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[flightgear.git] / src / FDM / JSBSim / models / FGMassBalance.h
index c49fe2904ec0e4dfa338aca4e9f20763b98fb99f..9b11290b1da451607bcaa2a7b9e89774344eb8e4 100644 (file)
@@ -49,7 +49,7 @@ INCLUDES
 DEFINITIONS
 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
 
-#define ID_MASSBALANCE "$Id: FGMassBalance.h,v 1.20 2010/02/04 13:09:26 jberndt Exp $"
+#define ID_MASSBALANCE "$Id: FGMassBalance.h,v 1.27 2011/11/09 21:58:26 bcoconni Exp $"
 
 /*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 FORWARD DECLARATIONSS
@@ -65,7 +65,11 @@ CLASS DOCUMENTATION
 
 /** Models weight, balance and moment of inertia information.  Maintains a vector
     of point masses. Sums the contribution of all, and provides this to FGPropagate.
-    Loads the \<mass_balance> section of the aircraft configuration file.
+    Loads the \<mass_balance> section of the aircraft configuration file. There
+    can be any number of <pointmasses>. Each can also have a shape which - if
+    present - causes an associated moment of inertia to be calculated based on
+    the shape. Note that a cylinder is solid, a tube is hollow, a ball is solid
+    and a sphere is hollow.
 
     <h3>Configuration File Format:</h3>
 @code
@@ -77,20 +81,24 @@ CLASS DOCUMENTATION
         <ixz unit="{SLUG*FT2 | KG*M2}"> {number} </ixz>
         <iyz unit="{SLUG*FT2 | KG*M2}"> {number} </iyz>
         <emptywt unit="{LBS | KG"> {number} </emptywt>
-        <location name="CG" unit="{IN | M}">
+        <location name="CG" unit="{IN | FT | M}">
             <x> {number} </x>
             <y> {number} </y>
             <z> {number} </z>
         </location>
-        <pointmass name="{string}">
+        [<pointmass name="{string}">
+            <form shape="{tube | cylinder | sphere | ball}">
+               <radius unit="{IN | FT | M}"> {number} </radius>
+               <length unit="{IN | FT | M}"> {number} </length>
+            </form> 
             <weight unit="{LBS | KG}"> {number} </weight>
-            <location name="POINTMASS" unit="{IN | M}">
+            <location name="{string}" unit="{IN | FT | M}">
                 <x> {number} </x>
                 <y> {number} </y>
                 <z> {number} </z>
             </location>
         </pointmass>
-        ... other point masses ...
+        ... other point masses ...]
     </mass_balance>
 @endcode
   */
@@ -108,7 +116,14 @@ public:
 
   bool Load(Element* el);
   bool InitModel(void);
-  bool Run(void);
+  /** Runs the Mass Balance model; called by the Executive
+      Can pass in a value indicating if the executive is directing the simulation to Hold.
+      @param Holding if true, the executive has been directed to hold the sim from 
+                     advancing time. Some models may ignore this flag, such as the Input
+                     model, which may need to be active to listen on a socket for the
+                     "Resume" command to be given.
+      @return false if no error */
+  bool Run(bool Holding);
 
   double GetMass(void) const {return Mass;}
   double GetWeight(void) const {return Weight;}
@@ -123,13 +138,13 @@ public:
       slugs at the given vector r in the structural frame. The units
       should be for the mass in slug and the vector in the structural
       frame as usual in inches.
-      @param slugs the mass of this single pointmass given in slugs
+      @param mass_sl the mass of this single pointmass given in slugs
       @param r the location of this single pointmass in the structural frame
    */
-  FGMatrix33 GetPointmassInertia(double slugs, const FGColumnVector3& r) const
+  FGMatrix33 GetPointmassInertia(double mass_sl, const FGColumnVector3& r) const
   {
     FGColumnVector3 v = StructuralToBody( r );
-    FGColumnVector3 sv = slugs*v;
+    FGColumnVector3 sv = mass_sl*v;
     double xx = sv(1)*v(1);
     double yy = sv(2)*v(2);
     double zz = sv(3)*v(3);
@@ -152,18 +167,27 @@ public:
    */
   FGColumnVector3 StructuralToBody(const FGColumnVector3& r) const;
 
-  inline void SetEmptyWeight(double EW) { EmptyWeight = EW;}
-  inline void SetBaseCG(const FGColumnVector3& CG) {vbaseXYZcg = vXYZcg = CG;}
+  void SetEmptyWeight(double EW) { EmptyWeight = EW;}
+  void SetBaseCG(const FGColumnVector3& CG) {vbaseXYZcg = vXYZcg = CG;}
 
   void AddPointMass(Element* el);
-  double GetTotalPointMassWeight(void);
+  double GetTotalPointMassWeight(void) const;
 
-  FGColumnVector3& GetPointMassMoment(void);
-  FGMatrix33& GetJ(void) {return mJ;}
-  FGMatrix33& GetJinv(void) {return mJinv;}
-  void SetAircraftBaseInertias(FGMatrix33 BaseJ) {baseJ = BaseJ;}
+  const FGColumnVector3& GetPointMassMoment(void);
+  const FGMatrix33& GetJ(void) const {return mJ;}
+  const FGMatrix33& GetJinv(void) const {return mJinv;}
+  void SetAircraftBaseInertias(const FGMatrix33& BaseJ) {baseJ = BaseJ;}
   void GetMassPropertiesReport(void) const;
   
+  struct Inputs {
+    double GasMass;
+    double TanksWeight;
+    FGColumnVector3 GasMoment;
+    FGMatrix33 GasInertia;
+    FGColumnVector3 TanksMoment;
+    FGMatrix33 TankInertia;
+  } in;
+
 private:
   double Weight;
   double EmptyWeight;
@@ -180,7 +204,7 @@ private:
   FGColumnVector3 vbaseXYZcg;
   FGColumnVector3 vPMxyz;
   FGColumnVector3 PointMassCG;
-  FGMatrix33& CalculatePMInertias(void);
+  const FGMatrix33& CalculatePMInertias(void);
 
 
   /** The PointMass structure encapsulates a point mass object, moments of inertia
@@ -197,21 +221,30 @@ private:
     void CalculateShapeInertia(void) {
       switch(eShapeType) {
         case esTube:
-          mPMInertia(1,1) = (Weight/(32.16))*Radius*Radius; // mr^2
-          mPMInertia(2,2) = (Weight/(32.16*12))*(6*Radius*Radius + Length*Length);
+          mPMInertia(1,1) = (Weight/(slugtolb))*Radius*Radius; // mr^2
+          mPMInertia(2,2) = (Weight/(slugtolb*12))*(6*Radius*Radius + Length*Length);
           mPMInertia(3,3) = mPMInertia(2,2);
           break;
         case esCylinder:
-          mPMInertia(1,1) = (Weight/(32.16*2))*Radius*Radius; // 0.5*mr^2
-          mPMInertia(2,2) = (Weight/(32.16*12))*(3*Radius*Radius + Length*Length);
+          mPMInertia(1,1) = (Weight/(slugtolb*2))*Radius*Radius; // 0.5*mr^2
+          mPMInertia(2,2) = (Weight/(slugtolb*12))*(3*Radius*Radius + Length*Length);
           mPMInertia(3,3) = mPMInertia(2,2);
           break;
+        case esSphere:
+          mPMInertia(1,1) = (Weight/(slugtolb*3))*Radius*Radius*2; // (2mr^2)/3
+          mPMInertia(2,2) = mPMInertia(1,1);
+          mPMInertia(3,3) = mPMInertia(1,1);
+        case esBall:
+          mPMInertia(1,1) = (Weight/(slugtolb*5))*Radius*Radius*2; // (2mr^2)/5
+          mPMInertia(2,2) = mPMInertia(1,1);
+          mPMInertia(3,3) = mPMInertia(1,1);
+          break;
         default:
           break;
       }
     }
 
-    enum esShape {esUnspecified, esTube, esCylinder, esSphere} eShapeType;
+    enum esShape {esUnspecified, esTube, esCylinder, esSphere, esBall} eShapeType;
     FGColumnVector3 Location;
     double Weight; /// Weight in pounds.
     double Radius; /// Radius in feet.
@@ -222,9 +255,9 @@ private:
     double GetPointMassLocation(int axis) const {return Location(axis);}
     double GetPointMassWeight(void) const {return Weight;}
     esShape GetShapeType(void) {return eShapeType;}
-    FGColumnVector3 GetLocation(void) {return Location;}
-    FGMatrix33 GetPointMassInertia(void) {return mPMInertia;}
-    string GetName(void) {return Name;}
+    const FGColumnVector3& GetLocation(void) {return Location;}
+    const FGMatrix33& GetPointMassInertia(void) {return mPMInertia;}
+    const string& GetName(void) {return Name;}
 
     void SetPointMassLocation(int axis, double value) {Location(axis) = value;}
     void SetPointMassWeight(double wt) {Weight = wt;}