117     SGVec3d d_cg_rp_body_v;
 118
 119     // Accelerations
 120     SGVec3d v_dot_local_v;
 121     SGVec3d v_dot_body_v;
 122     SGVec3d a_cg_body_v;
 123     SGVec3d a_pilot_body_v;
 124     SGVec3d n_cg_body_v;
 125     SGVec3d omega_dot_body_v;
 126
 127     // Velocities
 128     SGVec3d v_local_v;
 129     SGVec3d v_local_rel_ground_v; // V rel w.r.t. earth surface
 130     SGVec3d v_local_airmass_v;    // velocity of airmass (steady winds)
 131     SGVec3d v_wind_body_v;        // Wind-relative velocities in body axis
 132
 133     SGVec3d omega_body_v;         // Angular B rates
 134     SGVec3d euler_rates_v;
 135     SGVec3d geocentric_rates_v;   // Geocentric linear velocities
 136
 137     // Positions
 138     SGGeod geodetic_position_v;
 139     SGVec3d cartesian_position_v;
 140     SGGeoc geocentric_position_v;
 141     SGVec3d euler_angles_v;
 142
 143     // Normal Load Factor
 144     double nlf;
 145
 146     // Velocities
 147     double v_rel_wind, v_true_kts;
 148     double v_ground_speed, v_equiv_kts;
 149     double v_calibrated_kts;
 150
 151     // Miscellaneious Quantities
 152     double alpha, beta;  // in radians
 153     double gamma_vert_rad;  // Flight path angles
 154     double density, mach_number;
 155     double static_pressure, total_pressure;
 156     double dynamic_pressure;
 157     double static_temperature, total_temperature;
 158     double sea_level_radius, earth_position_angle;
 159     double runway_altitude;
 160     double climb_rate;                // in feet per second
 161     double altitude_agl;
 162
 163     double daux[16];            // auxilliary doubles
 164     float  faux[16];            // auxilliary floats
 165     int    iaux[16];            // auxilliary ints
 166
 167     // the ground cache object itself.
 168     FGGroundCache ground_cache;
 169
 170 protected:
 171
 172     int _calc_multiloop (double dt);
 173
 174 public:
 175
 176                                 // deliberately not virtual so that
 177                                 // FGInterface constructor will call
 178                                 // the right version
 179     void _setup();
 180
 181     void _busdump(void);
 182     void _updatePositionM(const SGVec3d& cartPos);
 183     void _updatePositionFt(const SGVec3d& cartPos) {
 184         _updatePositionM(SG_FEET_TO_METER*cartPos);
 185     }
 186     void _updatePosition(const SGGeod& geod);
 187     void _updatePosition(const SGGeoc& geoc);
 188
 189     void _updateGeodeticPosition( double lat, double lon, double alt );
 190     void _updateGeocentricPosition( double lat_geoc, double lon, double alt );
 191     void _update_ground_elev_at_pos( void );
 192
 193     inline void _set_CG_Position( double dx, double dy, double dz ) {
 194         d_cg_rp_body_v[0] = dx;
 195         d_cg_rp_body_v[1] = dy;
 196         d_cg_rp_body_v[2] = dz;
 197     }
 198     inline void _set_Accels_Local( double north, double east, double down ) {
 199         v_dot_local_v[0] = north;
 200         v_dot_local_v[1] = east;
 201         v_dot_local_v[2] = down;
 202     }
 203     inline void _set_Accels_Body( double u, double v, double w ) {
 204         v_dot_body_v[0] = u;
 205         v_dot_body_v[1] = v;
 206         v_dot_body_v[2] = w;
 207     }
 208     inline void _set_Accels_CG_Body( double x, double y, double z ) {
 209         a_cg_body_v[0] = x;
 210         a_cg_body_v[1] = y;
 211         a_cg_body_v[2] = z;
 212     }
 213     inline void _set_Accels_Pilot_Body( double x, double y, double z ) {
 214         a_pilot_body_v[0] = x;
 215         a_pilot_body_v[1] = y;
 216         a_pilot_body_v[2] = z;
 217     }
 218     inline void _set_Accels_CG_Body_N( double x, double y, double z ) {
 219         n_cg_body_v[0] = x;
 220         n_cg_body_v[1] = y;
 221         n_cg_body_v[2] = z;
 222     }
 223     void _set_Nlf(double n) { nlf=n;  }
 224     inline void _set_Velocities_Local( double north, double east, double down ){
 225         v_local_v[0] = north;
 226         v_local_v[1] = east;
 227         v_local_v[2] = down;
 228     }
 229     inline void _set_Velocities_Ground(double north, double east, double down) {
 230         v_local_rel_ground_v[0] = north;
 231         v_local_rel_ground_v[1] = east;
 232         v_local_rel_ground_v[2] = down;
 233     }
 234     inline void _set_Velocities_Local_Airmass( double north, double east,
 235                                               double down)
 236     {
 237         v_local_airmass_v[0] = north;
 238         v_local_airmass_v[1] = east;
 239         v_local_airmass_v[2] = down;
 240     }
 241     inline void _set_Velocities_Wind_Body( double u, double v, double w) {
 242         v_wind_body_v[0] = u;
 243         v_wind_body_v[1] = v;
 244         v_wind_body_v[2] = w;
 245     }
 246     inline void _set_V_rel_wind(double vt) { v_rel_wind = vt; }
 247     inline void _set_V_ground_speed( double v) { v_ground_speed = v; }
 248     inline void _set_V_equiv_kts( double kts ) { v_equiv_kts = kts; }
 249     inline void _set_V_calibrated_kts( double kts ) { v_calibrated_kts = kts; }
 250     inline void _set_Omega_Body( double p, double q, double r ) {
 251         omega_body_v[0] = p;
 252         omega_body_v[1] = q;
 253         omega_body_v[2] = r;
 254     }
 255     inline void _set_Euler_Rates( double phi, double theta, double psi ) {
 256         euler_rates_v[0] = phi;
 257         euler_rates_v[1] = theta;
 258         euler_rates_v[2] = psi;
 259     }
 260     inline void _set_Geocentric_Rates( double lat, double lon, double rad ) {
 261         geocentric_rates_v[0] = lat;
 262         geocentric_rates_v[1] = lon;
 263         geocentric_rates_v[2] = rad;
 264     }
 265     inline void _set_Geocentric_Position( double lat, double lon, double rad ) {
 266         geocentric_position_v.setLatitudeRad(lat);
 267         geocentric_position_v.setLongitudeRad(lon);
 268         geocentric_position_v.setRadiusFt(rad);
 269     }
 270     inline void _set_Latitude(double lat) {
 271         geodetic_position_v.setLatitudeRad(lat);
 272     }
 273     inline void _set_Longitude(double lon) {
 274         geodetic_position_v.setLongitudeRad(lon);
 275     }
 276     inline void _set_Altitude(double altitude) {
 277         geodetic_position_v.setElevationFt(altitude);
 278     }
 279     inline void _set_Altitude_AGL(double agl) {
 280         altitude_agl = agl;
 281     }
 282     inline void _set_Geodetic_Position( double lat, double lon, double alt ) {
 283         geodetic_position_v.setLatitudeRad(lat);
 284         geodetic_position_v.setLongitudeRad(lon);
 285         geodetic_position_v.setElevationFt(alt);
 286     }
 287     inline void _set_Euler_Angles( double phi, double theta, double psi ) {
 288         euler_angles_v[0] = phi;
 289         euler_angles_v[1] = theta;
 290         euler_angles_v[2] = psi;
 291     }
 292     // FIXME, for compatibility with JSBSim
 293     inline void _set_T_Local_to_Body( int i, int j, double value) { }
 294     inline void _set_Alpha( double a ) { alpha = a; }
 295     inline void _set_Beta( double b ) { beta = b; }
 296     inline void _set_Gamma_vert_rad( double gv ) { gamma_vert_rad = gv; }
 297     inline void _set_Density( double d ) { density = d; }
 298     inline void _set_Mach_number( double m ) { mach_number = m; }
 299     inline void _set_Static_pressure( double sp ) { static_pressure = sp; }
 300     inline void _set_Static_temperature( double t ) { static_temperature = t; }
 301     inline void _set_Total_temperature( double tat ) { total_temperature = tat; } //JW
 302     inline void _set_Sea_level_radius( double r ) { sea_level_radius = r; }
 303     inline void _set_Earth_position_angle(double a) { earth_position_angle = a; }
 304     inline void _set_Runway_altitude( double alt ) { runway_altitude = alt; }
 305     inline void _set_Climb_Rate(double rate) { climb_rate = rate; }
 306
 307     inline void _set_daux( int n, double value ) { daux[n] = value; }
 308     inline void _set_faux( int n, float value ) { faux[n] = value; }
 309     inline void _set_iaux( int n, int value ) { iaux[n] = value; }
 310
 311 public:
 312
 313     FGInterface();
 314     FGInterface( double dt );
 315     virtual ~FGInterface();
 316
 317     virtual void init ();
 318     virtual void bind ();
 319     virtual void unbind ();
 320     virtual void update(double dt);
 321     virtual bool ToggleDataLogging(bool state) { return false; }
 322     virtual bool ToggleDataLogging(void) { return false; }
 323
 324     // Define the various supported flight models (many not yet implemented)
 325     enum {
 326         // Magic Carpet mode
 327         FG_MAGICCARPET = 0,
 328
 329         // The NASA LaRCsim (Navion) flight model
 330         FG_LARCSIM = 1,
 331
 332         // Jon S. Berndt's new FDM written from the ground up in C++
 333         FG_JSBSIM = 2,
 334
 335         // Christian's hot air balloon simulation
 336         FG_BALLOONSIM = 3,
 337
 338         // Aeronautical DEvelopment AGEncy, Bangalore India
 339         FG_ADA = 4,
 340
 341         // The following aren't implemented but are here to spark
 342         // thoughts and discussions, and maybe even action.
 343         FG_ACM = 5,
 344         FG_SUPER_SONIC = 6,
 345         FG_HELICOPTER = 7,
 346         FG_AUTOGYRO = 8,
 347         FG_PARACHUTE = 9,
 348
 349         // Driven externally via a serial port, net, file, etc.
 350         FG_EXTERNAL = 10
 351     };
 352
 353     // initialization
 354     inline bool get_inited() const { return inited; }
 355     inline void set_inited( bool value ) { inited = value; }
 356
 357     inline bool get_bound() const { return bound; }
 358
 359     //perform initializion that is common to all FDM's
 360     void common_init();
 361
 362     // Positions
 363     virtual void set_Latitude(double lat);       // geocentric
 364     virtual void set_Longitude(double lon);
 365     virtual void set_Altitude(double alt);  // triggers re-calc of AGL altitude
 366     virtual void set_AltitudeAGL(double altagl); // and vice-versa
 367     virtual void set_Latitude_deg (double lat) {
 368       set_Latitude(lat * SGD_DEGREES_TO_RADIANS);
 369     }
 370     virtual void set_Longitude_deg (double lon) {
 371       set_Longitude(lon * SGD_DEGREES_TO_RADIANS);
 372     }
 373
 374     // Speeds -- setting any of these will trigger a re-calc of the rest
 375     virtual void set_V_calibrated_kts(double vc);
 376     virtual void set_Mach_number(double mach);
 377     virtual void set_Velocities_Local( double north, double east, double down );
 378     inline void set_V_north (double north) {
 379       set_Velocities_Local(north, v_local_v[1], v_local_v[2]);
 380     }
 381     inline void set_V_east (double east) {
 382       set_Velocities_Local(v_local_v[0], east, v_local_v[2]);
 383     }
 384     inline void set_V_down (double down) {
 385       set_Velocities_Local(v_local_v[0], v_local_v[1], down);
 386     }
 387     virtual void set_Velocities_Wind_Body( double u, double v, double w);
 388     virtual void set_uBody (double uBody) {
 389       set_Velocities_Wind_Body(uBody, v_wind_body_v[1], v_wind_body_v[2]);
 390     }
 391     virtual void set_vBody (double vBody) {
 392       set_Velocities_Wind_Body(v_wind_body_v[0], vBody, v_wind_body_v[2]);
 393     }
 394     virtual void set_wBody (double wBody) {
 395       set_Velocities_Wind_Body(v_wind_body_v[0], v_wind_body_v[1], wBody);
 396     }
 397
 398     // Euler angles
 399     virtual void set_Euler_Angles( double phi, double theta, double psi );
 400     virtual void set_Phi (double phi) {
 401       set_Euler_Angles(phi, get_Theta(), get_Psi());
 402     }
 403     virtual void set_Theta (double theta) {
 404       set_Euler_Angles(get_Phi(), theta, get_Psi());
 405     }
 406     virtual void set_Psi (double psi) {
 407       set_Euler_Angles(get_Phi(), get_Theta(), psi);
 408     }
 409     virtual void set_Phi_deg (double phi) {
 410       set_Phi(phi * SGD_DEGREES_TO_RADIANS);
 411     }
 412     virtual void set_Theta_deg (double theta) {
 413       set_Theta(theta * SGD_DEGREES_TO_RADIANS);
 414     }
 415     virtual void set_Psi_deg (double psi) {
 416       set_Psi(psi * SGD_DEGREES_TO_RADIANS);
 417     }
 418
 419     // Flight Path
 420     virtual void set_Climb_Rate( double roc);
 421     virtual void set_Gamma_vert_rad( double gamma);
 422
 423     // Earth
 424
 425     virtual void set_Static_pressure(double p);
 426     virtual void set_Static_temperature(double T);
 427     virtual void set_Density(double rho);
 428
 429     virtual void set_Velocities_Local_Airmass (double wnorth,
 430                                                double weast,
 431                                                double wdown );
 432
 433     // ========== Mass properties and geometry values ==========
 434
 435     // CG position w.r.t. ref. point
 436     inline double get_Dx_cg() const { return d_cg_rp_body_v[0]; }
 437     inline double get_Dy_cg() const { return d_cg_rp_body_v[1]; }
 438     inline double get_Dz_cg() const { return d_cg_rp_body_v[2]; }
 439
 440     // ========== Accelerations ==========
 441
 442     inline double get_V_dot_north() const { return v_dot_local_v[0]; }
 443     inline double get_V_dot_east() const { return v_dot_local_v[1]; }
 444     inline double get_V_dot_down() const { return v_dot_local_v[2]; }
 445
 446     inline double get_U_dot_body() const { return v_dot_body_v[0]; }
 447     inline double get_V_dot_body() const { return v_dot_body_v[1]; }
 448     inline double get_W_dot_body() const { return v_dot_body_v[2]; }
 449
 450     inline double get_A_X_cg() const { return a_cg_body_v[0]; }
 451     inline double get_A_Y_cg() const { return a_cg_body_v[1]; }
 452     inline double get_A_Z_cg() const { return a_cg_body_v[2]; }
 453
 454     inline double get_A_X_pilot() const { return a_pilot_body_v[0]; }
 455     inline double get_A_Y_pilot() const { return a_pilot_body_v[1]; }
 456     inline double get_A_Z_pilot() const { return a_pilot_body_v[2]; }
 457
 458     inline double get_N_X_cg() const { return n_cg_body_v[0]; }
 459     inline double get_N_Y_cg() const { return n_cg_body_v[1]; }
 460     inline double get_N_Z_cg() const { return n_cg_body_v[2]; }
 461
 462     inline double get_Nlf(void) const { return nlf; }
 463
 464     // ========== Velocities ==========
 465
 466     inline double get_V_north() const { return v_local_v[0]; }
 467     inline double get_V_east() const { return v_local_v[1]; }
 468     inline double get_V_down() const { return v_local_v[2]; }
 469     inline double get_uBody () const { return v_wind_body_v[0]; }
 470     inline double get_vBody () const { return v_wind_body_v[1]; }
 471     inline double get_wBody () const { return v_wind_body_v[2]; }
 472
 473     // Please dont comment these out. fdm=ada uses these (see
 474     // cockpit.cxx) --->
 475     inline double get_V_north_rel_ground() const {
 476         return v_local_rel_ground_v[0];
 477     }
 478     inline double get_V_east_rel_ground() const {
 479         return v_local_rel_ground_v[1];
 480     }
 481     inline double get_V_down_rel_ground() const {
 482         return v_local_rel_ground_v[2];
 483     }
 484     // <--- fdm=ada uses these (see cockpit.cxx)
 485
 486     inline double get_V_north_airmass() const { return v_local_airmass_v[0]; }
 487     inline double get_V_east_airmass() const { return v_local_airmass_v[1]; }
 488     inline double get_V_down_airmass() const { return v_local_airmass_v[2]; }
 489
 490     inline double get_U_body() const { return v_wind_body_v[0]; }
 491     inline double get_V_body() const { return v_wind_body_v[1]; }
 492     inline double get_W_body() const { return v_wind_body_v[2]; }
 493
 494     inline double get_V_rel_wind() const { return v_rel_wind; }
 495
 496     inline double get_V_true_kts() const { return v_true_kts; }
 497
 498     inline double get_V_ground_speed() const { return v_ground_speed; }
 499     inline double get_V_ground_speed_kt() const { return v_ground_speed * SG_FEET_TO_METER * 3600 * SG_METER_TO_NM; }
 500
 501     inline double get_V_equiv_kts() const { return v_equiv_kts; }
 502
 503     inline double get_V_calibrated_kts() const { return v_calibrated_kts; }
 504
 505     inline double get_P_body() const { return omega_body_v[0]; }
 506     inline double get_Q_body() const { return omega_body_v[1]; }
 507     inline double get_R_body() const { return omega_body_v[2]; }
 508
 509     inline double get_Phi_dot() const { return euler_rates_v[0]; }
 510     inline double get_Theta_dot() const { return euler_rates_v[1]; }
 511     inline double get_Psi_dot() const { return euler_rates_v[2]; }
 512     inline double get_Phi_dot_degps() const { return euler_rates_v[0] * SGD_RADIANS_TO_DEGREES; }
 513     inline double get_Theta_dot_degps() const { return euler_rates_v[1] * SGD_RADIANS_TO_DEGREES; }
 514     inline double get_Psi_dot_degps() const { return euler_rates_v[2] * SGD_RADIANS_TO_DEGREES; }
 515
 516     inline double get_Latitude_dot() const { return geocentric_rates_v[0]; }
 517     inline double get_Longitude_dot() const { return geocentric_rates_v[1]; }
 518     inline double get_Radius_dot() const { return geocentric_rates_v[2]; }
 519
 520     // ========== Positions ==========
 521
 522     inline double get_Lat_geocentric() const {
 523         return geocentric_position_v.getLatitudeRad();
 524     }
 525     inline double get_Lon_geocentric() const {
 526         return geocentric_position_v.getLongitudeRad();
 527     }
 528     inline double get_Radius_to_vehicle() const {
 529         return geocentric_position_v.getRadiusFt();
 530     }
 531
 532     const SGGeod& getPosition() const { return geodetic_position_v; }
 533     const SGGeoc& getGeocPosition() const { return geocentric_position_v; }
 534     const SGVec3d& getCartPosition() const { return cartesian_position_v; }
 535
 536     inline double get_Latitude() const {
 537         return geodetic_position_v.getLatitudeRad();
 538     }
 539     inline double get_Longitude() const {
 540         return geodetic_position_v.getLongitudeRad();
 541     }
 542     inline double get_Altitude() const {
 543         return geodetic_position_v.getElevationFt();
 544     }
 545     inline double get_Altitude_AGL(void) const { return altitude_agl; }
 546
 547     inline double get_Latitude_deg () const {
 548       return geodetic_position_v.getLatitudeDeg();
 549     }
 550     inline double get_Longitude_deg () const {
 551       return geodetic_position_v.getLongitudeDeg();
 552     }
 553
 554     inline double get_Phi() const { return euler_angles_v[0]; }
 555     inline double get_Theta() const { return euler_angles_v[1]; }
 556     inline double get_Psi() const { return euler_angles_v[2]; }
 557     inline double get_Phi_deg () const { return get_Phi() * SGD_RADIANS_TO_DEGREES; }
 558     inline double get_Theta_deg () const { return get_Theta() * SGD_RADIANS_TO_DEGREES; }
 559     inline double get_Psi_deg () const { return get_Psi() * SGD_RADIANS_TO_DEGREES; }
 560
 561
 562     // ========== Miscellaneous quantities ==========
 563
 564     inline double get_Alpha() const { return alpha; }
 565     inline double get_Alpha_deg() const { return alpha * SGD_RADIANS_TO_DEGREES; }
 566     inline double get_Beta() const { return beta; }
 567     inline double get_Beta_deg() const { return beta * SGD_RADIANS_TO_DEGREES; }
 568     inline double get_Gamma_vert_rad() const { return gamma_vert_rad; }
 569
 570     inline double get_Density() const { return density; }
 571     inline double get_Mach_number() const { return mach_number; }
 572
 573     inline double get_Static_pressure() const { return static_pressure; }
 574     inline double get_Total_pressure() const { return total_pressure; }
 575     inline double get_Dynamic_pressure() const { return dynamic_pressure; }
 576
 577     inline double get_Static_temperature() const { return static_temperature; }
 578     inline double get_Total_temperature() const { return total_temperature; }
 579
 580     inline double get_Sea_level_radius() const { return sea_level_radius; }
 581     inline double get_Earth_position_angle() const {
 582         return earth_position_angle;
 583     }
 584
 585     inline double get_Runway_altitude() const { return runway_altitude; }
 586     inline double get_Runway_altitude_m() const { return SG_FEET_TO_METER * runway_altitude; }
 587
 588     inline double get_Climb_Rate() const { return climb_rate; }
 589
 590     // Auxilliary variables
 591     inline double get_daux( int n ) const { return daux[n]; }
 592     inline float  get_faux( int n ) const { return faux[n]; }
 593     inline int    get_iaux( int n ) const { return iaux[n]; }
 594
 595     // Note that currently this is the "same" value runway altitude...
 596     inline double get_ground_elev_ft() const { return runway_altitude; }
 597
 598
 599     //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 600     // Ground handling routines
 601     //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 602
 603     // Prepare the ground cache for the wgs84 position pt_*.
 604     // That is take all vertices in the ball with radius rad around the
 605     // position given by the pt_* and store them in a local scene graph.
 606     bool prepare_ground_cache_m(double startSimTime, double endSimTime,
 607                                 const double pt[3], double rad);
 608     bool prepare_ground_cache_ft(double startSimTime, double endSimTime,
 609                                  const double pt[3], double rad);
 610
 611
 612     // Returns true if the cache is valid.
 613     // Also the reference time, point and radius values where the cache
 614     // is valid for are returned.
 615     bool is_valid_m(double *ref_time, double pt[3], double *rad);
 616     bool is_valid_ft(double *ref_time, double pt[3], double *rad);
 617
 618     // Return the nearest catapult to the given point
 619     // pt in wgs84 coordinates.
 620     double get_cat_m(double t, const double pt[3],
 621                      double end[2][3], double vel[2][3]);
 622     double get_cat_ft(double t, const double pt[3],
 623                       double end[2][3], double vel[2][3]);
 624
 625
 626     // Return the orientation and position matrix and the linear and angular
 627     // velocity of that local coordinate systems origin for a given time and
 628     // body id. The velocities are in the wgs84 frame at the bodys origin.
 629     bool get_body_m(double t, simgear::BVHNode::Id id, double bodyToWorld[16],
 630                     double linearVel[3], double angularVel[3]);
 631
 632
 633     // Return the altitude above ground below the wgs84 point pt
 634     // Search for the nearest triangle to pt in downward direction.
 635     // Return ground properties. The velocities are in the wgs84 frame at the
 636     // contact point.
 637     bool get_agl_m(double t, const double pt[3], double max_altoff,
 638                    double contact[3], double normal[3], double linearVel[3],
 639                    double angularVel[3], SGMaterial const*& material,
 640                    simgear::BVHNode::Id& id);
 641     bool get_agl_ft(double t, const double pt[3], double max_altoff,
 642                     double contact[3], double normal[3], double linearVel[3],
 643                     double angularVel[3], SGMaterial const*& material,
 644                     simgear::BVHNode::Id& id);
 645     double get_groundlevel_m(double lat, double lon, double alt);
 646     double get_groundlevel_m(const SGGeod& geod);
 647
 648
 649     // Return the nearest point in any direction to the point pt with a maximum
 650     // distance maxDist. The velocities are in the wgs84 frame at the query
 651     // position pt.
 652     bool get_nearest_m(double t, const double pt[3], double maxDist,
 653                        double contact[3], double normal[3], double linearVel[3],
 654                        double angularVel[3], SGMaterial const*& material,
 655                        simgear::BVHNode::Id& id);
 656     bool get_nearest_ft(double t, const double pt[3], double maxDist,
 657                         double contact[3], double normal[3],double linearVel[3],
 658                         double angularVel[3], SGMaterial const*& material,
 659                         simgear::BVHNode::Id& id);
 660
 661
 662     // Return 1 if the hook intersects with a wire.
 663     // That test is done by checking if the quad spanned by the points pt*
 664     // intersects with the line representing the wire.
 665     // If the wire is caught, the cache will trace this wires endpoints until
 666     // the FDM calls release_wire().
 667     bool caught_wire_m(double t, const double pt[4][3]);
 668     bool caught_wire_ft(double t, const double pt[4][3]);
 669
 670     // Return the location and speed of the wire endpoints.
 671     bool get_wire_ends_m(double t, double end[2][3], double vel[2][3]);
 672     bool get_wire_ends_ft(double t, double end[2][3], double vel[2][3]);
 673
 674     // Tell the cache code that it does no longer need to care for
 675     // the wire end position.
 676     void release_wire(void);
 677 };
 678
 679 extern FGInterface * cur_fdm_state;
 680
 681 // Toggle data logging on/off
 682 void fgToggleFDMdataLogging(void);
 683
 684
 685 #endif // _FLIGHT_HXX