]> git.mxchange.org Git - flightgear.git/blobdiff - src/FDM/JSBSim/FGAtmosphere.h
- fixed fuel-need calculations
[flightgear.git] / src / FDM / JSBSim / FGAtmosphere.h
index 25afde57ba33a42862898bdfedb0073690206a99..f88031280a756218e9a828e598e1dd373776d5fd 100644 (file)
 /*******************************************************************************
-
  Header:       FGAtmosphere.h
  Author:       Jon Berndt
+               Implementation of 1959 Standard Atmosphere added by Tony Peden
  Date started: 11/24/98
-
  ------------- Copyright (C) 1999  Jon S. Berndt (jsb@hal-pc.org) -------------
-
  This program is free software; you can redistribute it and/or modify it under
  the terms of the GNU General Public License as published by the Free Software
  Foundation; either version 2 of the License, or (at your option) any later
  version.
-
  This program is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
  ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS
  FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for more
  details.
-
  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.
-
 HISTORY
 --------------------------------------------------------------------------------
 11/24/98   JSB   Created
-
+07/23/99   TP   Added implementation of 1959 Standard Atmosphere
+           Moved calculation of Mach number to FGTranslation
 ********************************************************************************
 SENTRY
 *******************************************************************************/
 
-#ifndef FGATMOSPHERE_H
-#define FGATMOSPHERE_H
+#ifndef FGAtmosphere_H
+#define FGAtmosphere_H
 
 /*******************************************************************************
 INCLUDES
 *******************************************************************************/
 
 #include "FGModel.h"
+#include "FGMatrix33.h"
+#include "FGColumnVector3.h"
+#include "FGColumnVector4.h"
 
-/*******************************************************************************
-COMMENTS, REFERENCES,  and NOTES
-*******************************************************************************/
-/**
-The equation used in this model was determined by a third order curve fit using
-Excel. The data is from the ICAO atmosphere model.
-@memo Models the atmosphere.
-@author Jon S. Berndt
+/*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
+DEFINITIONS
+%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
+
+#define ID_ATMOSPHERE "$Id$"
+
+/*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
+FORWARD DECLARATIONS
+%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
+
+/*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
+COMMENTS, REFERENCES, and NOTES [use "class documentation" below for API docs]
+%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
+
+[1]   Anderson, John D. "Introduction to Flight, Third Edition", McGraw-Hill,
+      1989, ISBN 0-07-001641-0
+
+%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
+CLASS DOCUMENTATION
+%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
+
+/** Models the standard atmosphere.
+    @author Tony Peden, Jon Berndt
+    @version $Id$
 */
-/*******************************************************************************
+
+/******************************************************************************
 CLASS DECLARATION
 *******************************************************************************/
 
-using namespace std;
-
-class FGAtmosphere : public FGModel
-{
+class FGAtmosphere : public FGModel {
 public:
-  // ***************************************************************************
-  /** @memo Constructor
-      @param FGFDMExec* - a pointer to the "owning" FDM Executive
-  */
-  FGAtmosphere(FGFDMExec*);
-
-  // ***************************************************************************
-  /** @memo Destructor
-  */
-  ~FGAtmosphere(void);
 
-  // ***************************************************************************
-  /** This must be called for each dt to execute the model algorithm */
+  /// Constructor
+  FGAtmosphere(FGFDMExec*);
+  /// Destructor
+  ~FGAtmosphere();
+  /** Runs the Atmosphere model; called by the Executive
+      @return false if no error */
   bool Run(void);
 
-  // ***************************************************************************
-  /** @memo Returns the air density
-      @return float air density in slugs/cubic foot
-  */
-  inline float Getrho(void) {return rho;}
-
-protected:
-
+  bool InitModel(void);
+
+  /// Returns the temperature in degrees Rankine.
+  inline double GetTemperature(void) {return temperature;}
+  /** Returns the density in slugs/ft^3.
+      <i>This function may <b>only</b> be used if Run() is called first.</i> */
+  inline double GetDensity(void)    {return density;}
+  /// Returns the pressure in psf.
+  inline double GetPressure(void)   {return pressure;}
+  /// Returns the speed of sound in ft/sec.
+  inline double GetSoundSpeed(void) {return soundspeed;}
+
+  /// Returns the sea level temperature in degrees Rankine.
+  inline double GetTemperatureSL(void) { return SLtemperature; }
+  /// Returns the sea level density in slugs/ft^3
+  inline double GetDensitySL(void)     { return SLdensity; }
+  /// Returns the sea level pressure in psf.
+  inline double GetPressureSL(void)    { return SLpressure; }
+  /// Returns the sea level speed of sound in ft/sec.
+  inline double GetSoundSpeedSL(void)  { return SLsoundspeed; }
+
+  /// Returns the ratio of at-altitude temperature over the sea level value.
+  inline double GetTemperatureRatio(void)  { return temperature*rSLtemperature; }
+  /// Returns the ratio of at-altitude density over the sea level value.
+  inline double GetDensityRatio(void)    { return density*rSLdensity; }
+  /// Returns the ratio of at-altitude pressure over the sea level value.
+  inline double GetPressureRatio(void)     { return pressure*rSLpressure; }
+  /// Returns the ratio of at-altitude sound speed over the sea level value.
+  inline double GetSoundSpeedRatio(void)   { return soundspeed*rSLsoundspeed; }
+
+  /// Tells the simulator to use an externally calculated atmosphere model.
+  inline void UseExternal(void)          { useExternal=true;  }
+  /// Tells the simulator to use the internal atmosphere model.
+  inline void UseInternal(void)          { useExternal=false; } //this is the default
+  /// Gets the boolean that tells if the external atmosphere model is being used.
+  bool External(void) { return useExternal; }
+
+  /// Provides the external atmosphere model with an interface to set the temperature.
+  inline void SetExTemperature(double t)  { exTemperature=t; }
+  /// Provides the external atmosphere model with an interface to set the density.
+  inline void SetExDensity(double d)      { exDensity=d; }
+  /// Provides the external atmosphere model with an interface to set the pressure.
+  inline void SetExPressure(double p)     { exPressure=p; }
+
+  /// Sets the wind components in NED frame.
+  inline void SetWindNED(double wN, double wE, double wD) { vWindNED(1)=wN; vWindNED(2)=wE; vWindNED(3)=wD;}
+
+  /// Retrieves the wind components in NED frame.
+  inline FGColumnVector3& GetWindNED(void) { return vWindNED; }
+  
+  /** Retrieves the wind direction. The direction is defined as north=0 and
+      increases counterclockwise. The wind heading is returned in radians.*/
+  inline double GetWindPsi(void) { return psiw; }
+  
+  inline void SetTurbGain(double tt) {TurbGain = tt;}
+  
+  inline double GetTurbPQR(int idx) {return vTurbPQR(idx);}
+  inline FGColumnVector3& GetTurbPQR(void) {return vTurbPQR;}
+  
 private:
-  float rho;
+  double rho;
+
+  enum tType {ttBerndt, ttNone} turbType;
+
+  int lastIndex;
+  double h;
+  double htab[8];
+  double SLtemperature,SLdensity,SLpressure,SLsoundspeed;
+  double rSLtemperature,rSLdensity,rSLpressure,rSLsoundspeed; //reciprocals
+  double temperature,density,pressure,soundspeed;
+  bool useExternal;
+  double exTemperature,exDensity,exPressure;
+  
+  double MagnitudedAccelDt, MagnitudeAccel, Magnitude;
+  double TurbGain;
+  FGColumnVector3 vDirectiondAccelDt;
+  FGColumnVector3 vDirectionAccel;
+  FGColumnVector3 vDirection;
+  FGColumnVector3 vTurbulence;
+  FGColumnVector3 vTurbulenceGrad;
+  FGColumnVector3 vBodyTurbGrad;
+  FGColumnVector3 vTurbPQR;
+
+  FGColumnVector3 vWindNED;
+  double psiw;
+
+  void Calculate(double altitude);
+  void Turbulence(void);
+  void Debug(int from);
 };
 
 /******************************************************************************/
 #endif
+