]> git.mxchange.org Git - flightgear.git/blobdiff - src/FDM/JSBSim/models/propulsion/FGRotor.cpp
Andreas Gaeb: fix #222 (JSBSIm reset problems)
[flightgear.git] / src / FDM / JSBSim / models / propulsion / FGRotor.cpp
index b1c1661d034710fa386b04e1fa1ac537ef65340a..5c69728f293abc8326a5644f2e48a8c9f77c73fc 100644 (file)
@@ -5,7 +5,7 @@
  Date started: 08/24/00
  Purpose:      Encapsulates the rotor object
 
- ------------- Copyright (C) 2000  Jon S. Berndt (jsb@hal-pc.org) -------------
+ ------------- Copyright (C) 2000  Jon S. Berndt (jon@jsbsim.org) -------------
 
  This program is free software; you can redistribute it and/or modify it under
  the terms of the GNU Lesser General Public License as published by the Free Software
@@ -31,6 +31,9 @@ HISTORY
 --------------------------------------------------------------------------------
 08/24/00  JSB  Created
 01/01/10  T.Kreitler test implementation
+11/15/10  T.Kreitler treated flow solver bug, flow and torque calculations 
+                     simplified, tiploss influence removed from flapping angles
+01/10/11  T.Kreitler changed to single rotor model
 
 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 INCLUDES
@@ -48,131 +51,187 @@ INCLUDES
 
 #include "input_output/FGXMLElement.h"
 
-#include "math/FGRungeKutta.h"
 
 using namespace std;
 
 namespace JSBSim {
 
-static const char *IdSrc = "$Id: FGRotor.cpp,v 1.9 2010/06/05 12:12:34 jberndt Exp $";
+static const char *IdSrc = "$Id: FGRotor.cpp,v 1.11 2011/01/17 22:09:59 jberndt Exp $";
 static const char *IdHdr = ID_ROTOR;
 
 /*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 MISC
 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
 
-static int dump_req; // debug schwafel flag
-
 static inline double sqr(double x) { return x*x; }
 
 /*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 CLASS IMPLEMENTATION
 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
 
-// starting with 'inner' rotor, FGRotor constructor is further down
-
-FGRotor::rotor::~rotor() { }
 
 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 
-// hmm, not a real alternative to a pretty long initializer list
-
-void FGRotor::rotor::zero() {
-  FGColumnVector3 zero_vec(0.0, 0.0, 0.0);
-
-  flags               = 0;
-  parent              = NULL  ;
-
-  reports             = 0;
-
-  // configuration
-  Radius              = 0.0 ;
-  BladeNum            = 0   ;
-  RelDistance_xhub    = 0.0 ;
-  RelShift_yhub       = 0.0 ;
-  RelHeight_zhub      = 0.0 ;
-  NominalRPM          = 0.0 ;
-  MinRPM              = 0.0 ;
-  BladeChord          = 0.0 ;
-  LiftCurveSlope      = 0.0 ;
-  BladeFlappingMoment = 0.0 ;
-  BladeTwist          = 0.0 ;
-  BladeMassMoment     = 0.0 ;
-  TipLossB            = 0.0 ;
-  PolarMoment         = 0.0 ;
-  InflowLag           = 0.0 ;
-  ShaftTilt           = 0.0 ;
-  HingeOffset         = 0.0 ;
-  HingeOffset_hover   = 0.0 ;
-  CantAngleD3         = 0.0 ;
-
-  theta_shaft         = 0.0 ;
-  phi_shaft           = 0.0 ;
+// Constructor
+
+FGRotor::FGRotor(FGFDMExec *exec, Element* rotor_element, int num)
+                    : FGThruster(exec, rotor_element, num),
+                    
+
+  // environment
+  dt(0.0), rho(0.002356),
+
+  // configuration parameters
+  Radius(0.0), BladeNum(0),
+
+  Sense(1.0), NominalRPM(0.0), ExternalRPM(0), RPMdefinition(0), ExtRPMsource(NULL),
+
+  BladeChord(0.0), LiftCurveSlope(0.0), BladeTwist(0.0), HingeOffset(0.0),
+  BladeFlappingMoment(0.0), BladeMassMoment(0.0), PolarMoment(0.0),
+  InflowLag(0.0),
+  TipLossB(0.0),
+
+  GroundEffectExp(0.0), GroundEffectShift(0.0),
 
   // derived parameters
-  LockNumberByRho     = 0.0 ;
-  solidity            = 0.0 ;
-  RpmRatio            = 0.0 ;
+  LockNumberByRho(0.0), Solidity(0.0), 
+
+  // dynamic values
+  RPM(0.0), Omega(0.0),
+
+  beta_orient(0.0),
+  a0(0.0), a_1(0.0), b_1(0.0), a_dw(0.0), a1s(0.0), b1s(0.0),
+
+  H_drag(0.0), J_side(0.0), Torque(0.0), C_T(0.0),
 
+  lambda(-0.001), mu(0.0), nu(0.001), v_induced(0.0),
+  theta_downwash(0.0), phi_downwash(0.0),
+
+  // control
+  ControlMap(eMainCtrl),
+  CollectiveCtrl(0.0), LateralCtrl(0.0), LongitudinalCtrl(0.0)
+
+{
+  FGColumnVector3 location(0.0, 0.0, 0.0), orientation(0.0, 0.0, 0.0);
+  Element *thruster_element;
+
+  // initialise/set remaining variables
+  SetTransformType(FGForce::tCustom);
+  PropertyManager = exec->GetPropertyManager();
+  Type = ttRotor;
+  GearRatio = 1.0;
+
+  dt = exec->GetDeltaT();
   for (int i=0; i<5; i++) R[i] = 0.0;
-  for (int i=0; i<6; i++) B[i] = 0.0;
+  for (int i=0; i<5; i++) B[i] = 0.0;
 
-  BodyToShaft.InitMatrix();
-  ShaftToBody.InitMatrix();
+  // get positions 
+  thruster_element = rotor_element->GetParent()->FindElement("sense");
+  if (thruster_element) {
+    double s = thruster_element->GetDataAsNumber();
+    if (s < -0.1) {
+      Sense = -1.0; // 'CW' as seen from above
+    } else if (s < 0.1) {
+      Sense = 0.0;  // 'coaxial'
+    } else {
+      Sense = 1.0; // 'CCW' as seen from above
+    }
+  }
 
-  // dynamic values
-  ActualRPM           = 0.0 ;
-  Omega               = 0.0 ;
-  beta_orient         = 0.0 ;
-  a0                  = 0.0 ;
-  a_1 = b_1 = a_dw    = 0.0 ;
-  a1s = b1s           = 0.0 ;
-  H_drag = J_side     = 0.0 ;
-
-  Torque              = 0.0 ;
-  Thrust              = 0.0 ;
-  Ct                  = 0.0 ;
-  lambda              = 0.0 ;
-  mu                  = 0.0 ;
-  nu                  = 0.0 ;
-  v_induced           = 0.0 ;
-
-  force      = zero_vec ;
-  moment     = zero_vec ;
+  thruster_element = rotor_element->GetParent()->FindElement("location");
+  if (thruster_element) {
+    location = thruster_element->FindElementTripletConvertTo("IN");
+  } else {
+    cerr << "No thruster location found." << endl;
+  }
 
+  thruster_element = rotor_element->GetParent()->FindElement("orient");
+  if (thruster_element) {
+    orientation = thruster_element->FindElementTripletConvertTo("RAD");
+  } else {
+    cerr << "No thruster orientation found." << endl;
+  }
+
+  SetLocation(location);
+  SetAnglesToBody(orientation);
+  InvTransform = Transform().Transposed();
+
+  // wire controls
+  ControlMap = eMainCtrl;
+  if (rotor_element->FindElement("controlmap")) {
+    string cm = rotor_element->FindElementValue("controlmap");
+    cm = to_upper(cm);
+    if (cm == "TAIL") {
+      ControlMap = eTailCtrl;
+    } else if (cm == "TANDEM") {
+      ControlMap = eTandemCtrl;
+    } else {
+      cerr << "# found unknown controlmap: '" << cm << "' using main rotor config."  << endl;
+    }
+  }
+
+  // ExternalRPM -- is the RPM dictated ?
+  if (rotor_element->FindElement("ExternalRPM")) {
+    ExternalRPM = 1;
+    RPMdefinition = (int) rotor_element->FindElementValueAsNumber("ExternalRPM");
+  }
+
+  // configure the rotor parameters
+  Configure(rotor_element);
+
+  // shaft representation - a rather simple transform, 
+  // but using a matrix is safer.
+  TboToHsr.InitMatrix(   0.0, 0.0, 1.0,
+                         0.0, 1.0, 0.0,
+                        -1.0, 0.0, 0.0  );
+  HsrToTbo  =  TboToHsr.Transposed();
+
+  // smooth out jumps in hagl reported, otherwise the ground effect
+  // calculation would cause jumps too. 1Hz seems sufficient.
+  damp_hagl = Filter(1.0,dt);
+
+  // enable import-export
+  BindModel();
+
+  Debug(0);
+
+}  // Constructor
+
+//%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
+
+FGRotor::~FGRotor(){
+  Debug(1);
 }
 
+
 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 
 // 5in1: value-fetch-convert-default-return function 
 
-double FGRotor::rotor::cnf_elem(  const string& ename, double default_val, 
+double FGRotor::ConfigValueConv( Element* el, const string& ename, double default_val, 
                                   const string& unit, bool tell)
 {
 
   Element *e = NULL;
-  double val=default_val;
+  double val = default_val;
 
-  std::string pname = "*No parent element*";
+  string pname = "*No parent element*";
 
-  if (parent) {
-    e = parent->FindElement(ename);
-    pname = parent->GetName();
+  if (el) {
+    e = el->FindElement(ename);
+    pname = el->GetName();
   }
 
   if (e) {
     if (unit.empty()) {
-      // val = e->FindElementValueAsNumber(ename); 
-      // yields to: Attempting to get single data value from multiple lines
-      val = parent->FindElementValueAsNumber(ename);
+      val = e->GetDataAsNumber();
     } else {
-      // val = e->FindElementValueAsNumberConvertTo(ename,unit); 
-      // yields to: Attempting to get non-existent element diameter + crash, why ?
-      val = parent->FindElementValueAsNumberConvertTo(ename,unit);
+      val = el->FindElementValueAsNumberConvertTo(ename,unit);
     }
   } else {
     if (tell) {
-      cerr << pname << ": missing element '" << ename <<"' using estimated value: " << default_val << endl;
+      cerr << pname << ": missing element '" << ename <<
+                       "' using estimated value: " << default_val << endl;
     }
   }
 
@@ -181,135 +240,102 @@ double FGRotor::rotor::cnf_elem(  const string& ename, double default_val,
 
 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 
-double FGRotor::rotor::cnf_elem(const string& ename, double default_val, bool tell)
+double FGRotor::ConfigValue(Element* el, const string& ename, double default_val, bool tell)
 {
-  return cnf_elem(ename, default_val, "", tell);
+  return ConfigValueConv(el, ename, default_val, "", tell);
 }
 
 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 
 // 1. read configuration and try to fill holes, ymmv
 // 2. calculate derived parameters and transforms
-void FGRotor::rotor::configure(int f, const rotor *xmain)
+void FGRotor::Configure(Element* rotor_element)
 {
 
   double estimate;
   const bool yell   = true;
   const bool silent = false;
 
-  flags = f;
 
-  estimate = (xmain) ? 2.0 * xmain->Radius * 0.2 : 42.0;
-  Radius = 0.5 * cnf_elem("diameter", estimate, "FT", yell);
-
-  estimate = (xmain) ? xmain->BladeNum  : 2.0;
-  estimate = Constrain(1.0,estimate,4.0);
-  BladeNum = (int) cnf_elem("numblades", estimate, yell);
-
-  estimate = (xmain) ? - xmain->Radius * 1.05 - Radius : - 0.025 * Radius ; 
-  RelDistance_xhub = cnf_elem("xhub", estimate, "FT", yell);
-
-  RelShift_yhub = cnf_elem("yhub", 0.0, "FT", silent);
+  Radius = 0.5 * ConfigValueConv(rotor_element, "diameter", 42.0, "FT", yell); 
+  Radius = Constrain(1e-3, Radius, 1e9);
   
-  estimate = - 0.1 * Radius - 4.0;
-  RelHeight_zhub = cnf_elem("zhub", estimate, "FT", yell);
+  BladeNum = (int) ConfigValue(rotor_element, "numblades", 3 , yell);
   
+  GearRatio = ConfigValue(rotor_element, "gearratio", 1.0, yell);
+
   // make sure that v_tip (omega*r) is below 0.7mach ~ 750ft/s
   estimate = (750.0/Radius)/(2.0*M_PI) * 60.0;  // 7160/Radius
-  NominalRPM = cnf_elem("nominalrpm", estimate, yell);
+  NominalRPM = ConfigValue(rotor_element, "nominalrpm", estimate, yell);
 
-  MinRPM = cnf_elem("minrpm", 1.0, silent);
-  MinRPM = Constrain(1.0, MinRPM, NominalRPM-1.0);
-
-  estimate = (xmain) ? 0.12 : 0.07;  // guess solidity
+  estimate = Constrain(0.07, 2.0/Radius , 0.14); // guess solidity
   estimate = estimate * M_PI*Radius/BladeNum;
-  BladeChord = cnf_elem("chord", estimate, "FT", yell);
+  BladeChord = ConfigValueConv(rotor_element, "chord", estimate, "FT", yell);
 
-  LiftCurveSlope = cnf_elem("liftcurveslope", 6.0, yell); // "1/RAD"
+  LiftCurveSlope = ConfigValue(rotor_element, "liftcurveslope", 6.0); // "1/RAD"
+  BladeTwist = ConfigValueConv(rotor_element, "twist", -0.17, "RAD");
 
-  estimate = sqr(BladeChord) * sqr(Radius) * 0.57;
-  BladeFlappingMoment = cnf_elem("flappingmoment", estimate, "SLUG*FT2", yell);   
-  BladeFlappingMoment = Constrain(0.1, BladeFlappingMoment, 1e9);
+  HingeOffset = ConfigValueConv(rotor_element, "hingeoffset", 0.05 * Radius, "FT" );
 
-  BladeTwist = cnf_elem("twist", -0.17, "RAD", yell);
+  estimate = sqr(BladeChord) * sqr(Radius - HingeOffset) * 0.57;
+  BladeFlappingMoment = ConfigValueConv(rotor_element, "flappingmoment", estimate, "SLUG*FT2");   
+  BladeFlappingMoment = Constrain(0.001, BladeFlappingMoment, 1e9);
 
-  estimate = sqr(BladeChord) * BladeChord * 15.66; // might be really wrong!
-  BladeMassMoment = cnf_elem("massmoment", estimate, yell); // slug-ft
-  BladeMassMoment = Constrain(0.1, BladeMassMoment, 1e9);
+  // guess mass from moment of a thin stick, and multiply by the blades cg distance
+  estimate = ( 3.0 * BladeFlappingMoment / sqr(Radius) ) * (0.45 * Radius) ;
+  BladeMassMoment = ConfigValue(rotor_element, "massmoment", estimate); // unit is slug-ft
+  BladeMassMoment = Constrain(0.001, BladeMassMoment, 1e9);
 
-  TipLossB = cnf_elem("tiplossfactor", 0.98, silent);
+  TipLossB = ConfigValue(rotor_element, "tiplossfactor", 1.0, silent);
 
   estimate = 1.1 * BladeFlappingMoment * BladeNum;
-  PolarMoment = cnf_elem("polarmoment", estimate, "SLUG*FT2", silent);
-  PolarMoment = Constrain(0.1, PolarMoment, 1e9);
-
-  InflowLag = cnf_elem("inflowlag", 0.2, silent); // fixme, depends on size
+  PolarMoment = ConfigValueConv(rotor_element, "polarmoment", estimate, "SLUG*FT2");
+  PolarMoment = Constrain(0.001, PolarMoment, 1e9);
 
-  estimate = (xmain) ? 0.0 : -0.06;  
-  ShaftTilt = cnf_elem("shafttilt", estimate, "RAD", silent);
+  InflowLag = ConfigValue(rotor_element, "inflowlag", 0.2, yell); // fixme, depends on size
+  InflowLag = Constrain(1e-6, InflowLag, 2.0);
 
-  // ignore differences between teeter/hingeless/fully-articulated constructions
-  estimate = 0.05 * Radius;
-  HingeOffset = cnf_elem("hingeoffset", estimate, "FT", (xmain) ? silent : yell);
 
-  CantAngleD3 = cnf_elem("cantangle", 0.0, "RAD", silent);  
+  // ground effect
+  if (rotor_element->FindElement("cgroundeffect")) {
+    double cge,gee;
+    cge = rotor_element->FindElementValueAsNumber("cgroundeffect");
+    cge = Constrain(1e-9, cge, 1.0);
+    gee = 1.0 / ( 2.0*Radius * cge );
+    cerr << "# *** 'cgroundeffect' is defunct." << endl;
+    cerr << "# *** use 'groundeffectexp' with: " << gee << endl;
+  }
 
-  // derived parameters
+  GroundEffectExp = ConfigValue(rotor_element, "groundeffectexp", 0.0);
+  GroundEffectShift = ConfigValueConv(rotor_element, "groundeffectshift", 0.0, "FT");
 
   // precalc often used powers
   R[0]=1.0; R[1]=Radius;   R[2]=R[1]*R[1]; R[3]=R[2]*R[1]; R[4]=R[3]*R[1];
-  B[0]=1.0; B[1]=TipLossB; B[2]=B[1]*B[1]; B[3]=B[2]*B[1]; B[4]=B[3]*B[1]; B[5]=B[4]*B[1];
+  B[0]=1.0; B[1]=TipLossB; B[2]=B[1]*B[1]; B[3]=B[2]*B[1]; B[4]=B[3]*B[1];
 
+  // derived parameters
   LockNumberByRho = LiftCurveSlope * BladeChord * R[4] / BladeFlappingMoment;
-  solidity = BladeNum * BladeChord / (M_PI * Radius);
-
-  // use simple orientations at the moment
-  if (flags & eTail) { // axis parallel to Y_body
-    theta_shaft = 0.0; // no tilt
-    phi_shaft = 0.5*M_PI;
-
-    // opposite direction if main rotor is spinning CW
-    if (xmain && (xmain->flags & eRotCW) ) { 
-      phi_shaft = -phi_shaft; 
-    }
-  } else {  // more or less upright
-    theta_shaft = ShaftTilt;
-    phi_shaft = 0.0; 
-  }
+  Solidity = BladeNum * BladeChord / (M_PI * Radius);
 
-  // setup Shaft-Body transforms, see /SH79/ eqn(17,18)
-  double st = sin(theta_shaft);
-  double ct = cos(theta_shaft);
-  double sp = sin(phi_shaft);
-  double cp = cos(phi_shaft);
-
-  ShaftToBody.InitMatrix(    ct, st*sp, st*cp,
-                            0.0,    cp,   -sp,
-                            -st, ct*sp, ct*cp  );
-
-  BodyToShaft  =  ShaftToBody.Inverse();
-
-  // misc defaults
-  nu = 0.001; // help the flow solver by providing some moving molecules
-  
   return;
-}
+} // Configure
 
 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 
 // calculate control-axes components of total airspeed at the hub.
 // sets rotor orientation angle (beta) as side effect. /SH79/ eqn(19-22)
 
-FGColumnVector3 FGRotor::rotor::hub_vel_body2ca( const FGColumnVector3 &uvw, 
+FGColumnVector3 FGRotor::hub_vel_body2ca( const FGColumnVector3 &uvw, 
                                                  const FGColumnVector3 &pqr,
                                                  double a_ic, double b_ic)
 {
-
   FGColumnVector3  v_r, v_shaft, v_w;
-  FGColumnVector3  pos(RelDistance_xhub,0.0,RelHeight_zhub);
+  FGColumnVector3 pos;
+
+  pos = fdmex->GetMassBalance()->StructuralToBody(GetActingLocation());
 
   v_r = uvw + pqr*pos;
-  v_shaft = BodyToShaft * v_r;
+  v_shaft = TboToHsr * InvTransform * v_r;
 
   beta_orient = atan2(v_shaft(eV),v_shaft(eU));
 
@@ -324,11 +350,14 @@ FGColumnVector3 FGRotor::rotor::hub_vel_body2ca( const FGColumnVector3 &uvw,
 
 // express fuselage angular velocity in control axes /SH79/ eqn(30,31)
 
-FGColumnVector3 FGRotor::rotor::fus_angvel_body2ca( const FGColumnVector3 &pqr)
+FGColumnVector3 FGRotor::fus_angvel_body2ca( const FGColumnVector3 &pqr)
 {
   FGColumnVector3 av_s_fus, av_w_fus;    
 
-  av_s_fus = BodyToShaft * pqr;
+  // for comparison:
+  // av_s_fus = BodyToShaft * pqr; /SH79/ 
+  // BodyToShaft = TboToHsr * InvTransform
+  av_s_fus = TboToHsr * InvTransform * pqr;
 
   av_w_fus(eP)=   av_s_fus(eP)*cos(beta_orient) + av_s_fus(eQ)*sin(beta_orient);
   av_w_fus(eQ)= - av_s_fus(eP)*sin(beta_orient) + av_s_fus(eQ)*cos(beta_orient);
@@ -337,150 +366,69 @@ FGColumnVector3 FGRotor::rotor::fus_angvel_body2ca( const FGColumnVector3 &pqr)
   return av_w_fus;
 }
 
-//%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
-
-// problem function passed to rk solver
-
-  double FGRotor::rotor::dnuFunction::pFunc(double x, double nu) {
-    double d_nu;
-    d_nu =  k_sat * (ct_lambda * (k_wor - nu) + k_theta) / 
-                     (2.0 * sqrt( mu2 + sqr(k_wor - nu)) ); 
-    d_nu = d_nu * k_flowscale - nu;
-    return  d_nu; 
-  }; 
 
 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 
-  // merge params to keep the equation short
-  void FGRotor::rotor::dnuFunction::update_params(rotor *r, double ct_t01, double fs, double w) {
-    k_sat       = 0.5* r->solidity * r->LiftCurveSlope;
-    ct_lambda   = 1.0/2.0*r->B[2] + 1.0/4.0 * r->mu*r->mu;
-    k_wor       = w/(r->Omega*r->Radius);
-    k_theta     = ct_t01;
-    mu2         = r->mu * r->mu;
-    k_flowscale = fs;
-  };
-
-
-//%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
-
-// Calculate rotor thrust and inflow-ratio (lambda), this is achieved by
-// approximating a solution for the differential equation:
-// 
-//  dnu/dt = 1/tau ( Ct / (2*sqrt(mu^2+lambda^2))  -  nu )  , /SH79/ eqn(26).
-// 
-// Propper calculation of the inflow-ratio (lambda) is vital for the
-// following calculations. Simple implementations (i.e. Newton-Raphson w/o
-// checking) tend to oscillate or overshoot in the low speed region,
-// therefore a more expensive solver is used.
+// The calculation is a bit tricky because thrust depends on induced velocity,
+// and vice versa.
 //
-// The flow_scale parameter is used to approximate a reduction of inflow
-// if the helicopter is close to the ground, yielding to higher thrust,
-// see /TA77/ eqn(10a). Doing the ground effect calculation here seems
-// more favorable then to code it in the fdm_config.
-
-void FGRotor::rotor::calc_flow_and_thrust(    
-                           double dt, double rho, double theta_0,
-                           double Uw, double Ww, double flow_scale)
+// The flow_scale parameter (ranging from 0.5-1.0) is used to approximate a
+// reduction of inflow if the helicopter is close to the ground, yielding to
+// higher thrust, see /TA77/ eqn(10a).
+
+void FGRotor::calc_flow_and_thrust( double theta_0, double Uw, double Ww, 
+                                    double flow_scale)
 {
 
   double ct_over_sigma = 0.0;
-  double ct_l, ct_t0, ct_t1;
-  double nu_ret = 0.0;
+  double c0, ct_l, ct_t0, ct_t1;
+  double mu2;  
 
   mu = Uw/(Omega*Radius); // /SH79/ eqn(24)
+  mu2 = sqr(mu);
+  
+  ct_t0 = (1.0/3.0*B[3] + 1.0/2.0 * TipLossB*mu2 - 4.0/(9.0*M_PI) * mu*mu2 ) * theta_0;
+  ct_t1 = (1.0/4.0*B[4] + 1.0/4.0 * B[2]*mu2) * BladeTwist;
 
-  ct_t0 = (1.0/3.0*B[3] + 1.0/2.0 * TipLossB*mu*mu - 4.0/(9.0*M_PI) * mu*mu*mu )*theta_0;
-  ct_t1 = (1.0/4.0*B[4] + 1.0/4.0 * B[2]*mu*mu)*BladeTwist;
+  ct_l  = (1.0/2.0*B[2] + 1.0/4.0 * mu2) * lambda; // first time  
 
-  // merge params together
-  flowEquation.update_params(this, ct_t0+ct_t1, flow_scale, Ww);
-  
-  nu_ret = rk.evolve(nu, &flowEquation);
+  c0 = (LiftCurveSlope/2.0)*(ct_l + ct_t0 + ct_t1) * Solidity;
+  c0 = c0 / ( 2.0 * sqrt( sqr(mu) + sqr(lambda) ) + 1e-15);
 
-  if (rk.getStatus() != FGRungeKutta::eNoError) { // never observed so far
-    cerr << "# IEHHHH [" << flags << "]: Solver Error - resetting!" << endl;
-    rk.clearStatus();
-    nu_ret = nu; // use old value and keep fingers crossed.
-  }
+  // replacement for /SH79/ eqn(26).
+  // ref: dnu/dt = 1/tau ( Ct / (2*sqrt(mu^2+lambda^2))  -  nu )
+  // taking mu and lambda constant, this integrates to
 
-  // keep an eye on the solver, but be quiet after a hundred messages
-  if (reports < 100 && rk.getIterations()>6) {
-    cerr << "# LOOK [" << flags << "]: Solver took " 
-         << rk.getIterations() << " rounds." << endl;
-    reports++;
-    if (reports==100) {
-      cerr << "# stopped babbling after 100 notifications." << endl;
-    }
-  }
+  nu  = flow_scale * ((nu - c0) * exp(-dt/InflowLag) + c0);
 
-  // now from nu to lambda, Ct, and Thrust
+  // now from nu to lambda, C_T, and Thrust
 
-  nu = nu_ret;
   lambda = Ww/(Omega*Radius) - nu; // /SH79/ eqn(25)
 
-  ct_l  = (1.0/2.0*B[2] + 1.0/4.0 * mu*mu)*lambda;  
+  ct_l  = (1.0/2.0*B[2] + 1.0/4.0 * mu2) * lambda;
+
   ct_over_sigma = (LiftCurveSlope/2.0)*(ct_l + ct_t0 + ct_t1); // /SH79/ eqn(27)
 
   Thrust = BladeNum*BladeChord*Radius*rho*sqr(Omega*Radius) * ct_over_sigma;
 
-  Ct = ct_over_sigma * solidity;
+  C_T = ct_over_sigma * Solidity;
   v_induced = nu * (Omega*Radius);
 
-  if (dump_req && (flags & eMain) ) {
-    printf("# mu %f : nu %f lambda %f vi %f\n", mu, nu, lambda, v_induced);
-  }
-
 }
 
-//%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
-
-// this is the most arcane part in the calculation chain the
-// constants used should be reverted to more general parameters.
-// otoh: it works also for smaller rotors, sigh!
-// See /SH79/ eqn(36), and /BA41/ for a richer set of equations.
-
-void FGRotor::rotor::calc_torque(double rho, double theta_0)
-{
-  double Qa0;
-  double cq_s_m[5], cq_over_sigma;
-  double l,m,t075; // shortcuts
-
-  t075 = theta_0 + 0.75 * BladeTwist;
-
-  m = mu;
-  l = lambda;
-
-  cq_s_m[0] = 0.00109 - 0.0036*l - 0.0027*t075 - 1.10*sqr(l) - 0.545*l*t075 + 0.122*sqr(t075);
-  cq_s_m[2] = ( 0.00109 - 0.0027*t075 - 3.13*sqr(l) - 6.35*l*t075 - 1.93*sqr(t075) ) * sqr(m);
-  cq_s_m[3] = - 0.133*l*t075 * sqr(m)*m;
-  cq_s_m[4] = ( - 0.976*sqr(l) - 6.38*l*t075 - 5.26*sqr(t075) ) * sqr(m)*sqr(m);
-
-  cq_over_sigma = cq_s_m[0] + cq_s_m[2] + cq_s_m[3] + cq_s_m[4];
-  // guess an a (LiftCurveSlope) is included in eqn above, so check if there is a large
-  // influence when  a_'other-model'/ a_'ch54' diverts from 1.0.
-
-  Qa0 = BladeNum * BladeChord * R[2] * rho * sqr(Omega*Radius);
-
-// TODO: figure out how to handle negative cq_over_sigma/torque
-
-  Torque =  Qa0 *  cq_over_sigma;
-
-  return;
-}
 
 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 
 // The coning angle doesn't apply for teetering rotors, but calculating
 // doesn't hurt. /SH79/ eqn(29)
 
-void FGRotor::rotor::calc_coning_angle(double rho, double theta_0)
+void FGRotor::calc_coning_angle(double theta_0)
 {
   double lock_gamma = LockNumberByRho * rho;
 
-  double a0_l  = (1.0/6.0  * B[3] + 0.04 * mu*mu*mu) * lambda;
-  double a0_t0 = (1.0/8.0  * B[4] + 1.0/8.0  * B[2]*mu*mu) * theta_0;
-  double a0_t1 = (1.0/10.0 * B[5] + 1.0/12.0 * B[3]*mu*mu) * BladeTwist;
+  double a0_l  = (1.0/6.0  + 0.04 * mu*mu*mu) * lambda;
+  double a0_t0 = (1.0/8.0  + 1.0/8.0  * mu*mu) * theta_0;
+  double a0_t1 = (1.0/10.0 + 1.0/12.0 * mu*mu) * BladeTwist;
   a0 = lock_gamma * ( a0_l + a0_t0 + a0_t1);
   return;
 }
@@ -489,33 +437,33 @@ void FGRotor::rotor::calc_coning_angle(double rho, double theta_0)
 
 // Flapping angles relative to control axes /SH79/ eqn(32)
 
-void FGRotor::rotor::calc_flapping_angles(  double rho, double theta_0, 
-                                            const FGColumnVector3 &pqr_fus_w)
+void FGRotor::calc_flapping_angles(double theta_0, const FGColumnVector3 &pqr_fus_w)
 {
   double lock_gamma = LockNumberByRho * rho;
 
-  double mu2_2B2 = sqr(mu)/(2.0*B[2]);
+
+  double mu2_2 = sqr(mu)/2.0;
   double t075 = theta_0 + 0.75 * BladeTwist;  // common approximation for rectangular blades
   
-  a_1 = 1.0/(1.0 - mu2_2B2) * (
+  a_1 = 1.0/(1.0 - mu2_2) * (
                                  (2.0*lambda + (8.0/3.0)*t075)*mu
                                + pqr_fus_w(eP)/Omega
-                               - 16.0 * pqr_fus_w(eQ)/(B[4]*lock_gamma*Omega)
+                               - 16.0 * pqr_fus_w(eQ)/(lock_gamma*Omega)
                              );
-  
-  b_1 = 1.0/(1.0 + mu2_2B2) * (
+
+  b_1 = 1.0/(1.0 + mu2_2) * (
                                  (4.0/3.0)*mu*a0
                                - pqr_fus_w(eQ)/Omega
-                               - 16.0 * pqr_fus_w(eP)/(B[4]*lock_gamma*Omega)
+                               - 16.0 * pqr_fus_w(eP)/(lock_gamma*Omega)
                              );
-  
+
   // used in  force calc
-  a_dw = 1.0/(1.0 - mu2_2B2) * (
+  a_dw = 1.0/(1.0 - mu2_2) * (
                                  (2.0*lambda + (8.0/3.0)*t075)*mu
-                               - 24.0 * pqr_fus_w(eQ)/(B[4]*lock_gamma*Omega)
-                                 * ( 1.0 - ( 0.29 * t075 / (Ct/solidity) ) )
+                               - 24.0 * pqr_fus_w(eQ)/(lock_gamma*Omega)
+                                 * ( 1.0 - ( 0.29 * t075 / (C_T/Solidity) ) )
                              );
-  
+
   return;
 }
 
@@ -523,20 +471,20 @@ void FGRotor::rotor::calc_flapping_angles(  double rho, double theta_0,
 
 // /SH79/ eqn(38,39)
 
-void FGRotor::rotor::calc_drag_and_side_forces(double rho, double theta_0)
+void FGRotor::calc_drag_and_side_forces(double theta_0)
 {
   double cy_over_sigma  ;
   double t075 = theta_0 + 0.75 * BladeTwist;
 
   H_drag = Thrust * a_dw;
-  
+
   cy_over_sigma = (
                       0.75*b_1*lambda - 1.5*a0*mu*lambda + 0.25*a_1*b_1*mu
                     - a0*a_1*sqr(mu) + (1.0/6.0)*a0*a_1
                     - (0.75*mu*a0 - (1.0/3.0)*b_1 - 0.5*sqr(mu)*b_1)*t075
                   );
   cy_over_sigma *= LiftCurveSlope/2.0;
-  
+
   J_side = BladeNum * BladeChord * Radius * rho * sqr(Omega*Radius) * cy_over_sigma;
 
   return;
@@ -544,492 +492,258 @@ void FGRotor::rotor::calc_drag_and_side_forces(double rho, double theta_0)
 
 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 
+// Simplified version of /SH79/ eqn(36). Uses an estimate for blade drag
+// (a new config parameter to come...).
+// From "Bramwell's Helicopter Dynamics" Â­ second edition, eqn(3.43) and (3.44)
+
+void FGRotor::calc_torque(double theta_0)
+{
+  // estimate blade drag
+  double delta_dr = 0.009 + 0.3*sqr(6.0*C_T/(LiftCurveSlope*Solidity));
+
+  Torque = rho * BladeNum * BladeChord * delta_dr * sqr(Omega*Radius) * R[2] * 
+           (1.0+4.5*sqr(mu))/8.0
+                     - (Thrust*lambda + H_drag*mu)*Radius;
+
+  return;
+}
+
+//%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
+
 // transform rotor forces from control axes to shaft axes, and express
 // in body axes /SH79/ eqn(40,41)
 
-FGColumnVector3 FGRotor::rotor::body_forces(double a_ic, double b_ic)
+FGColumnVector3 FGRotor::body_forces(double a_ic, double b_ic)
 {
-    FGColumnVector3 F_s(
-          - H_drag*cos(beta_orient) - J_side*sin(beta_orient) + Thrust*b_ic,
-          - H_drag*sin(beta_orient) + J_side*cos(beta_orient) + Thrust*a_ic,
-          - Thrust);    
-
-    if (dump_req && (flags & eMain) ) {
-      printf("# abß:  % f % f % f\n", a_ic, b_ic, beta_orient );
-      printf("# HJT:  % .2f % .2f % .2f\n", H_drag, J_side, Thrust );
-      printf("# F_s:  % .2f % .2f % .2f\n", F_s(1), F_s(2), F_s(3) );
-      FGColumnVector3 F_h;   
-      F_h = ShaftToBody * F_s;
-      printf("# F_h:  % .2f % .2f % .2f\n", F_h(1), F_h(2), F_h(3) );
-    }
+  FGColumnVector3 F_s(
+        - H_drag*cos(beta_orient) - J_side*sin(beta_orient) + Thrust*b_ic,
+        - H_drag*sin(beta_orient) + J_side*cos(beta_orient) + Thrust*a_ic,
+        - Thrust);    
 
-    return ShaftToBody * F_s;
+  return HsrToTbo * F_s;
 }
 
 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 
-// rotational sense is handled here
-// still a todo: how to get propper values for 'BladeMassMoment'
-// here might be a good place to tweak hovering stability, check /AM50/.
+// calculates the additional moments due to hinge offset and handles 
+// torque and sense
 
-FGColumnVector3 FGRotor::rotor::body_moments(FGColumnVector3 F_h, double a_ic, double b_ic)
+FGColumnVector3 FGRotor::body_moments(double a_ic, double b_ic)
 {
   FGColumnVector3 M_s, M_hub, M_h;
-  
-  FGColumnVector3 h_pos(RelDistance_xhub, 0.0, RelHeight_zhub);
-
-  // vermutlich ein biege moment, bzw.widerstands moment ~ d^3
-  double M_w_tilde = 0.0 ;
-  double mf = 0.0 ;
-  M_w_tilde = BladeMassMoment;
+  double mf;
 
   // cyclic flapping relative to shaft axes /SH79/ eqn(43)
   a1s = a_1*cos(beta_orient) + b_1*sin(beta_orient) - b_ic;
   b1s = b_1*cos(beta_orient) - a_1*sin(beta_orient) + a_ic;
 
-  // mind this: no HingeOffset, no additional pitch/roll moments
-  mf = 0.5 * (HingeOffset+HingeOffset_hover) * BladeNum * Omega*Omega * M_w_tilde;
+  mf = 0.5 * HingeOffset * BladeNum * Omega*Omega * BladeMassMoment;
+
   M_s(eL) = mf*b1s;
   M_s(eM) = mf*a1s;
-  M_s(eN) = Torque;
-
-  if (flags & eRotCW) {
-    M_s(eN) = -M_s(eN);
-  }
+  M_s(eN) = Torque * Sense ;
 
-  if (flags & eCoaxial) {
-    M_s(eN) = 0.0;
-  }
-
-  M_hub = ShaftToBody * M_s;
-
-  M_h = M_hub + (h_pos * F_h);
-
-  return M_h;
+  return HsrToTbo * M_s;
 }
 
-
 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 
-// Constructor
-
-FGRotor::FGRotor(FGFDMExec *exec, Element* rotor_element, int num)
-                    : FGThruster(exec, rotor_element, num)
+void FGRotor::CalcStatePart1(void)
 {
+  double A_IC;       // lateral (roll) control in radians
+  double B_IC;       // longitudinal (pitch) control in radians
+  double theta_col;  // rotor collective pitch in radians
 
-  FGColumnVector3 location, orientation;
-  Element *thruster_element;
-
-  PropertyManager = fdmex->GetPropertyManager();
-  dt = fdmex->GetDeltaT();
-
-  /* apply defaults */
-
-  rho = 0.002356; // just a sane value
-  
-  RPM = 0.0;
-  Sense = 1.0;
-  tailRotorPresent = false;
-  
-  effective_tail_col = 0.001; // just a sane value 
-
-  prop_inflow_ratio_lambda =  0.0;
-  prop_advance_ratio_mu = 0.0; 
-  prop_inflow_ratio_induced_nu = 0.0;
-  prop_mr_torque = 0.0;
-  prop_thrust_coefficient = 0.0;
-  prop_coning_angle = 0.0;
-
-  prop_theta_downwash = prop_phi_downwash = 0.0;
-
-  hover_threshold = 0.0;
-  hover_scale = 0.0;
-
-  mr.zero();
-  tr.zero();
-
-  // debug stuff
-  prop_DumpFlag = 0;
+  double Vt ;
 
-  /* configure */
+  FGColumnVector3 UVW_h, PQR_h;
+  FGColumnVector3 vHub_ca, avFus_ca;
 
-  Type = ttRotor;
-  SetTransformType(FGForce::tCustom);
+  double h_agl_ft, filtered_hagl = 0.0;
+  double ge_factor = 1.0;  
 
-  // get data from parent and 'mount' the rotor system
+  // fetch needed values from environment
+  Vt = fdmex->GetAuxiliary()->GetVt(); // total vehicle velocity including wind
+  dt = fdmex->GetDeltaT();
+  rho = fdmex->GetAtmosphere()->GetDensity(); // slugs/ft^3.
+  UVW_h = fdmex->GetAuxiliary()->GetAeroUVW();
+  PQR_h = fdmex->GetAuxiliary()->GetAeroPQR();
+  h_agl_ft = fdmex->GetPropagate()->GetDistanceAGL();
+  // update InvTransform, the rotor orientation could have been altered
+  InvTransform = Transform().Transposed();
 
-  thruster_element = rotor_element->GetParent()->FindElement("sense");
-  if (thruster_element) {
-    Sense = thruster_element->GetDataAsNumber() >= 0.0 ? 1.0: -1.0;
+  // handle RPM requirements, calc omega.
+  if (ExternalRPM && ExtRPMsource) {
+    RPM = ExtRPMsource->getDoubleValue() / GearRatio;
   }
 
-  thruster_element = rotor_element->GetParent()->FindElement("location");
-  if (thruster_element)  location = thruster_element->FindElementTripletConvertTo("IN");
-  else          cerr << "No thruster location found." << endl;
-
-  thruster_element = rotor_element->GetParent()->FindElement("orient");
-  if (thruster_element)  orientation = thruster_element->FindElementTripletConvertTo("RAD");
-  else          cerr << "No thruster orientation found." << endl;
-
-  SetLocation(location);
-  SetAnglesToBody(orientation);
-
-  // get main rotor parameters 
-  mr.parent = rotor_element;
-
-  int flags = eMain;
-
-  string a_val="";
-  a_val = rotor_element->GetAttributeValue("variant");
-  if ( a_val == "coaxial" ) {
-    flags += eCoaxial;
-    cerr << "# found 'coaxial' variant" << endl;
-  }  
-
-  if (Sense<0.0) {
-    flags += eRotCW;
+  if (RPM < 1.0) { // kludge, otherwise calculations go bananas 
+    RPM = 1.0;
   }
-    
-  mr.configure(flags);
 
-  mr.rk.init(0,dt,6);
+  Omega = (RPM/60.0)*2.0*M_PI;
 
-  // get tail rotor parameters
-  tr.parent=rotor_element->FindElement("tailrotor");
-  if (tr.parent) {
-    tailRotorPresent = true;
-  } else {
-    tailRotorPresent = false;
-    cerr << "# No tailrotor found, assuming a single rotor." << endl;
-  }
+  // set control inputs
+  A_IC      = LateralCtrl;
+  B_IC      = LongitudinalCtrl;
+  theta_col = CollectiveCtrl;
 
-  if (tailRotorPresent) {
-    int flags = eTail;
-    if (Sense<0.0) {
-      flags += eRotCW;
-    }
-    tr.configure(flags, &mr);
-    tr.rk.init(0,dt,6);
-    tr.RpmRatio = tr.NominalRPM/mr.NominalRPM; // 'connect'
+  // ground effect
+  if (GroundEffectExp > 1e-5) {
+    if (h_agl_ft<0.0) h_agl_ft = 0.0; // clamp
+    filtered_hagl = damp_hagl.execute(h_agl_ft) + GroundEffectShift;
+    // actual/nominal factor avoids absurd scales at startup
+    ge_factor -= exp(-filtered_hagl*GroundEffectExp) * (RPM / NominalRPM);
+    if (ge_factor<0.5) ge_factor=0.5; // clamp
   }
 
-  /* remaining parameters */
+  // all set, start calculations
 
-  // ground effect  
-  double c_ground_effect = 0.0;  // uh1 ~ 0.28 , larger values increase the effect
-  ground_effect_exp = 0.0;  
-  ground_effect_shift = 0.0;
+  vHub_ca  = hub_vel_body2ca(UVW_h, PQR_h, A_IC, B_IC);
 
-  if (rotor_element->FindElement("cgroundeffect"))
-    c_ground_effect = rotor_element->FindElementValueAsNumber("cgroundeffect");
+  avFus_ca = fus_angvel_body2ca(PQR_h);
 
-  if (rotor_element->FindElement("groundeffectshift"))
-    ground_effect_shift = rotor_element->FindElementValueAsNumberConvertTo("groundeffectshift","FT");
+  calc_flow_and_thrust(theta_col, vHub_ca(eU), vHub_ca(eW), ge_factor);
 
-  // prepare calculations, see /TA77/
-  if (c_ground_effect > 1e-5) {
-    ground_effect_exp = 1.0 / ( 2.0*mr.Radius * c_ground_effect );
-  } else {
-    ground_effect_exp = 0.0; // disable
-  }
+  calc_coning_angle(theta_col);
 
-  // smooth out jumps in hagl reported, otherwise the ground effect
-  // calculation would cause jumps too. 1Hz seems sufficient.
-  damp_hagl = Filter(1.0,dt);
+  calc_flapping_angles(theta_col, avFus_ca);
 
+  calc_drag_and_side_forces(theta_col);
 
-  // misc, experimental
-  if (rotor_element->FindElement("hoverthreshold"))
-    hover_threshold = rotor_element->FindElementValueAsNumberConvertTo("hoverthreshold", "FT/SEC");
+  calc_torque(theta_col);
 
-  if (rotor_element->FindElement("hoverscale"))
-    hover_scale = rotor_element->FindElementValueAsNumber("hoverscale");
+  // Fixme: only valid for a 'decent' rotor
+  theta_downwash = atan2( - UVW_h(eU), v_induced - UVW_h(eW));
+  phi_downwash   = atan2(   UVW_h(eV), v_induced - UVW_h(eW));
 
-  // enable import-export
-  bind();
+  vFn = body_forces(A_IC, B_IC);
+  vMn = Transform() * body_moments(A_IC, B_IC); 
 
-  // unused right now
-  prop_rotorbrake->setDoubleValue(0.0);
-  prop_freewheel_factor->setDoubleValue(1.0);  
+}
 
-  Debug(0);
+//%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 
-}  // Constructor
+void FGRotor::CalcStatePart2(double PowerAvailable)
+{
+  if (! ExternalRPM) {
+    // calculate new RPM
+    double ExcessTorque = PowerAvailable / Omega;
+    double deltaOmega   = ExcessTorque / PolarMoment * dt;
+    RPM += deltaOmega/(2.0*M_PI) * 60.0;
+    if (RPM < 0.0) RPM = 0.0; // Engine won't turn backwards
+  }
+}
 
 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 
-FGRotor::~FGRotor()
+double FGRotor::GetPowerRequired(void)
 {
-  Debug(1);
+  CalcStatePart1();
+  PowerRequired = Torque * Omega;
+  return PowerRequired;
 }
 
 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 
-// mea-culpa - the connection to the engine might be wrong, but the calling
-// convention appears to be 'variable' too.
-//   piston call:  
-//        return Thruster->Calculate((Eng_HP * hptoftlbssec)-Thruster->GetPowerRequired());
-//   turbine call: 
-//        Thrust = Thruster->Calculate(Thrust); // allow thruster to modify thrust (i.e. reversing)
-//
-// Here 'Calculate' takes thrust and estimates the power provided.
-
 double FGRotor::Calculate(double PowerAvailable)
 {
-  // controls
-  double A_IC;       // lateral (roll) control in radians
-  double B_IC;       // longitudinal (pitch) control in radians
-  double theta_col;  // main rotor collective pitch in radians
-  double tail_col;   // tail rotor collective in radians
-
-  // state
-  double h_agl_ft = 0.0;
-  double Vt ;
-
-  FGColumnVector3 UVW_h;
-  FGColumnVector3 PQR_h;
+  CalcStatePart2(PowerAvailable);
+  return Thrust;
+}
 
-  /* total vehicle velocity including wind effects in feet per second. */
-  Vt = fdmex->GetAuxiliary()->GetVt();
 
-  dt = fdmex->GetDeltaT(); // might be variable ?
+//%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 
-  dump_req = prop_DumpFlag;
-  prop_DumpFlag = 0;
 
-  // fetch often used values
-  rho = fdmex->GetAtmosphere()->GetDensity(); // slugs/ft^3.
-
-  UVW_h = fdmex->GetAuxiliary()->GetAeroUVW();
-  PQR_h = fdmex->GetAuxiliary()->GetAeroPQR();
-
-  // handle present RPM now, calc omega values.
+bool FGRotor::BindModel(void)
+{
+  string property_name, base_property_name;
+  base_property_name = CreateIndexedPropertyName("propulsion/engine", EngineNum);
 
-  if (RPM < mr.MinRPM) { // kludge, otherwise calculations go bananas 
-    RPM = mr.MinRPM;
-  }
+  property_name = base_property_name + "/rotor-rpm";
+  PropertyManager->Tie( property_name.c_str(), this, &FGRotor::GetRPM );
 
-  mr.ActualRPM = RPM;
-  mr.Omega = (RPM/60.0)*2.0*M_PI;
+  property_name = base_property_name + "/x-engine-rpm"; // used for RPM eXchange
+  PropertyManager->Tie( property_name.c_str(), this, &FGRotor::GetEngineRPM );
 
-  if (tailRotorPresent) {
-    tr.ActualRPM = RPM*tr.RpmRatio;
-    tr.Omega = (RPM*tr.RpmRatio/60.0)*2.0*M_PI;
-  }
+  property_name = base_property_name + "/rotor-thrust-lbs"; // might be redundant - check!
+  PropertyManager->Tie( property_name.c_str(), this, &FGRotor::GetThrust );
 
-  // read control inputs
+  property_name = base_property_name + "/a0-rad";
+  PropertyManager->Tie( property_name.c_str(), this, &FGRotor::GetA0 );
 
-  A_IC      = prop_lateral_ctrl->getDoubleValue();
-  B_IC      = prop_longitudinal_ctrl->getDoubleValue();
-  theta_col = prop_collective_ctrl->getDoubleValue();
-  tail_col  = 0.0;
-  if (tailRotorPresent) {
-    tail_col  = prop_antitorque_ctrl->getDoubleValue();
-  }
+  property_name = base_property_name + "/a1-rad";
+  PropertyManager->Tie( property_name.c_str(), this, &FGRotor::GetA1 );
 
+  property_name = base_property_name + "/b1-rad";
+  PropertyManager->Tie( property_name.c_str(), this, &FGRotor::GetB1 );
 
-  FGColumnVector3  vHub_ca = mr.hub_vel_body2ca(UVW_h,PQR_h,A_IC,B_IC);
-  FGColumnVector3 avFus_ca = mr.fus_angvel_body2ca(PQR_h);
+  property_name = base_property_name + "/inflow-ratio";
+  PropertyManager->Tie( property_name.c_str(), this, &FGRotor::GetLambda );
 
+  property_name = base_property_name + "/advance-ratio";
+  PropertyManager->Tie( property_name.c_str(), this, &FGRotor::GetMu );
 
-  h_agl_ft = fdmex->GetPropagate()->GetDistanceAGL();
+  property_name = base_property_name + "/induced-inflow-ratio";
+  PropertyManager->Tie( property_name.c_str(), this, &FGRotor::GetNu );
 
-  double filtered_hagl;
-  filtered_hagl = damp_hagl.execute( h_agl_ft + ground_effect_shift );
+  property_name = base_property_name + "/vi-fps";
+  PropertyManager->Tie( property_name.c_str(), this, &FGRotor::GetVi );
 
-  // gnuplot> plot [-1:50] 1 - exp((-x/44)/.28)
-  double ge_factor = 1.0;  
-  if (ground_effect_exp > 1e-5) {
-    ge_factor -= exp(-filtered_hagl*ground_effect_exp);
-  }
-  // clamp
-  if (ge_factor<0.5) ge_factor=0.5;
+  property_name = base_property_name + "/thrust-coefficient";
+  PropertyManager->Tie( property_name.c_str(), this, &FGRotor::GetCT );
 
-  if (dump_req) {
-    printf("# GE h: %.3f  (%.3f) f: %f\n", filtered_hagl, h_agl_ft + ground_effect_shift, ge_factor);
-  }
+  property_name = base_property_name + "/torque-lbsft";
+  PropertyManager->Tie( property_name.c_str(), this, &FGRotor::GetTorque );
 
+  property_name = base_property_name + "/theta-downwash-rad";
+  PropertyManager->Tie( property_name.c_str(), this, &FGRotor::GetThetaDW );
 
-  // EXPERIMENTAL: modify rotor for hover, see rotor::body_moments for the consequences
-  if (hover_threshold > 1e-5 && Vt < hover_threshold) {
-    double scale = 1.0 - Vt/hover_threshold;
-    mr.HingeOffset_hover = scale*hover_scale*mr.Radius;
-  } else {
-    mr.HingeOffset_hover = 0.0;
+  property_name = base_property_name + "/phi-downwash-rad";
+  PropertyManager->Tie( property_name.c_str(), this, &FGRotor::GetPhiDW );
+  
+  switch (ControlMap) {
+    case eTailCtrl:
+      property_name = base_property_name + "/antitorque-ctrl-rad";
+      PropertyManager->Tie( property_name.c_str(), this, &FGRotor::GetCollectiveCtrl, &FGRotor::SetCollectiveCtrl);
+      break;
+    case eTandemCtrl:
+      property_name = base_property_name + "/tail-collective-ctrl-rad";
+      PropertyManager->Tie( property_name.c_str(), this, &FGRotor::GetCollectiveCtrl, &FGRotor::SetCollectiveCtrl);
+      property_name = base_property_name + "/lateral-ctrl-rad";
+      PropertyManager->Tie( property_name.c_str(), this, &FGRotor::GetLateralCtrl, &FGRotor::SetLateralCtrl);
+      property_name = base_property_name + "/longitudinal-ctrl-rad";
+      PropertyManager->Tie( property_name.c_str(), this, &FGRotor::GetLongitudinalCtrl, &FGRotor::SetLongitudinalCtrl);
+      break;
+    default: // eMainCtrl
+      property_name = base_property_name + "/collective-ctrl-rad";
+      PropertyManager->Tie( property_name.c_str(), this, &FGRotor::GetCollectiveCtrl, &FGRotor::SetCollectiveCtrl);
+      property_name = base_property_name + "/lateral-ctrl-rad";
+      PropertyManager->Tie( property_name.c_str(), this, &FGRotor::GetLateralCtrl, &FGRotor::SetLateralCtrl);
+      property_name = base_property_name + "/longitudinal-ctrl-rad";
+      PropertyManager->Tie( property_name.c_str(), this, &FGRotor::GetLongitudinalCtrl, &FGRotor::SetLongitudinalCtrl);
   }
 
-  // all set, start calculations
-
-  /* MAIN ROTOR */
-
-  mr.calc_flow_and_thrust(dt, rho, theta_col, vHub_ca(eU), vHub_ca(eW), ge_factor);
-
-  prop_inflow_ratio_lambda = mr.lambda;
-  prop_advance_ratio_mu = mr.mu;
-  prop_inflow_ratio_induced_nu = mr.nu;
-  prop_thrust_coefficient = mr.Ct;
-
-  mr.calc_coning_angle(rho, theta_col);
-  prop_coning_angle = mr.a0;
-
-  mr.calc_torque(rho, theta_col);
-  prop_mr_torque = mr.Torque;
-
-  mr.calc_flapping_angles(rho, theta_col, avFus_ca);
-  mr.calc_drag_and_side_forces(rho, theta_col);
-
-  FGColumnVector3 F_h_mr = mr.body_forces(A_IC,B_IC);
-  FGColumnVector3 M_h_mr = mr.body_moments(F_h_mr, A_IC, B_IC); 
-
-  // export downwash angles
-  // theta: positive for downwash moving from +z_h towards +x_h
-  // phi:   positive for downwash moving from +z_h towards -y_h
-
-  prop_theta_downwash = atan2( - UVW_h(eU), mr.v_induced - UVW_h(eW));
-  prop_phi_downwash   = atan2(   UVW_h(eV), mr.v_induced - UVW_h(eW));
-
-  mr.force(eX) = F_h_mr(1);
-  mr.force(eY) = F_h_mr(2);
-  mr.force(eZ) = F_h_mr(3);
-
-  mr.moment(eL) =  M_h_mr(1);
-  mr.moment(eM) =  M_h_mr(2); 
-  mr.moment(eN) =  M_h_mr(3);
-
-  /* TAIL ROTOR */
-
-  FGColumnVector3 F_h_tr(0.0, 0.0, 0.0);
-  FGColumnVector3 M_h_tr(0.0, 0.0, 0.0);
-
-  if (tailRotorPresent) {
-    FGColumnVector3  vHub_ca_tr = tr.hub_vel_body2ca(UVW_h,PQR_h);
-    FGColumnVector3 avFus_ca_tr = tr.fus_angvel_body2ca(PQR_h);
-
-    tr.calc_flow_and_thrust(dt, rho, tail_col, vHub_ca_tr(eU), vHub_ca_tr(eW));
-    tr.calc_coning_angle(rho, tail_col);
-
-    // test code for cantered tail rotor, see if it has a notable effect. /SH79/ eqn(47)
-    if (fabs(tr.CantAngleD3)>1e-5) {
-      double tan_d3 = tan(tr.CantAngleD3);
-      double d_t0t;
-      double ca_dt = dt/12.0;
-      for (int i = 0; i<12; i++) {
-        d_t0t = 1/0.1*(tail_col - tr.a0 * tan_d3 - effective_tail_col);
-        effective_tail_col += d_t0t*ca_dt;
+  if (ExternalRPM) {
+    if (RPMdefinition == -1) {
+      property_name = base_property_name + "/x-rpm-dict";
+      ExtRPMsource = PropertyManager->GetNode(property_name, true);
+    } else if (RPMdefinition >= 0 && RPMdefinition != EngineNum) {
+      string ipn = CreateIndexedPropertyName("propulsion/engine", RPMdefinition);
+      property_name = ipn + "/x-engine-rpm";
+      ExtRPMsource = PropertyManager->GetNode(property_name, false);
+      if (! ExtRPMsource) {
+        cerr << "# Warning: Engine number " << EngineNum << "." << endl;
+        cerr << "# No 'x-engine-rpm' property found for engine " << RPMdefinition << "." << endl;
+        cerr << "# Please check order of engine definitons."  << endl;
       }
     } else {
-      effective_tail_col = tail_col;
+      cerr << "# Engine number " << EngineNum;
+      cerr << ", given ExternalRPM value '" << RPMdefinition << "' unhandled."  << endl;
     }
-
-    tr.calc_torque(rho, effective_tail_col);
-    tr.calc_flapping_angles(rho, effective_tail_col, avFus_ca_tr);
-    tr.calc_drag_and_side_forces(rho, effective_tail_col);
-
-    F_h_tr = tr.body_forces();
-    M_h_tr = tr.body_moments(F_h_tr); 
   }
 
-  tr.force(eX)  =   F_h_tr(1) ;
-  tr.force(eY)  =   F_h_tr(2) ;
-  tr.force(eZ)  =   F_h_tr(3) ;
-  tr.moment(eL) =   M_h_tr(1) ;
-  tr.moment(eM) =   M_h_tr(2) ;
-  tr.moment(eN) =   M_h_tr(3) ;
-
-/* 
-    TODO: 
-      check negative mr.Torque conditions
-      freewheel factor: assure [0..1] just multiply with available power
-      rotorbrake: just steal from available power
-
-*/
-
-  // calculate new RPM, assuming a stiff connection between engine and rotor. 
-
-  double engine_hp     =  PowerAvailable/2.24; // 'undo' force via the estimation factor used in aeromatic
-  double engine_torque =  550.0*engine_hp/mr.Omega;
-  double Omega_dot     = (engine_torque - mr.Torque) / mr.PolarMoment;
-
-  RPM += ( Omega_dot * dt )/(2.0*M_PI) * 60.0;
-
-  if (0 && dump_req) {
-    printf("# SENSE      :  % d % d\n", mr.flags & eRotCW ? -1 : 1, tr.flags & eRotCW ? -1 : 1);
-    printf("# vi         :  % f % f\n", mr.v_induced, tr.v_induced);
-    printf("# a0 a1 b1   :  % f % f % f\n", mr.a0, mr.a_1, mr.b_1 );
-    printf("# m  forces  :  % f % f % f\n", mr.force(eX), mr.force(eY), mr.force(eZ) );
-    printf("# m  moments :  % f % f % f\n", mr.moment(eL), mr.moment(eM), mr.moment(eN) );
-    printf("# t  forces  :  % f % f % f\n", tr.force(eX), tr.force(eY), tr.force(eZ) );
-    printf("# t  moments :  % f % f % f\n", tr.moment(eL), tr.moment(eM), tr.moment(eN) );
-  }
-
-  // finally set vFn & vMn
-  vFn = mr.force  + tr.force;
-  vMn = mr.moment + tr.moment;
-
-  // and just lie here
-  Thrust = 0.0; 
-
-  // return unmodified thrust to the turbine. 
-  // :TK: As far as I can see the return value is unused.
-  return PowerAvailable;
-
-}  // Calculate
-
-//%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
-
-// FGThruster does return 0.0 (the implicit direct thruster)
-// piston CALL:  return Thruster->Calculate((Eng_HP * hptoftlbssec)-Thruster->GetPowerRequired());
-
-double FGRotor::GetPowerRequired(void)
-{
-  PowerRequired = 0.0;
-  return PowerRequired;
-}
-
-//%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
-
-bool FGRotor::bind(void) {
-
-  string property_name, base_property_name;
-  base_property_name = CreateIndexedPropertyName("propulsion/engine", EngineNum);
-
-  PropertyManager->Tie( base_property_name + "/rotor-rpm", this, &FGRotor::GetRPM );
-  PropertyManager->Tie( base_property_name + "/thrust-mr-lbs", &mr.Thrust );
-  PropertyManager->Tie( base_property_name + "/vi-mr-fps", &mr.v_induced );
-  PropertyManager->Tie( base_property_name + "/a0-mr-rad", &mr.a0 );
-  PropertyManager->Tie( base_property_name + "/a1-mr-rad", &mr.a1s ); // s means shaft axes
-  PropertyManager->Tie( base_property_name + "/b1-mr-rad", &mr.b1s );
-  PropertyManager->Tie( base_property_name + "/thrust-tr-lbs", &tr.Thrust );
-  PropertyManager->Tie( base_property_name + "/vi-tr-fps", &tr.v_induced );
-
-  // lambda
-  PropertyManager->Tie( base_property_name + "/inflow-ratio", &prop_inflow_ratio_lambda );
-  // mu
-  PropertyManager->Tie( base_property_name + "/advance-ratio", &prop_advance_ratio_mu );
-  // nu
-  PropertyManager->Tie( base_property_name + "/induced-inflow-ratio", &prop_inflow_ratio_induced_nu );
-
-  PropertyManager->Tie( base_property_name + "/torque-mr-lbsft", &prop_mr_torque );
-  PropertyManager->Tie( base_property_name + "/thrust-coefficient", &prop_thrust_coefficient );
-  PropertyManager->Tie( base_property_name + "/main-rotor-rpm", &mr.ActualRPM );
-  PropertyManager->Tie( base_property_name + "/tail-rotor-rpm", &tr.ActualRPM );
-
-  // position of the downwash
-  PropertyManager->Tie( base_property_name + "/theta-downwash-rad", &prop_theta_downwash );
-  PropertyManager->Tie( base_property_name + "/phi-downwash-rad", &prop_phi_downwash );  
-
-  // nodes to use via get<xyz>Value
-  prop_collective_ctrl = PropertyManager->GetNode(base_property_name + "/collective-ctrl-rad",true);
-  prop_lateral_ctrl = PropertyManager->GetNode(base_property_name + "/lateral-ctrl-rad",true);
-  prop_longitudinal_ctrl = PropertyManager->GetNode(base_property_name + "/longitudinal-ctrl-rad",true);
-  prop_antitorque_ctrl =   PropertyManager->GetNode(base_property_name + "/antitorque-ctrl-rad",true);
-
-  prop_rotorbrake =   PropertyManager->GetNode(base_property_name + "/rotorbrake-hp", true);
-  prop_freewheel_factor =   PropertyManager->GetNode(base_property_name + "/freewheel-factor", true);
-
-  PropertyManager->Tie( base_property_name + "/dump-flag", &prop_DumpFlag );
-
   return true;
 }
 
@@ -1038,7 +752,7 @@ bool FGRotor::bind(void) {
 string FGRotor::GetThrusterLabels(int id, string delimeter)
 {
 
-  std::ostringstream buf;
+  ostringstream buf;
 
   buf << Name << " RPM (engine " << id << ")";
 
@@ -1050,11 +764,13 @@ string FGRotor::GetThrusterLabels(int id, string delimeter)
 
 string FGRotor::GetThrusterValues(int id, string delimeter)
 {
-  std::ostringstream buf;
+
+  ostringstream buf;
 
   buf << RPM;
 
   return buf.str();
+
 }
 
 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
@@ -1078,11 +794,46 @@ string FGRotor::GetThrusterValues(int id, string delimeter)
 
 void FGRotor::Debug(int from)
 {
+  string ControlMapName;
+
   if (debug_lvl <= 0) return;
 
   if (debug_lvl & 1) { // Standard console startup message output
     if (from == 0) { // Constructor
       cout << "\n    Rotor Name: " << Name << endl;
+      cout << "      Diameter = " << 2.0 * Radius << " ft." << endl;
+      cout << "      Number of Blades = " << BladeNum << endl;
+      cout << "      Gear Ratio = " << GearRatio << endl;
+      cout << "      Sense = " << Sense << endl;
+      cout << "      Nominal RPM = " << NominalRPM << endl;
+
+      if (ExternalRPM) {
+        if (RPMdefinition == -1) {
+          cout << "      RPM is controlled externally" << endl;
+        } else {
+          cout << "      RPM source set to engine " << RPMdefinition << endl;
+        }
+      }
+
+      cout << "      Blade Chord = " << BladeChord << endl;
+      cout << "      Lift Curve Slope = " << LiftCurveSlope << endl;
+      cout << "      Blade Twist = " << BladeTwist << endl;
+      cout << "      Hinge Offset = " << HingeOffset << endl;
+      cout << "      Blade Flapping Moment = " << BladeFlappingMoment << endl;
+      cout << "      Blade Mass Moment = " << BladeMassMoment << endl;
+      cout << "      Polar Moment = " << PolarMoment << endl;
+      cout << "      Inflow Lag = " << InflowLag << endl;
+      cout << "      Tip Loss = " << TipLossB << endl;
+      cout << "      Lock Number = " << LockNumberByRho * 0.002356 << " (SL)" << endl;
+      cout << "      Solidity = " << Solidity << endl;
+
+      switch (ControlMap) {
+        case eTailCtrl:    ControlMapName = "Tail Rotor";   break;
+        case eTandemCtrl:  ControlMapName = "Tandem Rotor"; break;
+        default:           ControlMapName = "Main Rotor";
+      }
+      cout << "      Control Mapping = " << ControlMapName << endl;
+
     }
   }
   if (debug_lvl & 2 ) { // Instantiation/Destruction notification
@@ -1101,7 +852,9 @@ void FGRotor::Debug(int from)
       cout << IdHdr << endl;
     }
   }
+
 }
 
+
 } // namespace JSBSim