]> git.mxchange.org Git - flightgear.git/blobdiff - src/FDM/YASim/Rotorpart.cpp
FGPUIDialog: fix reading from already free'd memory.
[flightgear.git] / src / FDM / YASim / Rotorpart.cpp
index 1bd3a70887ad00c3cadf84df19b50d2f08e47ea2..8dd8be5fcd6d54802e9ea18944de7f7a797a43b0 100644 (file)
@@ -1,3 +1,5 @@
+#include <ostream>
+
 #include <simgear/debug/logstream.hxx>
 
 #include "Math.hpp"
@@ -6,6 +8,8 @@
 #include <stdio.h>
 #include <string.h>
 namespace yasim {
+using std::endl;
+
 const float pi=3.14159;
 float _help = 0;
 Rotorpart::Rotorpart()
@@ -14,6 +18,7 @@ Rotorpart::Rotorpart()
     _cyclic=0;
     _collective=0;
     _rellenhinge=0;
+    _shared_flap_hinge=false;
     _dt=0;
 #define set3(x,a,b,c) x[0]=a;x[1]=b;x[2]=c;
     set3 (_speed,1,0,0);
@@ -23,10 +28,6 @@ Rotorpart::Rotorpart()
     set3 (_last_torque,0,0,0);
 #undef set3
     _centripetalforce=1;
-    _maxpitch=.02;
-    _minpitch=0;
-    _maxcyclic=0.02;
-    _mincyclic=-0.02;
     _delta3=0.5;
     _cyclic=0;
     _collective=-1;
@@ -66,6 +67,8 @@ Rotorpart::Rotorpart()
     _rel_len_blade_start=0;
     _torque=0;
     _rotor_correction_factor=0.6;
+    _direction=0;
+    _balance=1;
 }
 
 void Rotorpart::inititeration(float dt,float *rot)
@@ -91,6 +94,16 @@ void Rotorpart::inititeration(float dt,float *rot)
     a=Math::dot3(rot,dir);
     _alphaalt -= a;
     _alphaalt= Math::clamp(_alphaalt,_alphamin,_alphamax);
+
+    //unbalance
+    float b;
+    b=_rotor->getBalance();
+    float s =Math::sin(_phi+_direction);
+    //float c =Math::cos(_phi+_direction);
+    if (s>0)
+        _balance=(b>0)?(1.-s*(1.-b)):(1.-s)*(1.+b);
+    else
+        _balance=(b>0)?1.:1.+b;
 }
 
 void Rotorpart::setRotor(Rotor *rotor)
@@ -98,7 +111,7 @@ void Rotorpart::setRotor(Rotor *rotor)
     _rotor=rotor;
 }
 
-void Rotorpart::setParameter(char *parametername, float value)
+void Rotorpart::setParameter(const char *parametername, float value)
 {
 #define p(a) if (strcmp(parametername,#a)==0) _##a = value; else
 
@@ -136,8 +149,7 @@ float Rotorpart::getWeight(void)
 
 void Rotorpart::setPosition(float* p)
 {
-    int i;
-    for(i=0; i<3; i++) _pos[i] = p[i];
+    for(int i=0; i<3; i++) _pos[i] = p[i];
 }
 
 float Rotorpart::getIncidence()
@@ -147,39 +159,38 @@ float Rotorpart::getIncidence()
 
 void Rotorpart::getPosition(float* out)
 {
-    int i;
-    for(i=0; i<3; i++) out[i] = _pos[i];
+    for(int i=0; i<3; i++) out[i] = _pos[i];
 }
 
 void Rotorpart::setPositionForceAttac(float* p)
 {
-    int i;
-    for(i=0; i<3; i++) _posforceattac[i] = p[i];
+    for(int i=0; i<3; i++) _posforceattac[i] = p[i];
 }
 
 void Rotorpart::getPositionForceAttac(float* out)
 {
-    int i;
-    for(i=0; i<3; i++) out[i] = _posforceattac[i];
+    for(int i=0; i<3; i++) out[i] = _posforceattac[i];
 }
 
 void Rotorpart::setSpeed(float* p)
 {
-    int i;
-    for(i=0; i<3; i++) _speed[i] = p[i];
+    for(int i=0; i<3; i++) _speed[i] = p[i];
     Math::unit3(_speed,_direction_of_movement); 
 }
 
 void Rotorpart::setDirectionofZentipetalforce(float* p)
 {
-    int i;
-    for(i=0; i<3; i++) _directionofcentripetalforce[i] = p[i];
+    for(int i=0; i<3; i++) _directionofcentripetalforce[i] = p[i];
 }
 
 void Rotorpart::setDirectionofRotorPart(float* p)
 {
-    int i;
-    for(i=0; i<3; i++) _directionofrotorpart[i] = p[i];
+    for(int i=0; i<3; i++) _directionofrotorpart[i] = p[i];
+}
+
+void Rotorpart::setDirection(float direction)
+{
+    _direction=direction;
 }
 
 void Rotorpart::setOmega(float value)
@@ -187,6 +198,11 @@ void Rotorpart::setOmega(float value)
     _omega=value;
 }
 
+void Rotorpart::setPhi(float value)
+{
+    _phi=value;
+}
+
 void Rotorpart::setOmegaN(float value)
 {
     _omegan=value;
@@ -202,25 +218,6 @@ void Rotorpart::setZentipetalForce(float f)
     _centripetalforce=f;
 } 
 
-void Rotorpart::setMinpitch(float f)
-{
-    _minpitch=f;
-} 
-
-void Rotorpart::setMaxpitch(float f)
-{
-    _maxpitch=f;
-} 
-
-void Rotorpart::setMaxcyclic(float f)
-{
-    _maxcyclic=f;
-} 
-
-void Rotorpart::setMincyclic(float f)
-{
-    _mincyclic=f;
-} 
 
 void Rotorpart::setDelta3(float f)
 {
@@ -247,6 +244,11 @@ void Rotorpart::setRelLenHinge(float f)
     _rellenhinge=f;
 }
 
+void Rotorpart::setSharedFlapHinge(bool s)
+{
+    _shared_flap_hinge=s;
+}
+
 void Rotorpart::setC2(float f)
 {
     _c2=f;
@@ -321,14 +323,12 @@ void Rotorpart::setLen(float value)
 
 void Rotorpart::setNormal(float* p)
 {
-    int i;
-    for(i=0; i<3; i++) _normal[i] = p[i];
+    for(int i=0; i<3; i++) _normal[i] = p[i];
 }
 
 void Rotorpart::getNormal(float* out)
 {
-    int i;
-    for(i=0; i<3; i++) out[i] = _normal[i];
+    for(int i=0; i<3; i++) out[i] = _normal[i];
 }
 
 void Rotorpart::setCollective(float pos)
@@ -368,24 +368,18 @@ float Rotorpart::calculateAlpha(float* v_rel_air, float rho,
     float incidence, float cyc, float alphaalt, float *torque,
     float *returnlift)
 {
-    float moment[3],v_local[3],v_local_scalar,lift_moment,v_flap[3],v_help[3];
-    float ias;//nur f. dgb
-    int i,n;
-    for (i=0;i<3;i++)
-        moment[i]=0;
-    lift_moment=-_mass*_len*9.81; //*cos yaw * cos roll
+    float v_local[3],v_local_scalar,lift_moment,v_flap[3],v_help[3];
+    float relgrav = Math::dot3(_normal,_rotor->getGravDirection());
+    lift_moment=-_mass*_len*9.81*relgrav;
     *torque=0;//
     if((_nextrp==NULL)||(_lastrp==NULL)||(_rotor==NULL)) 
-        return 0.0;//not initialized. Can happen during startupt of flightgear
+        return 0.0;//not initialized. Can happen during startup of flightgear
     if (returnlift!=NULL) *returnlift=0;
-    /*float flap_omega=(_nextrp->getrealAlpha()-_lastrp->getrealAlpha())
-        *_omega / pi*_rotor->getNumberOfParts()/4; hier mal die alte version probieren?
-        */
     float flap_omega=(_next90rp->getrealAlpha()-_last90rp->getrealAlpha())
         *_omega / pi;
     float local_width=_diameter*(1-_rel_len_blade_start)/2.
         /(float (_number_of_segments));
-    for (n=0;n<_number_of_segments;n++)
+    for (int n=0;n<_number_of_segments;n++)
     {
         float rel = (n+.5)/(float (_number_of_segments));
         float r= _diameter *0.5 *(rel*(1-_rel_len_blade_start)
@@ -420,7 +414,7 @@ float Rotorpart::calculateAlpha(float* v_rel_air, float rho,
             Math::mul3(1/v_local_scalar,v_local,v_help);
         float incidence_of_airspeed = Math::asin(Math::clamp(
             Math::dot3(v_help,_normal),-1,1)) + local_incidence;
-        ias = incidence_of_airspeed;
+        //ias = incidence_of_airspeed;
 
         //reduce the ias (Prantl factor)
         float prantl_factor=2/pi*Math::acos(Math::exp(
@@ -430,9 +424,9 @@ float Rotorpart::calculateAlpha(float* v_rel_air, float rho,
         incidence_of_airspeed = (incidence_of_airspeed+
             _rotor->getAirfoilIncidenceNoLift())*prantl_factor
             *_rotor_correction_factor-_rotor->getAirfoilIncidenceNoLift();
-        ias = incidence_of_airspeed;
+        //ias = incidence_of_airspeed;
         float lift_wo_cyc = _rotor->getLiftCoef(incidence_of_airspeed
-            -cyc*_rotor_correction_factor,v_local_scalar)
+            -cyc*_rotor_correction_factor*prantl_factor,v_local_scalar)
             * v_local_scalar * v_local_scalar * A *rho *0.5;
         float lift_with_cyc = 
             _rotor->getLiftCoef(incidence_of_airspeed,v_local_scalar)
@@ -446,26 +440,52 @@ float Rotorpart::calculateAlpha(float* v_rel_air, float rho,
         //angle between blade movement caused by rotor-rotation and the
         //total movement of the blade
 
-        /* the next shold look like this, but this is the inner loop of
-           the rotor simulation. For small angles (and we hav only small
-           angles) the first order approximation works well
         lift_moment += r*(lift * Math::cos(angle) 
             - drag * Math::sin(angle));
         *torque     += r*(drag * Math::cos(angle) 
             + lift * Math::sin(angle));
-            */
-        lift_moment += r*(lift * (1-angle*angle) 
-            - drag * angle);
-        *torque     += r*(drag * (1-angle*angle) 
-            + lift * angle);
-        
         if (returnlift!=NULL) *returnlift+=lift;
     }
-    //as above, use 1st order approximation
+    //use 1st order approximation for alpha
     //float alpha=Math::atan2(lift_moment,_centripetalforce * _len); 
     float alpha;
-    alpha=lift_moment/(_centripetalforce * _len - _mass * _len * 9.81 /_alpha0);
-    //centripetalforce is >=0 and _alpha0<-0.01
+    if (_shared_flap_hinge)
+    {
+        float div=0;
+        if (Math::abs(_alphaalt) >1e-6)
+            div=(_centripetalforce * _len - _mass * _len * 9.81 * relgrav /_alpha0*(_alphaalt+_oppositerp->getAlphaAlt())/(2.0*_alphaalt));
+        if (Math::abs(div)>1e-6)
+        {
+            alpha=lift_moment/div;
+        }
+        else if(Math::abs(_alphaalt+_oppositerp->getAlphaAlt())>1e-6)
+        {
+            float div=(_centripetalforce * _len - _mass * _len * 9.81 *0.5 * relgrav)*(_alphaalt+_oppositerp->getAlphaAlt());
+            if (Math::abs(div)>1e-6)
+            {
+                alpha=_oppositerp->getAlphaAlt()+lift_moment/div*_alphaalt;
+            }
+            else
+                alpha=_alphaalt;
+        }
+        else
+            alpha=_alphaalt;
+        if (_omega/_omegan<0.2)
+        {
+            float frac = 0.001+_omega/_omegan*4.995;
+            alpha=Math::clamp(alpha,_alphamin,_alphamax);
+            alpha=_alphaalt*(1-frac)+frac*alpha;
+        }
+    }
+    else
+    {
+        float div=(_centripetalforce * _len - _mass * _len * 9.81 /_alpha0);
+        if (Math::abs(div)>1e-6)
+            alpha=lift_moment/div;
+        else
+            alpha=_alphaalt;
+    }
     return (alpha);
 }
 
@@ -490,10 +510,12 @@ void Rotorpart::calcForce(float* v, float rho,  float* out, float* torque,
     //Angle of blade which would produce no vertical force (where the 
     //effective incidence is zero)
 
-    //float cyc=_mincyclic+(_cyclic+1)/2*(_maxcyclic-_mincyclic);
     float cyc=_cyclic;
-    float col=_minpitch+(_collective+1)/2*(_maxpitch-_minpitch);
-    _incidence=(col+cyc)-_delta3*_alphaalt;
+    float col=_collective;
+    if (_shared_flap_hinge)
+        _incidence=(col+cyc)-_delta3*0.5*(_alphaalt-_oppositerp->getAlphaAlt());
+    else
+        _incidence=(col+cyc)-_delta3*_alphaalt;
     //the incidence of the rotorblade due to control input reduced by the
     //delta3 effect, see README.YASIM
     //float beta=_relamp*cyc+col; 
@@ -503,6 +525,7 @@ void Rotorpart::calcForce(float* v, float rho,  float* out, float* torque,
     //the new flapping angle will be the old flapping angle
     //+ factor *(alpha - "old flapping angle")
     alpha=calculateAlpha(v,rho,_incidence,cyc,0,&scalar_torque);
+    alpha=Math::clamp(alpha,_alphamin,_alphamax);
     //the incidence is a function of alpha (if _delta* != 0)
     //Therefore missing: wrap this function in an integrator
     //(runge kutta e. g.)
@@ -512,7 +535,7 @@ void Rotorpart::calcForce(float* v, float rho,  float* out, float* torque,
 
     float dirblade[3];
     Math::cross3(_normal,_directionofcentripetalforce,dirblade);
-    float vblade=Math::abs(Math::dot3(dirblade,v));
+    //float vblade=Math::abs(Math::dot3(dirblade,v));
 
     alpha=_alphaalt+(alpha-_alphaalt)*factor;
     _alpha=alpha;
@@ -523,14 +546,18 @@ void Rotorpart::calcForce(float* v, float rho,  float* out, float* torque,
     float schwenkfactor=1-(Math::cos(_lastrp->getrealAlpha())-meancosalpha)*_rotor->getNumberOfParts()/4;
 
     //missing: consideration of rellenhinge
+
+    //add the unbalance
+    _centripetalforce*=_balance;
+    scalar_torque*=_balance;
+
     float xforce = Math::cos(alpha)*_centripetalforce;
     float zforce = schwenkfactor*Math::sin(alpha)*_centripetalforce;
     *torque_scalar=scalar_torque;
     scalar_torque+= 0*_ddt_omega*_torque_of_inertia;
     float thetorque = scalar_torque;
-    int i;
     float f=_rotor->getCcw()?1:-1;
-    for(i=0; i<3; i++) {
+    for(int i=0; i<3; i++) {
         _last_torque[i]=torque[i] = f*_normal[i]*thetorque;
         out[i] = _normal[i]*zforce*_rotor->getLiftFactor()
             +_directionofcentripetalforce[i]*xforce;
@@ -539,13 +566,13 @@ void Rotorpart::calcForce(float* v, float rho,  float* out, float* torque,
 
 void Rotorpart::getAccelTorque(float relaccel,float *t)
 {
-    int i;
     float f=_rotor->getCcw()?1:-1;
-    for(i=0; i<3; i++) {
+    for(int i=0; i<3; i++) {
         t[i]=f*-1* _normal[i]*relaccel*_omegan* _torque_of_inertia;// *_omeagan ?
         _rotor->addTorque(-relaccel*_omegan* _torque_of_inertia);
     }
 }
+
 std::ostream &  operator<<(std::ostream & out, const Rotorpart& rp)
 {
 #define i(x) << #x << ":" << rp.x << endl
@@ -564,10 +591,6 @@ std::ostream &  operator<<(std::ostream & out, const Rotorpart& rp)
         iv( _directionofcentripetalforce)
         iv( _directionofrotorpart)
         i( _centripetalforce)
-        i( _maxpitch)
-        i( _minpitch)
-        i( _maxcyclic)
-        i( _mincyclic)
         i( _cyclic)
         i( _collective)
         i( _delta3)