Simulation distribuée dans un simulateur de vol

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1 Simulatin distribuée dans un simulateur de vl Rapprt de prjet de recherche 2ème année ISAE-SUPAERO 20 mai 2009 Créé par : Flrence Dumulin, Jérôme Cppens et Cyrille Baetz

2 Simulatin distribuée dans un simulateur de vl Rapprt de prjet de recherche 2ème année Table des matières Simulatin distribuée dans un simulateur de vl 20/05/ INTRODUCTION LE FONCTIONNEMENT DU SIMULATEUR FLIGHT GEAR DESCRIPTION DE FLIGHT GEAR ANALYSE DES SOURCES AIMODEL (MODELE D INTELLIGENCE ARTIFICIELLE) AIRCRAFT AIRPORT ATC ATCDCL AUTOPILOT COCKPIT PACKAGE MAIN ENVIRONNEMENT FDM PACKAGE GUI PACKAGE INSTRUMENTATON PACKAGE MULTIPLAYER PACKAGE NAVAIDS PACKAGE NETWORK SCENERY SCRIPTING SOUND SYSTEMS TIME TRAFIC ANALYSE DES ATTRIBUTS DE FONCTIONNEMENT MISE EN PERSPECTIVE : POSSIBILITE DE SIMULATION DISTRIBUEE L ARCHITECTURE HLA PRESENTATION CERTI ATTRIBUTS ECHANGES DANS UN SIMULATEUR DE VOL PROPOSITION D UN MODELE DE SIMULATEUR EN SIMULATION DISTRIBUEE CONCLUSION ANNEXE

3 1. Intrductin L architecture de simulatin distribuée répnd à des bjectifs de perfrmances d interpérabilité, et de réutilisabilité, ce qui la rend très attirante pur répndre à des prblèmes de simulatin industrielle de grande envergure, cmme par exemple celle d un avin réel mettant en jeu plusieurs systèmes déjà existants. Ntre PIR s inscrit dnc dans la cadre de simulatin distribuée d un système cmplexe aérnautique : l avin. Pur répndre à cette prblématique, nus avns adpté la démarche suivante : dans un premier temps nus nus smmes penchés sur le fnctinnement d un simulateur de vl existant, FlightGear, et dans un secnd temps, nus avns prpsé un nuveau mdèle de simulateur fndé sur une architecture distribuée. Dans ce mdèle, nus nus smmes effrcés de mettre en avant les attributs des différents fédérés mis en jeu ainsi que les interactins auxquelles ils suscrivaient. 2. Le fnctinnement du simulateur Flight Gear 2.1. Descriptin de Flight Gear FlightGear est un simulateur de vl gratuit dnt les surces snt libres, afin que n imprte qui puisse apprter des améliratins. Par exemple des améliratins sur les mteurs pur les ingénieurs autant que sur le sn pur ceux dnt c est le dmaine. C est un simulateur de vl civil, mais n peut imaginer d intégrer des armes dans le cde, un dssier y est d ailleurs dédié. L incnvénient majeur de ce lgiciel et sn manque de dcumentatin par certains auteurs, et le fait que certains ajuts n en suppriment pas d autres et entraînent des redndances. C est un thésard qui cmmence le prjet en Le prjet turne très vite sur Linux et Windws. Les rutines graphiques essentielles snt écrites puis à la fin de la thèse le prjet turne curt. L année suivante il est envisagé de lui intégrer le cde d un lgiciel de simulateur déjà existant pur simplifier le travail d écriture. C est ainsi qu est repris un lgiciel de la Nasa : LaRCsim. Des améliratins nt ensuite été régulièrement apprtées : affichage de la Lune, du Sleil et des étiles, améliratin de la texture de fnd, un autpilte (1998), puis un tableau de brd, quelques sns de mteurs, les lacs et les rivières, la gestin multi jueurs (1999). En 2000 l avin de base du LaRCsim (navin) est remplacé par un Cessna 172 et l utilisateur a désrmais également le chix entre en plus le X15 et un balln à air chaud : c est JSBSim. Actuellement, il est même pssible d avir la mété en temps réel (dssier METAR). JSBSim est le mdèle par défaut depuis Il cntient tutes les dnnées aérdynamiques de l avin (cefficients de prtance, traînée, effet de sl, usage des ailerns becs et vlets). Un autre mdèle, YASim, utilise des algrithmes différents et est en usage depuis Il cntient entre autres la frme de l avin : fuselage, ailes, guvernes. Enfin, il existe un dernier mdèle, UIUC dévelppé par une université américaine à partir de LaRCsim Analyse des surces Les surces de FlightGear snt classées dans différents dssiers et sus-dssiers afin de faciliter leur accès. Le lgiciel FlightGear est cdé en C++, langage nn enseigné à Supaer mais qui tut de même se rapprche Simulatin distribuée dans un simulateur de vl 20/05/2009 2

4 pas mal du langage C, appris en première année, en ce qui cncerne l écriture ; ainsi que du langage Java, appris en deuxième année, pur ce qui est des ntins de classe et d bjet Lin de puvir cmprendre dans le détail l ensemble du cde surce en C++ cnstituant FlightGear, sur lequel même un infrmaticien purrait passer 6 mis sans frcément tut saisir dans le détail, nus nus smmes dnc intéressés à regarder le cntenu de chaque fichier. Vici la liste des fichiers les plus imprtants et la descriptin de leurs principales fnctins : AIMdel (Mdèle d Intelligence Artificielle) AIBase C est une classe abstraite base pur des bjets avec intelligence artificielle. On peut citer cmme principales méthdes publiques, les méthdes : vid setspeed( duble speed_ktas ); vid setaltitude( duble altitude_ft ); vid setheading( duble heading ); vid setlatitude( duble latitude ); vid setlngitude( duble lngitude ); duble _getcartpsx() cnst; duble _getcartpsy() cnst; duble _getcartpsz() cnst; qui permettent de régler vitesse, altitude, cap, latitude, lngitude de l bjet ; et d btenir les crdnnées cartésiennes de l bjet pur les 3 dernières. De plus les principaux attributs snt : Pur l état actuel du mdèle Simulatin distribuée dans un simulateur de vl 20/05/2009 SGGed ps; // latitude, lngitude, altitude en mètre duble hdg; // cap vrai en degré duble rll; // inclinaisn en degré duble pitch; // assiette en degré duble speed; // vitesse air en knt duble altitude_ft; // altitude au dessus de la mer en pied duble vs; // vitesse verticale en feet par minute Pur l état désiré du mdèle duble tgt_heading; // cap vrai desire en degré duble tgt_altitude_ft; // altitude au dessus de la mer désirée en pied duble tgt_speed; // vitesse air désirée en knt duble tgt_rll; // inclinaisn désirée en degré duble tgt_pitch; // assiette désirée en degré duble tgt_vs; // vitesse verticale désirée en feet par minute AIAircraft 3

5 Il s agit d une classe dérivée de AIBase. Elle pssède dnc les mêmes attributs que AIBase. Par cntre des méthdes lui snt bien spéfiques. Nus puvns par exemple citer des fnctins de réglage cmme setperfrmance qui permet de régler les perfrmances de l avin à partir d une PerfrmanceData ; u setflightplan qui permet de régler le plan de vl à partir d un AIFlightPlan. Il y a également des fnctins de cmmande de l avin tels : vid AccelT(duble speed); vid PitchT(duble angle); vid RllT(duble angle); vid YawT(duble angle); vid ClimbT(duble altitude); vid TurnT(duble heading); qui dnnent des cnsignes que l avin dit rejindre, dans l rdre nus avns une cnsigne de vitesse, de tangage, de rulis, de lacet, d altitude, de cap. Ces méthdes ne décrivent pas cmment rejindre des cnsignes, mais seulement dnnent la cnsigne à rejindre. Ainsi le dévelppement de la méthde AccelT(duble speed); sera tgt_speed=speed; et c est rien de plus. AIBallistic est aussi une classe dérivée de AIBase. Celle-ci décrit le cmprtement d bjet balistique ce qui n est pas primrdial dans l étude du simulateur de vl si l n ne cnsidère que la simulatin d avins. AIWingman est une classe dérivée de AIBallistic, tut cmme sa mère nus ne nus intéressns pas à cette classe. AIThermal est une classe dérivée de AIBase qui crée un rage, une fis encre nus n irns pas plus lin. AITanker est une classe qui hérite de AIAircraft et qui décrit les caractéristiques d un tanker, cette classe est n est pas imprtante pur faire turner le simulateur de vl, dnc nus ne rentrerns pas plus dans sn détail. AIStrm est une class dérivée de AIBase qui décrit tute les caractéristiques d un rage. AIStatic Simulatin distribuée dans un simulateur de vl 20/05/2009 4

6 est une classe dérivée de AIBase. Celle-ci décrit le cmprtement d un bjet statique nus n irns pas plus lin avec cette classe qui n est pas indispensable. AIShip est aussi une classe dérivée de AIBase. Celle-ci décrit le cmprtement d un bateau ce qui n est pas primrdial dans l étude du simulateur de vl si l n ne cnsidère que la simulatin d avins. AICarrier est aussi une classe dérivée de AIShip. Celle-ci décrit le cmprtement d un prte avin ce qui n est pas primrdial dans l étude du simulateur de vl si l n ne cnsidère que la simulatin d avins. Perfrmancedata est une classe qui répertrie les perfrmances de l avin cnsidéré. Elle est utilisée pur simuler prprement le vl des avins de AIAircraft. Les attributs de cette classe snt bien sur les perfrmances de l avin : accélératin, décélératin, taux de mntée, vitesse de rtatin, vitesse de décllage, vitesse de mntée, vitesse de crisière, vitesse de descente, vitesse d apprche, vitesse de tuché, vitesse de rulage. Perfrmancedb est une classe qui permet de stcker les perfrmances de l avin actuel pur une réutilisatin ultérieure. Pur ce faire elle enregistre une Perfrmancedata dans un fichier dnné par sn adresse. Simulatin distribuée dans un simulateur de vl 20/05/ AIManager est une classe de management glbal pur le trafic généré en intelligence artificielle par FlightGear. Cette classe a cmme attributs tutes les infrmatins permettant de lcaliser l avin de l utilisateur : lngitude, latitude, altitude, cap, angle de rulis, angle de tangage, angle de lacet, vitesse ; et a cmme méthdes tutes celles permettant d btenir les attributs précédemment cités (getlngitude, ). AIFlightPlan est une classe qui s ccupe du chargement et du stckage des plans de vl. Cette classe définie entre autre une nuvelle structure qu est le waypint. Ce dernier est cnsitué de : d un nm, d une latitude, d une lngitude, d une altitude, d une vitesse, d un temps de référence et de 2 bléens qui renseignent si l avin est au waypint et si le waypint est au sl. Le plan de vl est dnc cnstitué d un vecteur de waypint et les méthdes qui lui snt appliqués snt :getcurrentwaypint qui returne le waypint actuel, getpreviuswaypint qui returne le waypint précédent, getnextwaypint qui returne le waypint suivant, IncrementWaypint qui va au waypint suivant, deletewaypints et deletewaypints qui respectivement supprime et reinitialize tus les waypints. Submdel est une classe qui mdélisé un sus-mdèle publiable. Cette classe est assez cmplexe à cmprendre, sn utilité reste flue.

7 Aircraft Aircraft cette classe décrit différentes rutines de l avin. Entre autre cette classe à pur but d afficher divers paramètres de l avin au standard ut tels lngitude, latitude, altitude, les 3 angles phi, thêta, psi mais aussi des états des cmmandes cmme la guverne de prfndeur, les ailerns, la guverne de directin, et la manette des gaz. Cette classe pssède aussi des méthde de mise a jur de la psitin actuelle de l avin et du HUD ainsi que des méthdes de réinitialisatin de quelques sus-systèmes. Cntrls est une classe qui définit une interface standard à tutes les cmmandes de simulatin de vl. Tus les éléments de l avin snt passés en revue : cmmande de vl, mteur, paramètres mteurs, carburant, en passant par des mécanismes divers, les systèmes hydrauliques, pneumatiques, électriques, la pressurisatin, les feux/phares, les armements éventuels, le pilte autmatique. Et pur chacun de ces éléments il existe une méthde get et set. Replay est une classe qui permet d enregistrer et de relire des vls. Ntns juste que seln la durée du vl, la qualité de la vidé ne sera pas la même Airprt Simple est une classe permettant de gérer l identité de l aérprt, sa latitude, sa lngitude, sn altitude. Runways est une classe gérant les infs cncernant les pistes d un aérprt : nm de l aérprt dnt elle dépend, latitude, lngitude, altitude, rientatin, lngueur, largeur, surface. Xmllader permet de prendre en charge des aérprts cdés en XML Parking Simulatin distribuée dans un simulateur de vl 20/05/2009 6

8 est une classe qui définit le pint de parking de l aérprt sur lequel va apparaître initialement l avin de l utilisateur Apt_lader charge la base de dnnées d un aérprt à partir d un fichier de base de dnnée de tus les aérprts ATC Dans ce package un seul fichier trafficcntrl qui cntient plusieurs classes. FGATCInstructin est une classe qui a pur arguments des instructins : vitesse, cap, altitude, garder psitin, changer vitesse, changer cap, changer altitude, et pur méthdes les habituels get et set qui snt assciés. FGTrafficRecrd est une classe dnt l bjectif est d enregistrer l état du trafic ActiveRunway est une classe utile pur garder un œil sur les avins qui nt une clairance d atterrissage pur une piste dnnée. FGTwerCntrl est une classe qui définit une tur de cntrôle et sa gestin du trafic aérien Simulatin distribuée dans un simulateur de vl 20/05/ ATCDCL AIEntity est une classe qui implémente le minimum nécessaire pur une entitée d intelligence artificielle : une psitin, une rientatin, un mdèle 3D asscié et la pssibilité de buger. Elle ne fait rien d utile mais tutes les entitées d intelligence artificielle divent en dériver. AIGAVFRTraffic est une classe dérivée de AIEntity avec suffisamment de lgique pur vler en VFR et interagir avec le mdèle de trafic aérien. En attribut les perfrmances de l avin et en méthde la pssibilité d enregistrer la transmissin et la pssibilité de returner sur l aérdrme de départ au pint de parking initial. 7

9 AILcalTraffic cette classe est semblable à la précédente, sauf qu elle ne cncerne pas un vl VFR général mais seulement un vl lcal à prximité de l aérdrme de départ. AIPlane est une classe abstraite dérivée de AIEntity à laquelle est ajuté des exigences pratiques prpres à un AIPlane cmme la pssibilité d envyer un message radi de cmmunicatin ainsi que des perfrmances détaillées. Apprach est une classe qui gère les apprches autur d un aérdrme. Elle fixe par exemple le nmbre maximal d avin en apprche, le nmbre max de waypints pur la phase d apprche et le temps minimum entre 2 messages. addplane et remveplane snt 2 méthdes qui permettent respectivement d ajuter un avin à la liste des avins en apprche et de supprimer un avin de cette même liste lrsqu il n est plus prche de l aérprt. ATC est une classe abstraite qui servira de mdèle pur les classes Atis et Twer. ATCutils définit un ensemble de fnctins utilitaires pur le cntrôle de trafic aérien. Par exemple la fnctin CnvertNumTSpkenDigits cnvertit un nmbre quelcnque en chiffres parlés ; u la fnctin GetPhneticIdent qui returne le phnetic d une lettre quelcnque de l alphabet ; u encre la fnctin GetHeadingFrmT qui calcule le cap à prendre pur aller d un pint à un autre. ATCVice est la classe qui permet d ajuter la vix au niveau du cntrôle aérien. La méthde LadVice charge 2 fichiers, l un cntenant les sns audis bruts et l autre cntenant la psitin des mts. Atis est une classe qui étend la classe ATC. Elle est destinée aux aérdrmes cntrôlés par des agents qui ne snt pas des cntrôleurs aériens. Cmmlist est une classe qui permet d asscier un aérprt à une fréquence radi et réciprquement. Grund est une classe qui permet le cntrôle des avins au rulage pur les grs aérprts Simulatin distribuée dans un simulateur de vl 20/05/2009 8

10 Twer est une classe qui étend la classe ATC. Elle est destinée aux aérdrmes cntrôlés par de vrais cntrôleurs aériens Autpilt Rute_mgr est une classe qui gère une rute, c est à dire un ensemble de waypints. Entre autres elle pssède cmme méthdes : new_waypint qui permet de créer un nuveau waypint, add_waypint qui permet de l ajuter à la rute, et setetaprpertyfrmdistance qui permet d estimer l heure d arrivée au waypint suivant en fnctin de la distance qu il reste à parcurir. Xmlaut décrit une manière plus flexible et générique pur cnstruire des piltes autmatiques Cckpit Dans le package cckpit, snt détaillés tus les éléments qui cnstituent le cckpit de l avin un à un. Pas de header pur ce package, seulement les fichiers cntenant le cde. Chaque fichier crrespnd à un instrument et est basé sur le mdèle suivant : les attributs snt les paramètres dnt l instrument a besin (par exemple vitesse pur l anémmètre) et les méthdes permettent de représenter et dessiner l instrument en questin Package Main Simulatin distribuée dans un simulateur de vl 20/05/2009 Fichiers c++ Btstrap Messages d erreur cameragrup camera : zm fg_cmmands Cntient tutes les fnctins pur gérer une simulatin : reset, démarrer une nuvelle partie, quitter la partie en curs, la sauvegarder, charger une ancienne partie. Cette classe permet également de fixer les préférences, l envirnnement (visibilité, heure, niveau de la mer, température, altitude) 9

11 Renderer Envirnnement : bruillard, lumiere Splash Affiche un petit écran dans lequel n peut écrire. Culeurs différentes : ruge = autpilt, vert = unknwn (a vérif) Cmmande également la camera. WindwSystemAdaptater Dssier «mdel» Acmdel Met à jur la lngitude, latitude et altitude mdelmgr chix du mdèle d avin (je cris) passage en mde rulis, tangage panelnde détecte les clics de suris et le pint cliqué (crdnnées du pint) Envirnnement Atmsphère Cette classe mdélise le cmprtement de l atmsphère suivant les lis de la physique : variatin de la température et de la pressin en fnctin de l altitude et de la gravité, variatin différente seln la tranche d atmsphère (tris cas : altitude inférieure à 11 km, cmprise entre 11 et 20 km, cmprise entre 20 et 32 km. On ne peut aller au-delà. Chaque instance de cette classe représente une masse d air dans laquelle l avin peut évluer dans tus les sens (haut, bas, gauche, drite) envirnment Mdélise l envirnnement naturel pur un lieu et un temps dnné, c est-à-dire la visibilité, la température, le vent, le niveau de la mer en ce lieu, les turbulences, etc. Cette classe dit être ensuite déplacée dans le dssier «simgear». Ces dnnées snt initialisées lrsque l utilisateur fait sn chix de cnfiguratin de départ, puis snt actualisées ensuite seln les évlutins de l avin (include simgear) Simulatin distribuée dans un simulateur de vl 20/05/

12 envirnment_ctrl Utilise la classe envirnment ci-dessus. Cette classe permet de fixer les latitude, lngitude et altitude initiales puis de les btenir en curs de vl. Cntient également la péride de rafraîchissement de l envirnnement, et les deltas maximums entre deux températures, pressins, altitudes, frces du vent, densités de nuages. envirnment_mgr et fgcluds Ces deux classes fixent la densité des cuches de nuages. Fgmetar Returne la pluie, la grêle, la neige qui tmbe et qui est au sl. precipitatin_mgr Calcule l intensité des précipitatins en fnctin de l altitude ainsi que la directin du vent et sa frce et met à jur le graphisme de la pluie qui tmbe FDM Simulatin distribuée dans un simulateur de vl 20/05/2009 JSBSim Cntient les utils mathématiques (vecteurs, matrices, fnctins), un sus dssier «mdel» dans lequel n truve «atmsphere» qui a l air d initialiser les dates et dnnées d envirnnement (température, altitude ), «prpulsin» (engine, prpeller, rcket ) et «flight_cntrl» (filter, gradient, sens, kinematic ) Dssier Initializatin FGInitialCnditin Fixe les vitesses de l avin dans les différents repères (avin, vent) ainsi que le mach (vitesse_avin/vitesse_sn) seln les cnditins initiales chisies par l utilisateur, c est-à-dire si l avin n est pas au sl à l arrêt au début. Cmme les vitesses snt tutes liées par des changements de repère, la mdificatin de l une d entre elles entraîne la mise à jur de tutes les autres. Cette classe permet aussi de fixer les angles d Euler Dssier Math Cntient tutes les classes créant et gérant les matrices et vecteurs utilisées, spécifie entre autres leurs dimensins. Dssier Mdels FGAtmsphere 11

13 Permet de récupérer tutes les dnnées à une altitude dnnée : pressin, température, densité. Cette classe est dnc redndante avec celle qu n truve dans le dssier Envirnment. FGAerdynamics Cntient tutes les frmules dnnant les cefficients et les frces qui mdélisent le cmprtement de l avin. Snt également pris en cmpte et traités ici le décrchage, l angle d incidence maximum et l effet de sl. LaRCSim Ce dssier cntient des fichiers C et nn pas C++. Il a été écrit par un auteur différent et n vit qu il y a beaucup de redites avec d autres fichiers d autres dssiers. Il cntient entre autres quatre mdèles d avins : «basic», «cherkee», «c172» et «navin». Pur chacun de ces types, n a un fichier «gear», «engine», «aer» alrs qu a priri n a besin des mêmes fnctins avec des cnstantes qui varient pur les avins. En particulier pur tus les calculs de frces aérdynamiques, n purrait avir un seul fichier qui cntient tutes les frmules et les calculs, et que les cnstantes spécifiques (Cx0, alpha0 ) à chaque avin sient stckées dans un autre fichier. Ensuite, n purrait gagner du cde et de la mémire en utilisant les mêmes frmules de calcul pur chaque mdèle. En effet, les frces aérdynamiques snt calculées de quatre manières différentes pur les quatre avins! De même les cnstantes spécifiques à chaque avin nt des nms différents seln les mdèles ce qui ne facilite pas le passage d un fichier à l autre. Prblème des cefficients cnstants : vid cherkee_aer() /*flat ** Cherkee (flat t, VectrStanja &X, flat *U)*/ { static flat Cza = /(146.69*146.69*157.5/2.0* ), Czat = -73.4*4*146.69/ /157.5/5.25, Czq = *4*2400.0/32.2/ /157.5/146.69/5.25, Cma = *2/146.69/ /157.5/146.69/5.25, Cmat = *4/146.69/ /157.5/146.69/5.25, Cmq = *4/ /157.5/146.69/5.25/5.25, Czde = *2/ /157.5/146.69/146.69, Cmde = *2/ /157.5/146.69/146.69/5.25, Clb = /(146.69*146.69*157.5/2.0* )/30.0, Clp = , Clr = , Cyb = /(146.69*146.69*157.5/2.0* ), Cyp = , Cnb = /(146.69*146.69*157.5/2.0* )/30.0, Cnp = , Cnr = , Cyf = /(146.69*146.69*157.5/2.0* ), Cyps = /(146.69*146.69*157.5/2.0* ), Clf = /(146.69*146.69*157.5/2.0* )/30.0, //%Clda? Cnf = /(146.69*146.69*157.5/2.0* )/30.0, //%Cnda? Cnps = /(146.69*146.69*157.5/2.0* )/30.0, //%Cndr? Cyr = 1.923/(146.69*146.69*157.5/2.0* ), Simulatin distribuée dans un simulateur de vl 20/05/

14 Cx0 = /(157.5*0.3048*0.3048), Cz0 = , Cm0 = , Clda = /(146.69*146.69*157.5/2.0* )/30.0, // Clf Cnda = /(146.69*146.69*157.5/2.0* )/30.0, // Cnf Cndr = /(146.69*146.69*157.5/2.0* )/30.0, // Cnps /* printf("initialize= %d\n",initialize); */ /* printf("initializing aer mdel...initialize= %d\n", Initialize); */ /*nndimensinalizatin quantities*/ /*units here are ft and lbs */ cbar=4.9; /*mean aer chrd ft*/ b=35.8; /*wing span ft */ Sw=174; /*wing planfrm surface area ft^2*/ rpiare=0.054; /*reciprcal f Pi*AR*e*/ lbare=3.682; /*elevatr mment arm / MAC*/ CLadt=1.7; CLq=3.9; CLb=0; Ai=1.24; Cdb=0.036; Cda=0.13; /*Nt used*/ Cdde=0.06; Simulatin distribuée dans un simulateur de vl 20/05/2009 Cma=-1.8; Cmadt=-5.2; Cmq=-12.4; Cmb=-0.02; Cmde=-1.28; CLde=-Cmde / lbare; /* kinda backwards, huh? */ Clbeta=-0.089; Clp=-0.47; Clr=0.096; Clda=-0.09; Cldr=0.0147; Cnbeta=0.065; Cnp=-0.03; Cnr=-0.099; Cnda= ; Cndr= ; Cybeta=-0.31; Cyp=-0.037; 13

15 Cyr=0.21; Cyda=0.0; Cydr=0.187; MaxTakeffWeight=2550; EmptyWeight=1500; Zcg=0.51; Prblème des calculs des frces Cas du mdèle basic /* ttal frces in bdy axes */ Cx_drela = -CD_drela*Cs_alpha + CL_drela*Sin_alpha*Cs_beta*Cs_beta; Cz_drela = -CD_drela*Sin_alpha - CL_drela*Cs_alpha*Cs_beta*Cs_beta; Cy_drela = CY_b*Std_Beta + CY_p*Phat + CY_r*Rhat + CY_dr*rudder; /* set dimensinal frces and mments */ QS = 0.5*Density*V_rel_wind*V_rel_wind * S_ref; F_X_aer = Cx_drela * QS; F_Y_aer = Cy_drela * QS; F_Z_aer = Cz_drela * QS; Cas du mdèle c172 qs=dynamic_pressure*sw; qscbar=qs*cbar; qsb=qs*b; /* printf("aer: Wb: %7.4f, Ub: %7.4f, Alpha: %7.4f, elev: %7.4f, ail: %7.4f, rud: %7.4f, lng_trim: %7.4f\n",W_bdy,U_bdy,Alpha*RAD_TO_DEG,elevatr*RAD_TO_DEG,ailern*RAD_TO_DEG,rudder *RAD_TO_DEG,lng_trim*RAD_TO_DEG); printf("aer: Theta: %7.4f, Gamma: %7.4f, Beta: %7.4f, Phi: %7.4f, Psi: %7.4f\n",Theta*RAD_TO_DEG,Gamma_vert_rad*RAD_TO_DEG,Beta*RAD_TO_DEG,Phi*RAD_TO_DE G,Psi*RAD_TO_DEG); */ /* sum cefficients */ CLwbh = interp(cltable,alpha_ind,ncl,std_alpha); /* printf("clwbh: %g\n",clwbh); */ CL = CLb + interp(dclf,flap_ind,ndf,flap_psitin); Cd = Cdb + interp(dcdf,flap_ind,ndf,flap_psitin); Cm = Cmb + interp(dcmf,flap_ind,ndf,flap_psitin); /* printf("fp: %g\n",flap_psitin); Simulatin distribuée dans un simulateur de vl 20/05/

16 printf("cl: %g\n",cl); printf("cd: %g\n",cd); printf("cm: %g\n",cm); */ CL = CL + CLwbh + (CLadt*Std_Alpha_dt + CLq*Theta_dt)*cbar_2V + CLde*elevatr; cd = Cd + rpiare*ai*ai*cl*cl + Cdde*elevatr; cy = Cybeta*Std_Beta + (Cyp*P_bdy + Cyr*R_bdy)*b_2V + Cyda*ailern + Cydr*rudder; cm = Cm + Cma*Std_Alpha + (Cmq*Q_bdy + Cmadt*Std_Alpha_dt)*cbar_2V + Cmde*(elevatr); cn = Cnbeta*Std_Beta + (Cnp*P_bdy + Cnr*R_bdy)*b_2V + Cnda*ailern + Cndr*rudder; crll=clbeta*std_beta + (Clp*P_bdy + Clr*R_bdy)*b_2V + Clda*ailern + Cldr*rudder; /* printf("aer: CL: %7.4f, Cd: %7.4f, Cm: %7.4f, Cy: %7.4f, Cn: %7.4f, Cl: %7.4f\n",CL,cd,cm,cy,cn,crll); */ /*calculate wind axes frces*/ F_X_wind=-1*cd*qS; F_Y_wind=cy*qS; F_Z_wind=-1*CL*qS; /* printf("v_rel_wind: %7.4f, Fxwind: %7.4f Fywind: %7.4f Fzwind: %7.4f\n",V_rel_wind,F_X_wind,F_Y_wind,F_Z_wind); */ /*calculate mments and bdy axis frces */ Simulatin distribuée dans un simulateur de vl 20/05/2009 /* requires ugly wind-axes t bdy-axes transfrm */ F_X_aer = F_X_wind*Cs_alpha*Cs_beta - F_Y_wind*Cs_alpha*Sin_beta - F_Z_wind*Sin_alpha; F_Y_aer = F_X_wind*Sin_beta + F_Y_wind*Cs_beta; F_Z_aer = F_X_wind*Sin_alpha*Cs_beta - F_Y_wind*Sin_alpha*Sin_beta + F_Z_wind*Cs_alpha; Sur ces deux exemples n vit que dans l un n calcule d abrd les cefficients adimensinnés, puis n multiplie par QS = ½.ρ. V 2. S ref pur btenir les frces, tandis que dans l autre cas n calcule également les cefficients mais pas de la même manière, puis n calcule les frces dans le repère lié au vent, enfin n effectue un changement de repère pur passer dans le repère aérdynamique. 15

17 SP Récupère tutes les dnnées : pitch, rll, altitude, speed YASim Dnnées sur l altitude, la densité, etc : il est redndant avec «atms_62» mais celui-ci est en c++ tandis que l autre est en C, ce snt différentes versins par des auteurs différents Cntient également les mdèles des hélices, rtrs, etc Package GUI Liste des aérprts Graphismes/culeurs Package Instrumentatn Tus les indicateurs : vitesse, vitesse verticale, altitude, jauge Package Multiplayer Classe mpmessages Chaque message utilisé pur des cmmunicatins multi-jueurs cnsiste en un titre parfis accmpagné d un paquet de dnnées. Ces deux éléments cmbinés snt envyés à une adresse IP. Il y a deux types de messages : les messages de chat entre les jueurs et les messages de psitin qui regrupent les infrmatins suivantes : Le temps auquel le paquet de dnnées a été émis La psitin par rapprt aux axes terrestres L rientatin par rapprt à la terre (angles) la vitesse abslue par rapprt à la terre La vitesse angulaire Les accélératins Tutes ces infrmatins snt grupées en paquets de taille dnnée, ce qui est aussi géré par la classe. Simulatin distribuée dans un simulateur de vl 20/05/

18 Classe multiplaymgr Cntient les méthdes pur envyer les messages et les recevir (interactin avec la classe précédente) : SendMyPsitin SendTextMessage PrcessPsMsg PrcessChatMsg Update Package Navaids Classe awynet Elle cntient en réalité plusieurs classes permettant de régler la latitude et la lngitude du pilte autmatique, mais aussi de définir une nuvelle rute à suivre : les nms des méthdes snt élquents! setindex setstartnderef setendnderef setstart setend settype setbase settp setname settrackdistance findnearestnde findshrtestrute Classe fix Charge les rutes en lisant les check pint ligne par ligne et cnstruit la carte. Il y aurait un bjet fix par navigatin. Classe fixlist Gère les bjets du type fix, permet par exemple de les rechercher dans la base de dnnée Simulatin distribuée dans un simulateur de vl 20/05/2009 Classe navdb Charge et initialise la base de dnnée des navigatins : fgnavdbinit Classe navlist Je ne cmprends pas trp la différence entre une nav et une fix, mais cette classe crrespnd pur les nav à la classe fixlist pur les fix! Il y a par exemple aussi une fnctin de recherche, mais avec beaucup plus d ptins que fixlist, à cmmencer par une recherche par prximité par rapprt à la psitin curante. Classe navreccrd Cmme sn nm l indique, elle permet l enregistrement des nav. Plusieurs ptins cmme la fréquence d acquisitin et les dnnées à enregistrer Classe psitinned Permet de returner tutes les caractéristiques du vl à un instant dnné Package Netwrk 17

19 Il y a beaucup de classes dans ce package. Nus ne nterns que les classes centrales. Il s agit surtut de cnnexins entre les prts, et de gestin de server mais nus n avns pas assez de recul en la matière pur une analyse plus détaillée. Les dnnées échangées snt cdées dans des paquets de bits u chaque bit à un rôle (inclinaisn, tangage ) Classe ATC-main Initialise le hardware (cartes réseau etc.) Cree le maping réseau, vérifie le bn fnctinnement en envyant des messages radi Classe Atlas Gere l affichage à la cnsle des crdnnées de l avin seln les nrmes standard Scenery Classe titlemgr Gère la dispnibilité u nn des paysages pur les différentes latitudes et les mets en mémire cash s ils snt dispnibles. Classe Scenery Définit une structure cntenant tus les paramètres glbaux des paysages en fnctin de la psitin curante : les méthdes type snt : get_elevatin_m get_cart_grund_intersectin Classe redut Gère les cameras utilisées! Vici un exemple de méthdes implémentées dans cette classe Switch setreferenceframe Scripting Partie qui gère l intégratin du cde en nasal Classe Nasal-sys Simulatin distribuée dans un simulateur de vl 20/05/

20 Charge un fichier en nasal à partir d une surce extérieur et l insère cmme étant un mdule glbal dans les surces de FlightGear. Cette classe a aussi des méthdes qui permettent de vérifier la bnne exécutin des mdules en nasal. Dans cette classe il y a aussi des méthdes qui fnt références à des Timers Nasal, mais je ne les aie pas cmpris Sund Classe Vice Gère les attributs de la vix : Vlume Vitesse Présence u nn Classe Mrse Cde la manière d envyer les ti et les ta en bits Pssède aussi une méthde qui émet les sns crrespndants Classe Fg_fx Ce mdule utilise FGSundMgr pur générer des effets snres basés sur les cnditins de vl de mment. Il faut aussi initialiser ce mdule avant le début de la simulatin. Ce mdule charge et jue les effets définis dans un fichier XML et les fait varier seln les cnditins curantes Ces mdules maintiennent en fait une suite de fichier de messages audi suivant le principe de playlist. Ils snt jués les uns à la suite des autres sans recuvrement jusqu à la fin de la playlist. Simulatin distribuée dans un simulateur de vl 20/05/2009 Les méthdes implémentées permettent ntamment d ajuter un sn à la playlist. (On remarque que le sn de flight gear est assez smmaire). Classe Beacn Gère les bips de l ILS dans la finale en fnctin de l altitude et de l élignement du terrain (plan idéal d apprche) Systems Classe Vacuum Mdélisatin d une pmpe à vide au niveau des mteurs. Les méthdes de cette classe nt pur entrée des dnnées mteurs cmme des régimes des différents étages (rpm1 et rpm2 dans flight gear). La méthde principale est un calcul de pressin dans la pmpe à vide. Classe Static Mdélise une prise de pressin statique à partir de la pressin extérieure grâce à un mdèle. 19