FMGC — Flight Management and Guidance Computer

Übersicht

Das FMGC ist das zentrale Modul des AirSimTech A320 Simulators. Es berechnet Flugpläne mit 4D-Trajektorieprofilen, rendert MCDU-Seiten für Captain und First Officer, verarbeitet MCDU-Eingaben, berechnet Fluggeschwindigkeiten und liefert VNAV-Guidance.

Die Implementierung nutzt das Akka.NET Actor Model für Multithreading, sodass MCDU-Seiten unabhängig von laufenden Trajektorie-Berechnungen sofort reagieren (< 100ms).

Architektur

classDiagram
    class FmgcSupervisor {
        +New(formMain, config)
        Erstellt und überwacht alle Actors
    }
    class KernelActor {
        +New()
        Zentraler Zustandsmanager
        Routet Nachrichten zwischen Actors
    }
    class McduActor {
        +New(side)
        MCDU-Seiten rendern
        LSK-Eingaben verarbeiten
    }
    class TmpyActor {
        +New()
        Temporary Flight Plan Verwaltung
    }
    class FlightPlanActor {
        +New(planName)
        Flugplan-Zustand verwalten
    }
    class TrajectoryActor {
        +New()
        Climb/Cruise/Descent Profile
        4D-Trajektorie berechnen
    }
    class GuidanceActor {
        +New()
        LNAV/VNAV Guidance
        Speed Commands
    }
    class INetActor {
        +New()
        INET-Register senden/empfangen
        UDP-Kommunikation
    }
    class NavDbActor {
        +New(dbPath, userDataPath)
        Navigation Database Abfragen
    }
    class AcarsActor {
        +New(acarsDbPath, metarPath, inetActor)
        ACARS/Wetter Daten
    }
    class SimBriefActor {
        +New()
        SimBrief OFP Import
    }
    class UserdataActor {
        +New(userdataPath)
        Company Routes, Situationen
    }

    FmgcSupervisor --> KernelActor : erstellt
    FmgcSupervisor --> McduActor : erstellt (CPT + FO)
    FmgcSupervisor --> FlightPlanActor : erstellt (Primary + Secondary)
    FmgcSupervisor --> TrajectoryActor : erstellt
    FmgcSupervisor --> GuidanceActor : erstellt
    FmgcSupervisor --> INetActor : erstellt
    FmgcSupervisor --> NavDbActor : erstellt
    FmgcSupervisor --> AcarsActor : erstellt
    FmgcSupervisor --> SimBriefActor : erstellt
    FmgcSupervisor --> UserdataActor : erstellt
    KernelActor --> McduActor : State Updates
    KernelActor --> TrajectoryActor : Trajectory Request
    KernelActor --> FlightPlanActor : FPLN Commands
    McduActor --> TmpyActor : TMPY Edits
    McduActor --> INetActor : Screen Render
    TrajectoryActor --> GuidanceActor : Trajectory Result
    GuidanceActor --> INetActor : Speed/Alt Commands
    McduActor --> NavDbActor : DB Queries

Module und Klassen

Kernel

Klasse	Datei	Beschreibung
FmgcSupervisor	`Kernel/FmgcSupervisor.vb`	Top-Level Supervisor, erstellt und überwacht alle Actors
KernelActor	`Kernel/KernelActor.vb`	Zentraler Zustandsmanager, routet Nachrichten
KernelMessages	`Kernel/KernelMessages.vb`	Message-Klassen für Kernel-Kommunikation

MCDU

Klasse	Datei	Beschreibung
McduActor	`Mcdu/McduActor.vb`	Haupt-Actor für MCDU-Rendering und Eingabeverarbeitung
TmpyActor	`Mcdu/TmpyActor.vb`	Verwaltet temporären Flugplan (TMPY)
McduContext	`Mcdu/McduContext.vb`	Zustandsdaten für MCDU-Seiten
McduCommand	`Mcdu/McduCommand.vb`	Command-Klassen für MCDU-Aktionen
McduCommandParser	`Mcdu/McduCommandParser.vb`	Parst MCDU-Befehle und rendert in Buffer
McduRenderHelpers	`Mcdu/McduRenderHelpers.vb`	Hilfsfunktionen für MCDU-Rendering
WaypointInputParser	`Mcdu/WaypointInputParser.vb`	Parst Wegpunkt-Eingaben
IPage	`Mcdu/IPage.vb`	Interface für alle MCDU-Seiten

MCDU Pages

Klasse	Datei	Beschreibung
InitAPage	`Mcdu/Pages/InitAPage.vb`	INIT A Seite (Route, Flight Number)
InitBPage	`Mcdu/Pages/InitBPage.vb`	INIT B Seite (Fuel, ZFW/CG)
FplnPage	`Mcdu/Pages/FplnPage.vb`	Flight Plan Anzeige
LatRevPage	`Mcdu/Pages/LatRevPage.vb`	Lateral Revision
VertRevPage	`Mcdu/Pages/VertRevPage.vb`	Vertical Revision
DirPage	`Mcdu/Pages/DirPage.vb`	Direct To
HoldPage	`Mcdu/Pages/HoldPage.vb`	Holding Pattern
ProgPage	`Mcdu/Pages/ProgPage.vb`	Progress Page
Perf1-6Page	`Mcdu/Pages/Perf*.vb`	Performance Pages (Takeoff bis Go-Around)
RadNavPage	`Mcdu/Pages/RadNavPage.vb`	Radio Navigation
SidPage / SidTransPage	`Mcdu/Pages/Sid*.vb`	SID Selection
StarPage / StarTransPage	`Mcdu/Pages/Star*.vb`	STAR Selection
ViaPage	`Mcdu/Pages/ViaPage.vb`	Approach/VIA Selection
AirwaysPage	`Mcdu/Pages/AirwaysPage.vb`	Airways Entry
WindPages	`Mcdu/Pages/*WindPage.vb`	Wind Entry (Climb/Cruise/Descend/History)
SimPages	`Mcdu/Pages/SimPages.vb`	Simulator-Funktionen (Save/Load)
StatusPage	`Mcdu/Pages/StatusPage.vb`	FMGC Status

Flight Plan

Klasse	Datei	Beschreibung
FlightPlanActor	`FlightPlan/FlightPlanActor.vb`	Verwaltet den aktiven Flugplan
FlightPlan (Model)	`FlightPlan/FlightPlanModels.vb`	Immutable Flugplan-Datenstruktur
ComputedFlightPlan	`FlightPlan/ComputedFlightPlanModels.vb`	Berechneter Flugplan mit Trajektorie-Daten
FlightPlanMessages	`FlightPlan/FlightPlanMessages.vb`	Nachrichten für Flugplan-Operationen

Trajectory

Klasse	Datei	Beschreibung
TrajectoryActor	`Trajectory/TrajectoryActor.vb`	Berechnet Climb/Cruise/Descent Profile
SpeedCalculations	`Trajectory/SpeedCalculations.vb`	V-Speed Berechnungen (V1, VR, V2, etc.)
EngineCalculations	`Trajectory/EngineCalculations.vb`	Triebwerksleistung und Fuel Flow
GeoCalculations	`Trajectory/GeoCalculations.vb`	Geodätische Berechnungen
LegGeometry	`Trajectory/LegGeometry.vb`	Fly-by/Fly-over Geometrie
Perf1Engine	`Trajectory/Perf1Engine.vb`	Performance-Daten Interpolation
PerfDataStore	`Trajectory/PerfDataStore.vb`	Performance-Datenbank
EngineDataStore	`Trajectory/EngineDataStore.vb`	Triebwerksdaten

Guidance

Klasse	Datei	Beschreibung
GuidanceActor	`Guidance/GuidanceActor.vb`	LNAV/VNAV Guidance Berechnung
RadioNavModule	`Guidance/RadioNavModule.vb`	VOR/ILS/ADF Empfang
GuidanceModels	`Guidance/GuidanceModels.vb`	Guidance-Datenstrukturen

Klasse	Datei	Beschreibung
NavDbActor	`NavDb/NavDbActor.vb`	Actor für DB-Anfragen
AirportQueryHandler	`NavDb/AirportQueryHandler.vb`	Flughafen-Abfragen
NavaidQueryHandler	`NavDb/NavaidQueryHandler.vb`	Navaid/Waypoint-Abfragen
ProcedureQueryHandler	`NavDb/ProcedureQueryHandler.vb`	SID/STAR/Approach-Abfragen

INET / Kommunikation

Klasse	Datei	Beschreibung
INetActor	`Inet/INetActor.vb`	INET-Register Kommunikation
Arinc429ScreenBuffer	`Inet/Arinc429ScreenBuffer.vb`	MCDU Screen Buffer (ARINC 429 Format)
Arinc429UdpSender	`Inet/Arinc429UdpSender.vb`	UDP Sender für ARINC 429 Daten
Arinc429Constants	`Inet/Arinc429Constants.vb`	Konstanten und Zeichenmapping

Weitere Module

Klasse	Datei	Beschreibung
AcarsActor	`Acars/AcarsActor.vb`	ACARS Nachrichten und Wetterdaten
SimBriefActor	`SimBrief/SimBriefActor.vb`	SimBrief OFP Import
SimBriefXmlParser	`SimBrief/SimBriefXmlParser.vb`	XML Parser für SimBrief Daten
UserdataActor	`Userdata/UserdataActor.vb`	Company Routes und Situation Save/Load
IniConfiguration	`Common/IniConfiguration.vb`	INI-Konfigurationsdatei Parser
RecordingService	`Recording/RecordingService.vb`	Flight Recording
ReplayService	`Recording/ReplayService.vb`	Flight Replay

Sub-Dokumentation

Detaillierte Dokumentation aller Public Subs und Functions: FMGC Subs