]> git.mxchange.org Git - flightgear.git/blobdiff - src/FDM/IO360.cxx
Updated to match changes in radiostack.[ch]xx
[flightgear.git] / src / FDM / IO360.cxx
index c09daed5b0a824aad8abfc6226b6952b0ff08fd5..c75b9b3f2fea84f37ca9d4ac62a46a1444b9474d 100644 (file)
@@ -1,10 +1,9 @@
-// Module:        10520c.c
-//  Author:       Phil Schubert
-//  Date started: 12/03/99
-//  Purpose:      Models a Continental IO-520-M Engine
-//  Called by:    FGSimExec
-// 
-//  Copyright (C) 1999  Philip L. Schubert (philings@ozemail.com.au)
+// IO360.cxx - a piston engine model currently for the IO360 engine fitted to the C172
+//             but with the potential to model other naturally aspirated piston engines
+//             given appropriate config input.
+//
+// Written by David Luff, started 2000.
+// Based on code by Phil Schubert, started 1999.
 //
 // This program is free software; you can redistribute it and/or
 // modify it under the terms of the GNU General Public License as
 //
 // You should have received a copy of the GNU General Public License
 // along with this program; if not, write to the Free Software
-// Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA
-// 02111-1307, USA.
-//
-// Further information about the GNU General Public License can also
-// be found on the world wide web at http://www.gnu.org.
-//
-// FUNCTIONAL DESCRIPTION
-// ------------------------------------------------------------------------
-// Models a Continental IO-520-M engine. This engine is used in Cessna
-// 210, 310, Beechcraft Bonaza and Baron C55. The equations used below
-// were determined by a first and second order curve fits using Excel. 
-// The data is from the Cessna Aircraft Corporations Engine and Flight
-// Computer for C310. Part Number D3500-13
-// 
-// ARGUMENTS
-// ------------------------------------------------------------------------
-// 
-// 
-// HISTORY
-// ------------------------------------------------------------------------
-// 12/03/99    PLS     Created
-// 07/03/99    PLS     Added Calculation of Density, and Prop_Torque
-// 07/03/99    PLS     Restructered Variables to allow easier implementation
-//                     of Classes
-// 15/03/99    PLS     Added Oil Pressure, Oil Temperature and CH Temp
-// ------------------------------------------------------------------------
-// INCLUDES
-// ------------------------------------------------------------------------
-//
-//
-/////////////////////////////////////////////////////////////////////
-//
-// Modified by Dave Luff (david.luff@nottingham.ac.uk) September 2000
-//
-// Altered manifold pressure range to add a minimum value at idle to simulate the throttle stop / idle bypass valve,
-// and to reduce the maximum value whilst the engine is running to slightly below ambient to account for CdA losses across the throttle
-//
-// Altered it a bit to model an IO360 from C172 - 360 cubic inches, 180 HP max, fixed pitch prop
-// Added a simple fixed pitch prop model by Nev Harbor - this is not intended as a final model but simply a hack to get it running for now
-// I used Phil's ManXRPM correlation for power rather than do a new one for the C172 for now, but altered it a bit to reduce power at the low end
-//
-// Added EGT model based on combustion efficiency and an energy balance with the exhaust gases
-//
-// Added a mixture - power correlation based on a curve in the IO360 operating manual
-//
-// I've tried to match the prop and engine model to give roughly 600 RPM idle and 180 HP at 2700 RPM
-// but it is by no means currently at a completed stage - DCL 15/9/00
-//
-// DCL 28/9/00 - Added estimate of engine and prop inertia and changed engine speed calculation to be calculated from Angular acceleration = Torque / Inertia.  
-//              Requires a timestep to be passed to FGNewEngine::init and currently assumes this timestep does not change.
-//              Could easily be altered to pass a variable timestep to FGNewEngine::update every step instead if required.
-//
-//////////////////////////////////////////////////////////////////////
+// Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
 
 #include <simgear/compiler.h>
 
-#include <iostream>
-#include <fstream>
 #include <math.h>
 
-#include "IO360.hxx"
-
-FG_USING_STD(cout);
-
-// ------------------------------------------------------------------------
-// CODE
-// ------------------------------------------------------------------------
-
-/*
-// Calculate Engine RPM based on Propellor Lever Position
-float FGNewEngine::Calc_Engine_RPM (float LeverPosition)
-{
-    // Calculate RPM as set by Prop Lever Position. Assumes engine
-    // will run at 1000 RPM at full course
-    
-    float RPM;
-    RPM = LeverPosition * Max_RPM / 100.0;
-    // * ((FGEng_Max_RPM + FGEng_Min_RPM) / 100);
-    
-    if ( RPM >= Max_RPM ) {
-       RPM = Max_RPM;
-    }
-
-    return RPM;
-}
-*/
+#include STL_FSTREAM
+#include STL_IOSTREAM
 
-float FGNewEngine::Lookup_Combustion_Efficiency(float thi_actual)
-{
-    float thi[11];  //array of equivalence ratio values
-    float neta_comb[11];  //corresponding array of combustion efficiency values
-    float neta_comb_actual;
-    float factor;
-
-    //thi = (0.0,0.9,1.0,1.05,1.1,1.15,1.2,1.3,1.4,1.5,1.6);
-    thi[0] = 0.0;
-    thi[1] = 0.9;
-    thi[2] = 1.0;
-    thi[3] = 1.05;     //There must be an easier way of doing this !!!!!!!!
-    thi[4] = 1.1;
-    thi[5] = 1.15;
-    thi[6] = 1.2;
-    thi[7] = 1.3;
-    thi[8] = 1.4;
-    thi[9] = 1.5;
-    thi[10] = 1.6;
-    //neta_comb = (0.98,0.98,0.97,0.95,0.9,0.85,0.79,0.7,0.63,0.57,0.525);
-    neta_comb[0] = 0.98;
-    neta_comb[1] = 0.98;
-    neta_comb[2] = 0.97;
-    neta_comb[3] = 0.95;
-    neta_comb[4] = 0.9;
-    neta_comb[5] = 0.85;
-    neta_comb[6] = 0.79;
-    neta_comb[7] = 0.7;
-    neta_comb[8] = 0.63;
-    neta_comb[9] = 0.57;
-    neta_comb[10] = 0.525;
-    //combustion efficiency values from Heywood: ISBN 0-07-100499-8
-
-    int i;
-    int j;
-    j = 11;  //This must be equal to the number of elements in the lookup table arrays
-
-    for(i=0;i<j;i++)
-    {
-       if(i == (j-1))
-       {
-           //this is just to avoid crashing the routine is we are bigger than the last element - for now just return the last element
-           //but at some point we will have to extrapolate further
-           neta_comb_actual = neta_comb[i];
-           return neta_comb_actual;
-       }
-       if(thi_actual == thi[i])
-       {
-           neta_comb_actual = neta_comb[i];
-           return neta_comb_actual;
-       }
-       if((thi_actual > thi[i]) && (thi_actual < thi[i + 1]))
-       {
-           //do linear interpolation between the two points
-           factor = (thi_actual - thi[i]) / (thi[i+1] - thi[i]);
-           neta_comb_actual = (factor * (neta_comb[i+1] - neta_comb[i])) + neta_comb[i];
-           return neta_comb_actual;
-       }
-    }
-
-    //if we get here something has gone badly wrong
-    cout << "ERROR: error in FGNewEngine::Lookup_Combustion_Efficiency\n";
-    //exit(-1);
-    return neta_comb_actual;  //keeps the compiler happy
-}
-/*
-float FGNewEngine::Calculate_Delta_T_Exhaust(void)
-{
-       float dT_exhaust;
-       heat_capacity_exhaust = (Cp_air * m_dot_air) + (Cp_fuel * m_dot_fuel);
-       dT_exhaust = enthalpy_exhaust / heat_capacity_exhaust;
-
-       return(dT_exhaust);
-}
-*/
-
-// Calculate Manifold Pressure based on Throttle lever Position
-static float Calc_Manifold_Pressure ( float LeverPosn, float MaxMan, float MinMan)
-{
-    float Inches;  
-    // if ( x < = 0 ) {
-    //   x = 0.00001;
-    // }
-
-    //Note that setting the manifold pressure as a function of lever position only is not strictly accurate
-    //MAP is also a function of engine speed.
-    Inches = MinMan + (LeverPosn * (MaxMan - MinMan) / 100);
-
-    //allow for idle bypass valve or slightly open throttle stop
-    if(Inches < MinMan)
-       Inches = MinMan;
+#if !defined(SG_HAVE_NATIVE_SGI_COMPILERS)
+SG_USING_STD(cout);
+#endif
 
-    return Inches;
-}
+#include "IO360.hxx"
+#include "LaRCsim/ls_constants.h"
 
+#include <Main/fg_props.hxx>
 
-// set initial default values
+//*************************************************************************************
+// Initialise the engine model
 void FGNewEngine::init(double dt) {
 
+    // These constants should probably be moved eventually
     CONVERT_CUBIC_INCHES_TO_METERS_CUBED = 1.638706e-5;
-    // Control and environment inputs
-    IAS = 0;
-    Throttle_Lever_Pos = 75;
-    Propeller_Lever_Pos = 75;  
-    Mixture_Lever_Pos = 100;
+    CONVERT_HP_TO_WATTS = 745.6999;
+
+    // Properties of working fluids
     Cp_air = 1005;     // J/KgK
     Cp_fuel = 1700;    // J/KgK
     calorific_value_fuel = 47.3e6;  // W/Kg  Note that this is only an approximate value
+    rho_fuel = 800;    // kg/m^3 - an estimate for now
     R_air = 287.3;
+
+    // environment inputs
+    p_amb_sea_level = 101325;  // Pascals              
+
+    // Control inputs  - ARE THESE NEEDED HERE???
+    Throttle_Lever_Pos = 75;
+    Propeller_Lever_Pos = 75;
+    Mixture_Lever_Pos = 100;
+
+    //misc
+    IAS = 0;
     time_step = dt;
 
-    // Engine Specific Variables used by this program that have limits.
-    // Will be set in a parameter file to be read in to create
-    // and instance for each engine.
+    // Engine Specific Variables that should be read in from a config file
+    MaxHP = 200;    //Lycoming IO360 -A-C-D series
+//  MaxHP = 180;    //Current Lycoming IO360 ?
+//  displacement = 520;  //Continental IO520-M
+    displacement = 360;         //Lycoming IO360
+    displacement_SI = displacement * CONVERT_CUBIC_INCHES_TO_METERS_CUBED;
+    engine_inertia = 0.2;  //kgm^2 - value taken from a popular family saloon car engine - need to find an aeroengine value !!!!!
+    prop_inertia = 0.05;  //kgm^2 - this value is a total guess - dcl
+    Max_Fuel_Flow = 130;  // Units??? Do we need this variable any more??
+
+    // Engine specific variables that maybe should be read in from config but are pretty generic and won't vary much for a naturally aspirated piston engine.
     Max_Manifold_Pressure = 28.50;  //Inches Hg. An approximation - should be able to find it in the engine performance data
     Min_Manifold_Pressure = 6.5;    //Inches Hg. This is a guess corresponding to approx 0.24 bar MAP (7 in Hg) - need to find some proper data for this
     Max_RPM = 2700;
     Min_RPM = 600;                 //Recommended idle from Continental data sheet
-    Max_Fuel_Flow = 130;
     Mag_Derate_Percent = 5;
-//    MaxHP = 285;    //Continental IO520-M
-    MaxHP = 180;    //Lycoming IO360
-//  displacement = 520;  //Continental IO520-M
-    displacement = 360;         //Lycoming IO360   
-    engine_inertia = 0.2;  //kgm^2 - value taken from a popular family saloon car engine - need to find an aeroengine value !!!!!
-    prop_inertia = 0.03;  //kgm^2 - this value is a total guess - dcl
-    displacement_SI = displacement * CONVERT_CUBIC_INCHES_TO_METERS_CUBED;
-
     Gear_Ratio = 1;
-    started = true;
-    cranking = false;
+    n_R = 2;         // Number of crank revolutions per power cycle - 2 for a 4 stroke engine.
 
-    CONVERT_HP_TO_WATTS = 745.6999;
-//    ofstream outfile;
- //   outfile.open(ios::out|ios::trunc);
+    // Various bits of housekeeping describing the engines initial state.
+    running = false;
+    cranking = false;
+    crank_counter = false;
+    starter = false;
 
     // Initialise Engine Variables used by this instance
+    if(running)
+       RPM = 600;
+    else
+       RPM = 0;
     Percentage_Power = 0;
-    Manifold_Pressure = 29.00; // Inches
-    RPM = 600;
-    Fuel_Flow = 0;     // lbs/hour
-    Torque = 0;
-    CHT = 298.0;       //deg Kelvin
-    CHT_degF = (CHT * 1.8) - 459.67;  //deg Fahrenheit
+    Manifold_Pressure = 29.96; // Inches
+    Fuel_Flow_gals_hr = 0;
+//    Torque = 0;
+    Torque_SI = 0;
+    CHT = 298.0;                       //deg Kelvin
+    CHT_degF = (CHT_degF * 1.8) - 459.67;      //deg Fahrenheit
     Mixture = 14;
     Oil_Pressure = 0;  // PSI
     Oil_Temp = 85;     // Deg C
+    current_oil_temp = 298.0;  //deg Kelvin
+    /**** one of these is superfluous !!!!***/
     HP = 0;
     RPS = 0;
     Torque_Imbalance = 0;
-    Desired_RPM = 2500;            //Recommended cruise RPM from Continental datasheet
 
     // Initialise Propellor Variables used by this instance
-    FGProp1_Angular_V = 0;
-    FGProp1_Coef_Drag =  0.6;
-    FGProp1_Torque = 0;
-    FGProp1_Thrust = 0;
     FGProp1_RPS = 0;
-    FGProp1_Coef_Lift = 0.1;
-    Alpha1 = 13.5;
-    FGProp1_Blade_Angle = 13.5;
-    FGProp_Fine_Pitch_Stop = 13.5;
-
-    // Other internal values
-    Rho = 0.002378;
-}
-
-
-// Calculate Oil Pressure
-static float Oil_Press (float Oil_Temp, float Engine_RPM)
-{
-    float Oil_Pressure = 0;                    //PSI
-    float Oil_Press_Relief_Valve = 60; //PSI
-    float Oil_Press_RPM_Max = 1800;
-    float Design_Oil_Temp = 85;                //Celsius
-    float Oil_Viscosity_Index = 0.25;  // PSI/Deg C
-    float Temp_Deviation = 0;          // Deg C
-
-    Oil_Pressure = (Oil_Press_Relief_Valve / Oil_Press_RPM_Max) * Engine_RPM;
-       
-    // Pressure relief valve opens at Oil_Press_Relief_Valve PSI setting
-    if (Oil_Pressure >= Oil_Press_Relief_Valve)        
-       {
-           Oil_Pressure = Oil_Press_Relief_Valve;
-       }
-       
-    // Now adjust pressure according to Temp which affects the viscosity
-       
-    Oil_Pressure += (Design_Oil_Temp - Oil_Temp) * Oil_Viscosity_Index;        
-       
-    return Oil_Pressure;
-}
-
-
-/*
-// Calculate Cylinder Head Temperature
-static float Calc_CHT (float Fuel_Flow, float Mixture, float IAS, float rhoair, float tamb)
-{
-    float CHT = 350;
-       
-    return CHT;
-}
-*/
-
-/*
-//Calculate Exhaust Gas Temperature
-//For now we will simply adjust this as a function of mixture
-//It may be necessary to consider fuel flow rates and CHT in the calculation in the future
-static float Calc_EGT (float Mixture)
-{
-    float EGT = 1000;   //off the top of my head !!!!
-    //Now adjust for mixture strength
-
-    return EGT;
-}*/
-
-
-// Calculate Density Ratio
-static float Density_Ratio ( float x )
-{
-    float y ;
-    y = ((3E-10 * x * x) - (3E-05 * x) + 0.9998);
-    return(y);
-}
-
-
-// Calculate Air Density - Rho
-static float Density ( float x )
-{
-    float y ;
-    y = ((9E-08 * x * x) - (7E-08 * x) + 0.0024);
-    return(y);
-}
-
-
-// Calculate Speed in FPS given Knots CAS
-static float IAS_to_FPS (float x)
-{
-    float y;
-    y = x * 1.68888888;
-    return y;
+    // Hardcode propellor for now - the following two should be read from config eventually
+    prop_diameter = 1.8;         // meters
+    blade_angle = 23.0;          // degrees
 }
 
-
-//*****************************************************************************
 //*****************************************************************************
 // update the engine model based on current control positions
 void FGNewEngine::update() {
-    // Declare local variables
-//    int num = 0;
-    // const int num2 = 500;   // default is 100, number if iterations to run
-//    const int num2 = 5;      // default is 100, number if iterations to run
-    float ManXRPM = 0;
-    float Vo = 0;
-    float V1 = 0;
-
-
-    // Set up the new variables
-    float Blade_Station = 30;
-    float FGProp_Area = 1.405/3;
-    float PI = 3.1428571;
-
-    // Input Variables
-
-    // 0 = Closed, 100 = Fully Open
-    // float Throttle_Lever_Pos = 75;
-    // 0 = Full Course 100 = Full Fine
-    // float Propeller_Lever_Pos = 75; 
-    // 0 = Idle Cut Off 100 = Full Rich
-    // float Mixture_Lever_Pos = 100;
-
-    // Environmental Variables
-
-    // Temp Variation from ISA (Deg F)
-    float FG_ISA_VAR = 0;
-    // Pressure Altitude  1000's of Feet
-    float FG_Pressure_Ht = 0;
-
-    // Parameters that alter the operation of the engine.
-    int Fuel_Available = 1;    // Yes = 1. Is there Fuel Available. Calculated elsewhere
-    int Alternate_Air_Pos =0;  // Off = 0. Reduces power by 3 % for same throttle setting
-    int Magneto_Left = 1;      // 1 = On.   Reduces power by 5 % for same power lever settings
-    int Magneto_Right = 1;     // 1 = On.  Ditto, Both of the above though do not alter fuel flow
-
 
-    //==================================================================
-    // Engine & Environmental Inputs from elsewhere
-
-    // Calculate Air Density (Rho) - In FG this is calculated in 
-    // FG_Atomoshere.cxx
+/*
+    // Hack for testing - should output every 5 seconds
+    static int count1 = 0;
+    if(count1 == 0) {
+//     cout << "P_atmos = " << p_amb << "  T_atmos = " << T_amb << '\n';
+//     cout << "Manifold pressure = " << Manifold_Pressure << "  True_Manifold_Pressure = " << True_Manifold_Pressure << '\n';
+//     cout << "p_amb_sea_level = " << p_amb_sea_level << '\n';
+//     cout << "equivalence_ratio = " << equivalence_ratio << '\n';
+//     cout << "combustion_efficiency = " << combustion_efficiency << '\n';
+//     cout << "AFR = " << 14.7 / equivalence_ratio << '\n';
+//     cout << "Mixture lever = " << Mixture_Lever_Pos << '\n';
+//     cout << "n = " << RPM << " rpm\n";
+//      cout << "T_amb = " << T_amb << '\n';
+//     cout << "running = " << running << '\n';
+       cout << "fuel = " << fgGetFloat("/consumables/fuel/tank[0]/level-gal_us") << '\n';
+//     cout << "Percentage_Power = " << Percentage_Power << '\n';
+//     cout << "current_oil_temp = " << current_oil_temp << '\n';
+       cout << "EGT = " << EGT << '\n';
+    }
+    count1++;
+    if(count1 == 100)
+       count1 = 0;
+*/
 
-    Rho = Density(FG_Pressure_Ht); // In FG FG_Pressure_Ht is "h"
-    // cout << "Rho = " << Rho << endl;
+    // Check parameters that may alter the operating state of the engine. 
+    // (spark, fuel, starter motor etc)
+
+    // Check for spark
+    bool Magneto_Left = false;
+    bool Magneto_Right = false;
+    // Magneto positions:
+    // 0 -> off
+    // 1 -> left only
+    // 2 -> right only
+    // 3 -> both
+    if(mag_pos != 0) {
+       spark = true;
+    } else {
+       spark = false;
+    }  // neglects battery voltage, master on switch, etc for now.
+    if((mag_pos == 1) || (mag_pos > 2)) 
+       Magneto_Left = true;
+    if(mag_pos > 1)
+       Magneto_Right = true;
+    // crude check for fuel
+    if((fgGetFloat("/consumables/fuel/tank[0]/level-gal_us") > 0) || (fgGetFloat("/consumables/fuel/tank[1]/level-gal_us") > 0)) {
+       fuel = true;
+    } else {
+       fuel = false;
+    }  // Need to make this better, eg position of fuel selector switch.
+
+    // Check if we are turning the starter motor
+    if(cranking != starter) {
+       // This check saves .../cranking from getting updated every loop - they only update when changed.
+       cranking = starter;
+       crank_counter = 0;
+    }
+    // Note that although /engines/engine[0]/starter and /engines/engine[0]/cranking might appear to be duplication it is
+    // not since the starter may be engaged with the battery voltage too low for cranking to occur (or perhaps the master 
+    // switch just left off) and the sound manager will read .../cranking to determine wether to play a cranking sound.
+    // For now though none of that is implemented so cranking can be set equal to .../starter without further checks.
+
+//    int Alternate_Air_Pos =0;        // Off = 0. Reduces power by 3 % for same throttle setting
+    // DCL - don't know what this Alternate_Air_Pos is - this is a leftover from the Schubert code.
+
+    //Check mode of engine operation
+    if(cranking) {
+       crank_counter++;
+       if(RPM <= 480) {
+           RPM += 100;
+           if(RPM > 480)
+               RPM = 480;
+       } else {
+           // consider making a horrible noise if the starter is engaged with the engine running
+       }
+    }
+    if((!running) && (spark) && (fuel) && (crank_counter > 120)) {
+       // start the engine if revs high enough
+       if(RPM > 450) {
+           // For now just instantaneously start but later we should maybe crank for a bit
+           running = true;
+//         RPM = 600;
+       }
+    }
+    if( (running) && ((!spark)||(!fuel)) ) {
+       // Cut the engine
+       // note that we only cut the power - the engine may continue to spin if the prop is in a moving airstream
+       running = false;
+    }
 
-    // Calculate Manifold Pressure (Engine 1) as set by throttle opening
+    // Now we've ascertained whether the engine is running or not we can start to do the engine calculations 'proper'
 
-    Manifold_Pressure = 
-       Calc_Manifold_Pressure( Throttle_Lever_Pos, Max_Manifold_Pressure, Min_Manifold_Pressure );
+    // Calculate Sea Level Manifold Pressure
+    Manifold_Pressure = Calc_Manifold_Pressure( Throttle_Lever_Pos, Max_Manifold_Pressure, Min_Manifold_Pressure );
     // cout << "manifold pressure = " << Manifold_Pressure << endl;
 
-//**************************FIXME*******************************************
-    //DCL - hack for testing - fly at sea level
-    T_amb = 298.0;
-    p_amb = 101325;
-    p_amb_sea_level = 101325;
-
-    //DCL - next calculate m_dot_air and m_dot_fuel into engine
-
-    //calculate actual ambient pressure and temperature from altitude
     //Then find the actual manifold pressure (the calculated one is the sea level pressure)
     True_Manifold_Pressure = Manifold_Pressure * p_amb / p_amb_sea_level;
 
-    //    RPM = Calc_Engine_RPM(Propeller_Lever_Pos);
-    // RPM = 600;
-    // cout << "Initial engine RPM = " << RPM << endl;
+    //Do the fuel flow calculations
+    Calc_Fuel_Flow_Gals_Hr();
+
+    //Calculate engine power
+    Calc_Percentage_Power(Magneto_Left, Magneto_Right);
+    HP = Percentage_Power * MaxHP / 100.0;
+    Power_SI = HP * CONVERT_HP_TO_WATTS;
+
+    // FMEP calculation.  For now we will just use this during motored operation.
+    // Eventually we will calculate IMEP and use the FMEP all the time to give BMEP (maybe!)
+    if(!running) {
+        // This FMEP data is from the Patton paper, assumes fully warm conditions.
+        FMEP = 1e-12*pow(RPM,4) - 1e-8*pow(RPM,3) + 5e-5*pow(RPM,2) - 0.0722*RPM + 154.85;
+        // Gives FMEP in kPa - now convert to Pa
+        FMEP *= 1000;
+    } else {
+        FMEP = 0.0;
+    }
+    // Is this total FMEP or friction FMEP ???
 
-//    Desired_RPM = RPM;
+    Torque_FMEP = (FMEP * displacement_SI) / (2.0 * LS_PI * n_R);
 
-//**************       
-       
-    //DCL - calculate mass air flow into engine based on speed and load - separate this out into a function eventually
-    //t_amb is actual temperature calculated from altitude
-    //calculate density from ideal gas equation
-    rho_air = p_amb / ( R_air * T_amb );
-    rho_air_manifold = rho_air * Manifold_Pressure / 29.6;
-    //calculate ideal engine volume inducted per second
-    swept_volume = (displacement_SI * (RPM / 60)) / 2;  //This equation is only valid for a four stroke engine
-    //calculate volumetric efficiency - for now we will just use 0.8, but actually it is a function of engine speed and the exhaust to manifold pressure ratio
-    volumetric_efficiency = 0.8;
-    //Now use volumetric efficiency to calculate actual air volume inducted per second
-    v_dot_air = swept_volume * volumetric_efficiency;
-    //Now calculate mass flow rate of air into engine
-    m_dot_air = v_dot_air * rho_air_manifold;
+    // Calculate Engine Torque. Check for div by zero since percentage power correlation does not guarantee zero power at zero rpm.
+    // However this is problematical since there is a resistance to movement even at rest
+    // Ie this is a dynamics equation not a statics one.  This can be solved by going over to MEP based torque calculations.
+    if(RPM == 0) {
+        Torque_SI = 0 - Torque_FMEP;
+    }
+    else {
+        Torque_SI = ((Power_SI * 60.0) / (2.0 * LS_PI * RPM)) - Torque_FMEP;  //Torque = power / angular velocity
+       // cout << Torque << " Nm\n";
+    }
 
-    // cout << "rho air manifold " << rho_air_manifold << '\n';
-    // cout << "Swept volume " << swept_volume << '\n';
+    //Calculate Exhaust gas temperature
+    if(running)
+       Calc_EGT();
+    else
+       EGT = 298.0;
 
-//**************
+    // Calculate Cylinder Head Temperature
+    Calc_CHT();
+    
+    // Calculate oil temperature
+    current_oil_temp = Calc_Oil_Temp(current_oil_temp);
+    
+    // Calculate Oil Pressure
+    Oil_Pressure = Calc_Oil_Press( Oil_Temp, RPM );
+    
+    // Now do the Propeller Calculations
+    Do_Prop_Calcs();
+    
+// Now do the engine - prop torque balance to calculate final RPM
+    
+    //Calculate new RPM from torque balance and inertia.
+    Torque_Imbalance = Torque_SI - prop_torque;  //This gives a +ve value when the engine torque exeeds the prop torque
+    // (Engine torque is +ve when it acts in the direction of engine revolution, prop torque is +ve when it opposes the direction of engine revolution)
+    
+    angular_acceleration = Torque_Imbalance / (engine_inertia + prop_inertia);
+    angular_velocity_SI += (angular_acceleration * time_step);
+    // Don't let the engine go into reverse
+    if(angular_velocity_SI < 0)
+        angular_velocity_SI = 0;
+    RPM = (angular_velocity_SI * 60) / (2.0 * LS_PI);
+
+    // And finally a last check on the engine state after doing the torque balance with the prop - have we stalled?
+    if(running) { 
+       //Check if we have stalled the engine
+       if (RPM == 0) {
+           running = false;
+       } else if((RPM <= 480) && (cranking)) {
+           //Make sure the engine noise dosn't play if the engine won't start due to eg mixture lever pulled out.
+           running = false;
+           EGT = 298.0;
+       }
+    }
 
-    //DCL - now calculate fuel flow into engine based on air flow and mixture lever position
-    //assume lever runs from no flow at fully out to thi = 1.6 at fully in at sea level
-    //also assume that the injector linkage is ideal - hence the set mixture is maintained at a given altitude throughout the speed and load range
-    thi_sea_level = 1.6 * ( Mixture_Lever_Pos / 100.0 );
-    equivalence_ratio = thi_sea_level * p_amb_sea_level / p_amb; //ie as we go higher the mixture gets richer for a given lever position
-    m_dot_fuel = m_dot_air / 14.7 * equivalence_ratio;
+    // And finally, do any unit conversions from internal units to output units
+    EGT_degF = (EGT * 1.8) - 459.67;
+    CHT_degF = (CHT * 1.8) - 459.67;
+}
 
-    // cout << "fuel " << m_dot_fuel;
-    // cout << " air " << m_dot_air << '\n';
+//*****************************************************************************************************
 
-//**************
+// FGNewEngine member functions
 
-    // cout << "Thi = " << equivalence_ratio << '\n'; 
+////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
+// Return the combustion efficiency as a function of equivalence ratio
+//
+// Combustion efficiency values from Heywood, 
+// "Internal Combustion Engine Fundamentals", ISBN 0-07-100499-8
+////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
+float FGNewEngine::Lookup_Combustion_Efficiency(float thi_actual)
+{
+    const int NUM_ELEMENTS = 11;
+    float thi[NUM_ELEMENTS] = {0.0, 0.9, 1.0, 1.05, 1.1, 1.15, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6};  //array of equivalence ratio values
+    float neta_comb[NUM_ELEMENTS] = {0.98, 0.98, 0.97, 0.95, 0.9, 0.85, 0.79, 0.7, 0.63, 0.57, 0.525};  //corresponding array of combustion efficiency values
+    float neta_comb_actual = 0.0f;
+    float factor;
 
-    combustion_efficiency = Lookup_Combustion_Efficiency(equivalence_ratio);  //The combustion efficiency basically tells us what proportion of the fuels calorific value is released
+    int i;
+    int j = NUM_ELEMENTS;  //This must be equal to the number of elements in the lookup table arrays
 
-    // cout << "Combustion efficiency = " << combustion_efficiency << '\n';
+    for(i=0;i<j;i++)
+    {
+       if(i == (j-1)) {
+           // Assume linear extrapolation of the slope between the last two points beyond the last point
+           float dydx = (neta_comb[i] - neta_comb[i-1]) / (thi[i] - thi[i-1]);
+           neta_comb_actual = neta_comb[i] + dydx * (thi_actual - thi[i]);
+           return neta_comb_actual;
+       }
+       if(thi_actual == thi[i]) {
+           neta_comb_actual = neta_comb[i];
+           return neta_comb_actual;
+       }
+       if((thi_actual > thi[i]) && (thi_actual < thi[i + 1])) {
+           //do linear interpolation between the two points
+           factor = (thi_actual - thi[i]) / (thi[i+1] - thi[i]);
+           neta_comb_actual = (factor * (neta_comb[i+1] - neta_comb[i])) + neta_comb[i];
+           return neta_comb_actual;
+       }
+    }
 
-    //now calculate energy release to exhaust
-    //We will assume a three way split of fuel energy between useful work, the coolant system and the exhaust system
-    //This is a reasonable first suck of the thumb estimate for a water cooled automotive engine - whether it holds for an air cooled aero engine is probably open to question
-    //Regardless - it won't affect the variation of EGT with mixture, and we con always put a multiplier on EGT to get a reasonable peak value.
-    enthalpy_exhaust = m_dot_fuel * calorific_value_fuel * combustion_efficiency * 0.33;
-    heat_capacity_exhaust = (Cp_air * m_dot_air) + (Cp_fuel * m_dot_fuel);
-    delta_T_exhaust = enthalpy_exhaust / heat_capacity_exhaust;        
-//  delta_T_exhaust = Calculate_Delta_T_Exhaust();
+    //if we get here something has gone badly wrong
+    cout << "ERROR: error in FGNewEngine::Lookup_Combustion_Efficiency\n";
+    return neta_comb_actual;
+}
 
-    // cout << "T_amb " << T_amb;
-    // cout << " dT exhaust = " << delta_T_exhaust;
+////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
+// Return the percentage of best mixture power available at a given mixture strength
+//
+// Based on data from "Technical Considerations for Catalysts for the European Market"
+// by H S Gandi, published 1988 by IMechE
+//
+// Note that currently no attempt is made to set a lean limit on stable combustion
+////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
+float FGNewEngine::Power_Mixture_Correlation(float thi_actual)
+{
+    float AFR_actual = 14.7 / thi_actual;
+    // thi and thi_actual are equivalence ratio
+    const int NUM_ELEMENTS = 13;
+    // The lookup table is in AFR because the source data was.  I added the two end elements to make sure we are almost always in it.
+    float AFR[NUM_ELEMENTS] = {(14.7/1.6), 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, (14.7/0.6)};  //array of equivalence ratio values
+    float mixPerPow[NUM_ELEMENTS] = {78, 86, 93.5, 98, 100, 99, 96.4, 92.5, 88, 83, 78.5, 74, 58};  //corresponding array of combustion efficiency values
+    float mixPerPow_actual = 0.0f;
+    float factor;
+    float dydx;
 
-    EGT = T_amb + delta_T_exhaust;
+    int i;
+    int j = NUM_ELEMENTS;  //This must be equal to the number of elements in the lookup table arrays
 
-    // cout << " EGT = " << EGT << '\n';
+    for(i=0;i<j;i++)
+    {
+       if(i == (j-1)) {
+           // Assume linear extrapolation of the slope between the last two points beyond the last point
+           dydx = (mixPerPow[i] - mixPerPow[i-1]) / (AFR[i] - AFR[i-1]);
+           mixPerPow_actual = mixPerPow[i] + dydx * (AFR_actual - AFR[i]);
+           return mixPerPow_actual;
+       }
+       if((i == 0) && (AFR_actual < AFR[i])) {
+           // Assume linear extrapolation of the slope between the first two points for points before the first point
+           dydx = (mixPerPow[i] - mixPerPow[i-1]) / (AFR[i] - AFR[i-1]);
+           mixPerPow_actual = mixPerPow[i] + dydx * (AFR_actual - AFR[i]);
+           return mixPerPow_actual;
+       }
+       if(AFR_actual == AFR[i]) {
+           mixPerPow_actual = mixPerPow[i];
+           return mixPerPow_actual;
+       }
+       if((AFR_actual > AFR[i]) && (AFR_actual < AFR[i + 1])) {
+           //do linear interpolation between the two points
+           factor = (AFR_actual - AFR[i]) / (AFR[i+1] - AFR[i]);
+           mixPerPow_actual = (factor * (mixPerPow[i+1] - mixPerPow[i])) + mixPerPow[i];
+           return mixPerPow_actual;
+       }
+    }
 
-//***************************************************************************************
-// Calculate Cylinder Head Temperature
+    //if we get here something has gone badly wrong
+    cout << "ERROR: error in FGNewEngine::Power_Mixture_Correlation\n";
+    return mixPerPow_actual;
+}
 
-/* DCL 27/10/00  
-
-This is a somewhat rough first attempt at modelling cylinder head temperature.  The cylinder head
-is assumed to be at uniform temperature.  Obviously this is incorrect, but it simplifies things a 
-lot, and we're just looking for the behaviour of CHT to be correct.  Energy transfer to the cylinder
-head is assumed to be one third of the energy released by combustion at all conditions.  This is a
-reasonable estimate, although obviously in real life it varies with different conditions and possibly
-with CHT itself.  I've split energy transfer from the cylinder head into 2 terms - free convection - 
-ie convection to stationary air, and forced convection, ie convection into flowing air.  The basic 
-free convection equation is: dqdt = -hAdT   Since we don't know A and are going to set h quite arbitarily
-anyway I've knocked A out and just wrapped it up in h - the only real significance is that the units
-of h will be different but that dosn't really matter to us anyway.  In addition, we have the problem
-that the prop model I'm currently using dosn't model the backwash from the prop which will add to the
-velocity of the cooling air when the prop is turning, so I've added an extra term to try and cope 
-with this.
-
-In real life, forced convection equations are genarally empirically derived, and are quite complicated 
-and generally contain such things as the Reynolds and Nusselt numbers to various powers.  The best 
-course of action would probably to find an empirical correlation from the literature for a similar
-situation and try and get it to fit well.  However, for now I am using my own made up very simple 
-correlation for the energy transfer from the cylinder head:
-
-dqdt = -(h1.dT) -(h2.m_dot.dT) -(h3.rpm.dT)
-
-where dT is the temperature different between the cylinder head and the surrounding air, m_dot is the
-mass flow rate of cooling air through an arbitary volume, rpm is the engine speed in rpm (this is the
-backwash term), and h1, h2, h3 are co-efficients which we can play with to attempt to get the CHT 
-behaviour to match real life.
-
-In order to change the values of CHT that the engine settles down at at various conditions,
-have a play with h1, h2 and h3.  In order to change the rate of heating/cooling without affecting
-equilibrium values alter the cylinder head mass, which is really quite arbitary.  Bear in mind that
-altering h1, h2 and h3 will also alter the rate of heating or cooling as well as equilibrium values,
-but altering the cylinder head mass will only alter the rate.  It would I suppose be better to read 
-the values from file to avoid the necessity for re-compilation every time I change them.
-                   
-*/
-    //CHT = Calc_CHT( Fuel_Flow, Mixture, IAS);
-    // cout << "Cylinder Head Temp (F) = " << CHT << endl;
+// Calculate Cylinder Head Temperature
+// Crudely models the cylinder head as an arbitary lump of arbitary size and area with one third of combustion energy
+// as heat input and heat output as a function of airspeed and temperature.  Could be improved!!!
+void FGNewEngine::Calc_CHT()
+{
     float h1 = -95.0;   //co-efficient for free convection
     float h2 = -3.95;   //co-efficient for forced convection
     float h3 = -0.05;  //co-efficient for forced convection due to prop backwash
@@ -537,7 +422,12 @@ the values from file to avoid the necessity for re-compilation every time I chan
     float HeatCapacityCylinderHead;
     float dCHTdt;
 
-    temperature_difference = CHT - T_amb; 
+    // The above values are hardwired to give reasonable results for an IO360 (C172 engine)
+    // Now adjust to try to compensate for arbitary sized engines - this is currently untested
+    arbitary_area *= (MaxHP / 180.0);
+    MassCylinderHead *= (MaxHP / 180.0);
+
+    temperature_difference = CHT - T_amb;
 
     v_apparent = IAS * 0.5144444;  //convert from knots to m/s
     v_dot_cooling_air = arbitary_area * v_apparent;
@@ -549,310 +439,262 @@ the values from file to avoid the necessity for re-compilation every time I chan
     //Calculate rate of energy transfer from cylinder head due to cooling  NOTE is calculated as rate to but negative
     dqdt_forced = (h2 * m_dot_cooling_air * temperature_difference) + (h3 * RPM * temperature_difference);
     dqdt_free = h1 * temperature_difference;
-
+    
     //Calculate net rate of energy transfer to or from cylinder head
     dqdt_cylinder_head = dqdt_from_combustion + dqdt_forced + dqdt_free;
-
+    
     HeatCapacityCylinderHead = CpCylinderHead * MassCylinderHead;
-
+    
     dCHTdt = dqdt_cylinder_head / HeatCapacityCylinderHead;
-
-    CHT += (dCHTdt * time_step);
-
-    CHT_degF = (CHT * 1.8) - 459.67;
-
-    // cout << "CHT = " << CHT_degF << " degF\n";
-
-
-// End calculate Cylinder Head Temperature
-
-//***************************************************************************************
-// Engine Power & Torque Calculations
-
-
-       // For a given Manifold Pressure and RPM calculate the % Power
-       // Multiply Manifold Pressure by RPM
-       ManXRPM = Manifold_Pressure * RPM;
-       //      cout << ManXRPM;
-       // cout << endl;
-
-/*
-//  Phil's %power correlation
-       //  Calculate % Power
-       Percentage_Power = (+ 7E-09 * ManXRPM * ManXRPM) + ( + 7E-04 * ManXRPM) - 0.1218;
-       // cout << Percentage_Power <<  "%" << "\t";   
-*/
-
-// DCL %power correlation - basically Phil's correlation modified to give slighty less power at the low end
-// might need some adjustment as the prop model is adjusted
-// My aim is to match the prop model and engine model at the low end to give the manufacturer's recommended idle speed with the throttle closed - 600rpm for the Continental IO520
-       //  Calculate % Power
-       Percentage_Power = (+ 6E-09 * ManXRPM * ManXRPM) + ( + 8E-04 * ManXRPM) - 1.8524;
-       // cout << Percentage_Power <<  "%" << "\t";
-
-       
-       // Adjust for Temperature - Temperature above Standard decrease
-       // power % by 7/120 per degree F increase, and incease power for
-       // temps below at the same ratio
-       Percentage_Power = Percentage_Power - (FG_ISA_VAR * 7 /120);
-       // cout << Percentage_Power <<  "%" << "\t";
     
-       // Adjust for Altitude. In this version a linear variation is
-       // used. Decrease 1% for each 1000' increase in Altitde
-       Percentage_Power = Percentage_Power + (FG_Pressure_Ht * 12/10000);      
-       // cout << Percentage_Power <<  "%" << "\t";
-
-
-       //DCL - now adjust power to compensate for mixture
-       //uses a curve fit to the data in the IO360 / O360 operating manual
-       //due to the shape of the curve I had to use a 6th order fit - I am sure it must be possible to reduce this in future,
-       //possibly by using separate fits for rich and lean of best power mixture
-       //first adjust actual mixture to abstract mixture - this is a temporary hack in order to account for the fact that the data I have
-       //dosn't specify actual mixtures and I want to be able to change what I think they are without redoing the curve fit each time.
-       //y=10x-12 for now
-       abstract_mixture = 10.0 * equivalence_ratio - 12.0;
-       float m = abstract_mixture;  //to simplify writing the next equation
-       Percentage_of_best_power_mixture_power = ((-0.0012*m*m*m*m*m*m) + (0.021*m*m*m*m*m) + (-0.1425*m*m*m*m) + (0.4395*m*m*m) + (-0.8909*m*m) + (-0.5155*m) + 100.03);
-       Percentage_Power = Percentage_Power * Percentage_of_best_power_mixture_power / 100.0;
-       
-
-       // Now Calculate Fuel Flow based on % Power Best Power Mixture
-       Fuel_Flow = Percentage_Power * Max_Fuel_Flow / 100.0;
-       // cout << Fuel_Flow << " lbs/hr"<< endl;
-       
-       // Now Derate engine for the effects of Bad/Switched off magnetos
-       if (Magneto_Left == 0 && Magneto_Right == 0) {
-           // cout << "Both OFF\n";
-           Percentage_Power = 0;
-       } else if (Magneto_Left && Magneto_Right) {
-           // cout << "Both On    ";
-       } else if (Magneto_Left == 0 || Magneto_Right== 0) {
-           // cout << "1 Magneto Failed   ";
-
-           Percentage_Power = Percentage_Power * 
-               ((100.0 - Mag_Derate_Percent)/100.0);
-           //  cout << FGEng1_Percentage_Power <<  "%" << "\t";
-       }       
-
-       // Calculate Engine Horsepower
-
-       HP = Percentage_Power * MaxHP / 100.0;
-
-       Power_SI = HP * CONVERT_HP_TO_WATTS;
-
-       // Calculate Engine Torque
-
-       Torque = HP * 5252 / RPM;
-       // cout << Torque << "Ft/lbs" << "\t";
-
-       Torque_SI = (Power_SI * 60.0) / (2.0 * PI * RPM);  //Torque = power / angular velocity
-       // cout << Torque << " Nm\n";
-
+    CHT += (dCHTdt * time_step);
+}
 
-       // Calculate Oil Pressure
-       Oil_Pressure = Oil_Press( Oil_Temp, RPM );
-       // cout << "Oil Pressure (PSI) = " << Oil_Pressure << endl;
-       
-       //==============================================================
-
-       // Now do the Propellor Calculations
-
-#ifdef PHILS_PROP_MODEL
-
-       // Revs per second
-       FGProp1_RPS = RPM * Gear_Ratio / 60.0;
-       // cout << FGProp1_RPS << " RPS" <<  endl;
-
-       //Radial Flow Vector (V2) Ft/sec at Ref Blade Station (usually 30")
-       FGProp1_Angular_V = FGProp1_RPS * 2 * PI * (Blade_Station / 12);
-       //  cout << FGProp1_Angular_V << "Angular Velocity "  << endl;
-
-       // Axial Flow Vector (Vo) Ft/sec
-       // Some further work required here to allow for inflow at low speeds
-       // Vo = (IAS + 20) * 1.688888;
-       Vo = IAS_to_FPS(IAS + 20);
-       // cout << "Feet/sec = " << Vo << endl;
-
-       // cout << Vo << "Axial Velocity" << endl;
-
-       // Relative Velocity (V1)
-       V1 = sqrt((FGProp1_Angular_V * FGProp1_Angular_V) +
-                 (Vo * Vo));
-       // cout << V1 << "Relative Velocity " << endl;
-
-       // cout << FGProp1_Blade_Angle << " Prop Blade Angle" << endl;
-
-       // Blade Angle of Attack (Alpha1)
-
-/*     cout << "  Alpha1 = " << Alpha1
-            << "  Blade angle = " << FGProp1_Blade_Angle
-            << "  Vo = " << Vo
-            << "  FGProp1_Angular_V = " << FGProp1_Angular_V << endl;*/
-       Alpha1 = FGProp1_Blade_Angle -(atan(Vo / FGProp1_Angular_V) * (180/PI));
-       // cout << Alpha1 << " Alpha1" << endl;
-
-       // Calculate Coefficient of Drag at Alpha1
-       FGProp1_Coef_Drag = (0.0005 * (Alpha1 * Alpha1)) + (0.0003 * Alpha1)
-           + 0.0094;
-       //      cout << FGProp1_Coef_Drag << " Coef Drag" << endl;
-
-       // Calculate Coefficient of Lift at Alpha1
-       FGProp1_Coef_Lift = -(0.0026 * (Alpha1 * Alpha1)) + (0.1027 * Alpha1)
-           + 0.2295;
-       // cout << FGProp1_Coef_Lift << " Coef Lift " << endl;
-
-       // Covert Alplha1 to Radians
-       // Alpha1 = Alpha1 * PI / 180;
-
-       //  Calculate Prop Torque
-       FGProp1_Torque = (0.5 * Rho * (V1 * V1) * FGProp_Area
-                         * ((FGProp1_Coef_Lift * sin(Alpha1 * PI / 180))
-                            + (FGProp1_Coef_Drag * cos(Alpha1 * PI / 180))))
-           * (Blade_Station/12);
-       // cout <<  FGProp1_Torque << " Prop Torque" << endl;
-
-       //  Calculate Prop Thrust
-       // cout << "  V1 = " << V1 << "  Alpha1 = " << Alpha1 << endl;
-       FGProp1_Thrust = 0.5 * Rho * (V1 * V1) * FGProp_Area
-           * ((FGProp1_Coef_Lift * cos(Alpha1 * PI / 180))
-              - (FGProp1_Coef_Drag * sin(Alpha1 * PI / 180)));
-       // cout << FGProp1_Thrust << " Prop Thrust " <<  endl;
-
-       // End of Propeller Calculations   
-       //==============================================================
-
-#endif  //PHILS_PROP_MODEL
-
-#ifdef NEVS_PROP_MODEL
-
-       // Nev's prop model
-
-       num_elements = 6.0;
-       number_of_blades = 2.0;
-       blade_length = 0.95;
-       allowance_for_spinner = blade_length / 12.0;
-       prop_fudge_factor = 1.453401525;
-       forward_velocity = IAS;
-
-       theta[0] = 25.0;
-       theta[1] = 20.0;
-       theta[2] = 15.0;
-       theta[3] = 10.0;
-       theta[4] = 5.0;
-       theta[5] = 0.0;
-
-       angular_velocity_SI = 2.0 * PI * RPM / 60.0;
-
-       allowance_for_spinner = blade_length / 12.0;
-       //Calculate thrust and torque by summing the contributions from each of the blade elements
-       //Assumes equal length elements with numbered 1 inboard -> num_elements outboard
-       prop_torque = 0.0;
-       prop_thrust = 0.0;
-       int i;
-//     outfile << "Rho = " << Rho << '\n\n';
-//     outfile << "Drag = ";
-       for(i=1;i<=num_elements;i++)
-       {
-           element = float(i);
-           distance = (blade_length * (element / num_elements)) + allowance_for_spinner; 
-           element_drag = 0.5 * rho_air * ((distance * angular_velocity_SI)*(distance * angular_velocity_SI)) * (0.000833 * ((theta[int(element-1)] - (atan(forward_velocity/(distance * angular_velocity_SI))))*(theta[int(element-1)] - (atan(forward_velocity/(distance * angular_velocity_SI))))))
-                           * (0.1 * (blade_length / element)) * number_of_blades;
-
-           element_lift = 0.5 * rho_air * ((distance * angular_velocity_SI)*(distance * angular_velocity_SI)) * (0.036 * (theta[int(element-1)] - (atan(forward_velocity/(distance * angular_velocity_SI))))+0.4)
-                           * (0.1 * (blade_length / element)) * number_of_blades;
-           element_torque = element_drag * distance;
-           prop_torque += element_torque;
-           prop_thrust += element_lift;
-//         outfile << "Drag = " << element_drag << " n = " << element << '\n';
-       }
+// Calculate exhaust gas temperature
+void FGNewEngine::Calc_EGT()
+{
+    combustion_efficiency = Lookup_Combustion_Efficiency(equivalence_ratio);  //The combustion efficiency basically tells us what proportion of the fuels calorific value is released
 
-//     outfile << '\n';
+    //now calculate energy release to exhaust
+    //We will assume a three way split of fuel energy between useful work, the coolant system and the exhaust system
+    //This is a reasonable first suck of the thumb estimate for a water cooled automotive engine - whether it holds for an air cooled aero engine is probably open to question
+    //Regardless - it won't affect the variation of EGT with mixture, and we can always put a multiplier on EGT to get a reasonable peak value.
+    enthalpy_exhaust = m_dot_fuel * calorific_value_fuel * combustion_efficiency * 0.33;
+    heat_capacity_exhaust = (Cp_air * m_dot_air) + (Cp_fuel * m_dot_fuel);
+    delta_T_exhaust = enthalpy_exhaust / heat_capacity_exhaust;
 
-//     outfile << "Angular velocity = " << angular_velocity_SI << " rad/s\n";
+    EGT = T_amb + delta_T_exhaust;
 
-       // cout << "Thrust = " << prop_thrust << '\n';
-       prop_thrust *= prop_fudge_factor;
-       prop_torque *= prop_fudge_factor;
-       prop_power_consumed_SI = prop_torque * angular_velocity_SI;
-       prop_power_consumed_HP = prop_power_consumed_SI / 745.699;
+    //The above gives the exhaust temperature immediately prior to leaving the combustion chamber
+    //Now derate to give a more realistic figure as measured downstream
+    //For now we will aim for a peak of around 400 degC (750 degF)
 
+    EGT *= 0.444 + ((0.544 - 0.444) * Percentage_Power / 100.0);
+}
 
-#endif //NEVS_PROP_MODEL
+// Calculate Manifold Pressure based on Throttle lever Position
+float FGNewEngine::Calc_Manifold_Pressure ( float LeverPosn, float MaxMan, float MinMan)
+{
+    float Inches;
 
+    //Note that setting the manifold pressure as a function of lever position only is not strictly accurate
+    //MAP is also a function of engine speed. (and ambient pressure if we are going for an actual MAP model)
+    Inches = MinMan + (LeverPosn * (MaxMan - MinMan) / 100);
 
-//#if 0
-#ifdef PHILS_PROP_MODEL  //Do Torque calculations in Ft/lbs - yuk :-(((
-       Torque_Imbalance = FGProp1_Torque - Torque; 
+    //allow for idle bypass valve or slightly open throttle stop
+    if(Inches < MinMan)
+       Inches = MinMan;
 
-       if (Torque_Imbalance > 5) {
-           RPM -= 14.5;
-           // FGProp1_RPM -= 25;
-//         FGProp1_Blade_Angle -= 0.75;
-       }
-
-       if (Torque_Imbalance < -5) {
-           RPM += 14.5;
-           // FGProp1_RPM += 25;
-//         FGProp1_Blade_Angle += 0.75;
-       }
-#endif
+    //Check for stopped engine (crudest way of compensating for engine speed)
+    if(RPM == 0)
+       Inches = 29.92;
 
+    return Inches;
+}
 
-#ifdef NEVS_PROP_MODEL     //use proper units - Nm
-       Torque_Imbalance = Torque_SI - prop_torque;  //This gives a +ve value when the engine torque exeeds the prop torque
+// Calculate fuel flow in gals/hr
+void FGNewEngine::Calc_Fuel_Flow_Gals_Hr()
+{
+    //DCL - calculate mass air flow into engine based on speed and load - separate this out into a function eventually
+    //t_amb is actual temperature calculated from altitude
+    //calculate density from ideal gas equation
+    rho_air = p_amb / ( R_air * T_amb );
+    rho_air_manifold = rho_air * Manifold_Pressure / 29.6;  //This is a bit of a roundabout way of calculating this but it works !!  If we put manifold pressure into SI units we could do it simpler.
+    //calculate ideal engine volume inducted per second
+    swept_volume = (displacement_SI * (RPM / 60)) / 2;  //This equation is only valid for a four stroke engine
+    //calculate volumetric efficiency - for now we will just use 0.8, but actually it is a function of engine speed and the exhaust to manifold pressure ratio
+    //Note that this is cylinder vol eff - the throttle drop is already accounted for in the MAP calculation
+    volumetric_efficiency = 0.8;
+    //Now use volumetric efficiency to calculate actual air volume inducted per second
+    v_dot_air = swept_volume * volumetric_efficiency;
+    //Now calculate mass flow rate of air into engine
+    m_dot_air = v_dot_air * rho_air_manifold;
 
-       angular_acceleration = Torque_Imbalance / (engine_inertia + prop_inertia);
-       angular_velocity_SI += (angular_acceleration * time_step);
-       RPM = (angular_velocity_SI * 60) / (2.0 * PI);
-#endif
+//**************
 
+    //DCL - now calculate fuel flow into engine based on air flow and mixture lever position
+    //assume lever runs from no flow at fully out to thi = 1.3 at fully in at sea level
+    //also assume that the injector linkage is ideal - hence the set mixture is maintained at a given altitude throughout the speed and load range
+    thi_sea_level = 1.3 * ( Mixture_Lever_Pos / 100.0 );
+    equivalence_ratio = thi_sea_level * p_amb_sea_level / p_amb; //ie as we go higher the mixture gets richer for a given lever position
+    m_dot_fuel = m_dot_air / 14.7 * equivalence_ratio;
+    Fuel_Flow_gals_hr = (m_dot_fuel / rho_fuel) * 264.172 * 3600.0;  // Note this assumes US gallons
+}
 
+// Calculate the percentage of maximum rated power delivered as a function of Manifold pressure multiplied by engine speed (rpm)
+// This is not necessarilly the best approach but seems to work for now.
+// May well need tweaking at the bottom end if the prop model is changed.
+void FGNewEngine::Calc_Percentage_Power(bool mag_left, bool mag_right)
+{
+    // For a given Manifold Pressure and RPM calculate the % Power
+    // Multiply Manifold Pressure by RPM
+    float ManXRPM = True_Manifold_Pressure * RPM;
 
 /*
-       if( RPM > (Desired_RPM + 2)) {
-           FGProp1_Blade_Angle += 0.75;  //This value could be altered depending on how far from the desired RPM we are
-       }
-
-       if( RPM < (Desired_RPM - 2)) {
-           FGProp1_Blade_Angle -= 0.75;
-       }
-
-       if (FGProp1_Blade_Angle < FGProp_Fine_Pitch_Stop) {
-           FGProp1_Blade_Angle = FGProp_Fine_Pitch_Stop;
-       }
+//  Phil's %power correlation
+    //  Calculate % Power
+    Percentage_Power = (+ 7E-09 * ManXRPM * ManXRPM) + ( + 7E-04 * ManXRPM) - 0.1218;
+    // cout << Percentage_Power <<  "%" << "\t";
+*/
 
-       if (RPM >= 2700) {
-           RPM = 2700;
-       }
+// DCL %power correlation - basically Phil's correlation modified to give slighty less power at the low end
+// might need some adjustment as the prop model is adjusted
+// My aim is to match the prop model and engine model at the low end to give the manufacturer's recommended idle speed with the throttle closed - 600rpm for the Continental IO520
+    //  Calculate % Power for Nev's prop model
+    //Percentage_Power = (+ 6E-09 * ManXRPM * ManXRPM) + ( + 8E-04 * ManXRPM) - 1.8524;
+
+    // Calculate %power for DCL prop model
+    Percentage_Power = (7e-9 * ManXRPM * ManXRPM) + (7e-4 * ManXRPM) - 1.0;
+
+    // Power de-rating for altitude has been removed now that we are basing the power
+    // on the actual manifold pressure, which takes air pressure into account.  However - this fails to
+    // take the temperature into account - this is TODO.
+
+    // Adjust power for temperature - this is temporary until the power is done as a function of mass flow rate induced
+    // Adjust for Temperature - Temperature above Standard decrease
+    // power by 7/120 % per degree F increase, and incease power for
+    // temps below at the same ratio
+    float T_amb_degF = (T_amb * 1.8) - 459.67;
+    float T_amb_sea_lev_degF = (288 * 1.8) - 459.67; 
+    Percentage_Power = Percentage_Power + ((T_amb_sea_lev_degF - T_amb_degF) * 7 /120);
+
+    //DCL - now adjust power to compensate for mixture
+    Percentage_of_best_power_mixture_power = Power_Mixture_Correlation(equivalence_ratio);
+    Percentage_Power = Percentage_Power * Percentage_of_best_power_mixture_power / 100.0;
+
+    // Now Derate engine for the effects of Bad/Switched off magnetos
+    //if (Magneto_Left == 0 && Magneto_Right == 0) {
+    if(!running) {
+       // cout << "Both OFF\n";
+       Percentage_Power = 0;
+    } else if (mag_left && mag_right) {
+       // cout << "Both On    ";
+    } else if (mag_left == 0 || mag_right== 0) {
+       // cout << "1 Magneto Failed   ";
+       Percentage_Power = Percentage_Power * ((100.0 - Mag_Derate_Percent)/100.0);
+       //  cout << FGEng1_Percentage_Power <<  "%" << "\t";
+    }
+/*
+    //DCL - stall the engine if RPM drops below 450 - this is possible if mixture lever is pulled right out
+    //This is a kludge that I should eliminate by adding a total fmep estimation.
+    if(RPM < 450)
+        Percentage_Power = 0;
 */
-       //end constant speed prop
-//#endif
+    if(Percentage_Power < 0)
+       Percentage_Power = 0;
+}
 
-       //DCL - stall the engine if RPM drops below 550 - this is possible if mixture lever is pulled right out
-       if(RPM < 550)
-           RPM = 0;
+// Calculate Oil Temperature in degrees Kelvin
+float FGNewEngine::Calc_Oil_Temp (float oil_temp)
+{
+    float idle_percentage_power = 2.3; // approximately
+    float target_oil_temp;         // Steady state oil temp at the current engine conditions
+    float time_constant;           // The time constant for the differential equation
+    if(running) {
+       target_oil_temp = 363;
+       time_constant = 500;        // Time constant for engine-on idling.
+       if(Percentage_Power > idle_percentage_power) {
+           time_constant /= ((Percentage_Power / idle_percentage_power) / 10.0);       // adjust for power 
+       }
+    } else {
+       target_oil_temp = 298;
+       time_constant = 1000;  // Time constant for engine-off; reflects the fact that oil is no longer getting circulated
+    }
 
-//     outfile << "RPM = " << RPM << " Blade angle = " << FGProp1_Blade_Angle << " Engine torque = " << Torque << " Prop torque = " << FGProp1_Torque << '\n';
-//     outfile << "RPM = " << RPM << " Engine torque = " << Torque_SI << " Prop torque = " << prop_torque << '\n';    
+    float dOilTempdt = (target_oil_temp - oil_temp) / time_constant;
 
-       // cout << FGEng1_RPM << " Blade_Angle  " << FGProp1_Blade_Angle << endl << endl;
+    oil_temp += (dOilTempdt * time_step);
 
+    return (oil_temp);
+}
 
+// Calculate Oil Pressure
+float FGNewEngine::Calc_Oil_Press (float Oil_Temp, float Engine_RPM)
+{
+    float Oil_Pressure = 0;                    //PSI
+    float Oil_Press_Relief_Valve = 60; //PSI
+    float Oil_Press_RPM_Max = 1800;
+    float Design_Oil_Temp = 85;                //Celsius
+    float Oil_Viscosity_Index = 0.25;  // PSI/Deg C
+//    float Temp_Deviation = 0;                // Deg C
 
-    // cout << "Final engine RPM = " << RPM << '\n';
-}
+    Oil_Pressure = (Oil_Press_Relief_Valve / Oil_Press_RPM_Max) * Engine_RPM;
 
+    // Pressure relief valve opens at Oil_Press_Relief_Valve PSI setting
+    if (Oil_Pressure >= Oil_Press_Relief_Valve) {
+       Oil_Pressure = Oil_Press_Relief_Valve;
+    }
 
+    // Now adjust pressure according to Temp which affects the viscosity
 
+    Oil_Pressure += (Design_Oil_Temp - Oil_Temp) * Oil_Viscosity_Index;
 
-// Functions
+    return Oil_Pressure;
+}
 
-// Calculate Oil Temperature
 
-static float Oil_Temp (float Fuel_Flow, float Mixture, float IAS)
+// Propeller calculations.
+void FGNewEngine::Do_Prop_Calcs()
 {
-    float Oil_Temp = 85;
-       
-    return (Oil_Temp);
+    float Gear_Ratio = 1.0;
+    float forward_velocity;             // m/s
+    float prop_power_consumed_SI;       // Watts
+    double J;                          // advance ratio - dimensionless
+    double Cp_20;                   // coefficient of power for 20 degree blade angle
+    double Cp_25;                   // coefficient of power for 25 degree blade angle
+    double Cp;                      // Our actual coefficient of power
+    double neta_prop_20;
+    double neta_prop_25;
+    double neta_prop;               // prop efficiency
+
+    FGProp1_RPS = RPM * Gear_Ratio / 60.0; 
+    angular_velocity_SI = 2.0 * LS_PI * RPM / 60.0;
+    forward_velocity = IAS * 0.514444444444;        // Convert to m/s
+    
+    if(FGProp1_RPS == 0)
+        J = 0;
+    else
+        J = forward_velocity / (FGProp1_RPS * prop_diameter);
+    //cout << "advance_ratio = " << J << '\n';
+    
+    //Cp correlations based on data from McCormick
+    Cp_20 = 0.0342*J*J*J*J - 0.1102*J*J*J + 0.0365*J*J - 0.0133*J + 0.064;
+    Cp_25 = 0.0119*J*J*J*J - 0.0652*J*J*J + 0.018*J*J - 0.0077*J + 0.0921;
+    
+    //cout << "Cp_20 = " << Cp_20 << '\n';
+    //cout << "Cp_25 = " << Cp_25 << '\n';
+    
+    //Assume that the blade angle is between 20 and 25 deg - reasonable for fixed pitch prop but won't hold for variable one !!!
+    Cp = Cp_20 + ( (Cp_25 - Cp_20) * ((blade_angle - 20)/(25 - 20)) );
+    //cout << "Cp = " << Cp << '\n';
+    //cout << "RPM = " << RPM << '\n';
+    //cout << "angular_velocity_SI = " << angular_velocity_SI << '\n';
+    
+    prop_power_consumed_SI = Cp * rho_air * pow(FGProp1_RPS,3.0f) * pow(float(prop_diameter),5.0f);
+    //cout << "prop HP consumed = " << prop_power_consumed_SI / 745.699 << '\n';
+    if(angular_velocity_SI == 0)
+        prop_torque = 0;
+       // However this can give problems - if rpm == 0 but forward velocity increases the prop should be able to generate a torque to start the engine spinning
+       // Unlikely to happen in practice - but I suppose someone could move the lever of a stopped large piston engine from feathered to windmilling.
+        // This *does* give problems - if the plane is put into a steep climb whilst windmilling the engine friction will eventually stop it spinning.
+        // When put back into a dive it never starts re-spinning again.  Although it is unlikely that anyone would do this in real life, they might well do it in a sim!!!
+    else
+        prop_torque = prop_power_consumed_SI / angular_velocity_SI;
+    
+    // calculate neta_prop here
+    neta_prop_20 = 0.1328*J*J*J*J - 1.3073*J*J*J + 0.3525*J*J + 1.5591*J + 0.0007;
+    neta_prop_25 = -0.3121*J*J*J*J + 0.4234*J*J*J - 0.7686*J*J + 1.5237*J - 0.0004;
+    neta_prop = neta_prop_20 + ( (neta_prop_25 - neta_prop_20) * ((blade_angle - 20)/(25 - 20)) );
+    
+    // Check for zero forward velocity to avoid divide by zero
+    if(forward_velocity < 0.0001)
+        prop_thrust = 0.0;
+       // I don't see how this works - how can the plane possibly start from rest ???
+       // Hmmmm - it works because the forward_velocity at present never drops below about 0.03 even at rest
+       // We can't really rely on this in the future - needs fixing !!!!
+       // The problem is that we're doing this calculation backwards - we're working out the thrust from the power consumed and the velocity, which becomes invalid as velocity goes to zero.
+       // It would be far more natural to work out the power consumed from the thrust - FIXME!!!!!.
+    else
+        prop_thrust = neta_prop * prop_power_consumed_SI / forward_velocity;       //TODO - rename forward_velocity to IAS_SI
+    //cout << "prop_thrust = " << prop_thrust << '\n';
 }