대한민국 공군 KGGB/JDAM 중거리 활강 유도 날개 키트 전개 및 1,000Hz 0-Alloc C# 활강 비례항법 엔진

1. 날개 키트 전개 공력 천이 및 최대 양항비(L/D) 활강 역학

날개 스팬 $b$, 면적 $S$, 유도 저항 계수 $C_{Di} = C_L^2 / (\pi e \text{AR})$에 대한 폭탄 활강 활공각 $\gamma_{\text{glide}}$:

날개 전개 순간의 과도 공력 모멘트 $M_y(t)$와 꼬리날개 타각 $\delta_e$ 피치 안정화 식:

2. 최적 잔류 에너지 기반 활강 관리 및 3차원 비례항법식

표적 잔여 수평 거리 $R_h$와 고도차 $\Delta h$에 따른 에너지 여유율 $\Delta E$:

에너지 과잉 시 S-턴(S-turn) 감속 선회 기동 지령 및 종말 가속도 지령식:

3. 1,000Hz 0-Alloc SIMD C# KGGB 활강 유도 조종 엔진

1밀리초 제어 주기 내에서 GC 없이 GPS/INS 기반 활강 궤적과 날개 플랩 타각을 연산하는 고성능 C# 엔진입니다.

using System;
using System.Numerics;
using System.Runtime.CompilerServices;

namespace ZeliDesk.Defense.GlideGuidance
{
    /// 

    /// KGGB 유도폭탄 비행 및 표적 텔레메트리 (Stack 전용)
    /// 
    public readonly ref struct KggbTelemetry
    {
        public readonly Vector3 PositionNedM;          // 폭탄 위치 (NED)
        public readonly Vector3 VelocityNedMps;        // 속도 벡터
        public readonly Vector3 TargetPositionNedM;    // 표적 위치 (산악 후면 갱도 등)
        public readonly float AttackAngleDeg;          // 현재 받음각 (도)
        public readonly bool IsWingKitFullyLocked;     // 날개 키트 전개 락(Lock) 여부

        public KggbTelemetry(
            Vector3 pos, Vector3 vel, Vector3 target, float alpha, bool locked)
        {
            PositionNedM = pos;
            VelocityNedMps = vel;
            TargetPositionNedM = target;
            AttackAngleDeg = alpha;
            IsWingKitFullyLocked = locked;
        }
    }

    /// 

    /// 플랩 서보 및 유도 지령 출력
    /// 
    public readonly ref struct KggbControlOutput
    {
        public readonly Vector3 GuidanceAccelerationMps2; // 유도 가속도 지령
        public readonly float ElevatorDeflectionDeg;      // 승강타 조향각 (도)
        public readonly float EstimatedGlideRangeKm;      // 잔여 활강 가능 거리 (km)
        public readonly bool IsTargetReachable;           // 도달 가능성 플래그

        public KggbControlOutput(Vector3 aCmd, float elev, float rangeKm, bool reachable)
        {
            GuidanceAccelerationMps2 = aCmd;
            ElevatorDeflectionDeg = elev;
            EstimatedGlideRangeKm = rangeKm;
            IsTargetReachable = reachable;
        }
    }

    /// 

    /// KGGB 1,000Hz 0-Alloc C# 활강 비례항법 및 에너지 관리 유도 엔진
    /// 
    public static class KggbGlideGuidanceEngine
    {
        private const float MaxLiftToDragRatio = 11.5f;   // KGGB 날개 키트 최대 양항비 (L/D)
        private const float OptimalGlideAlphaDeg = 4.2f;  // 최적 활강 받음각
        private const float NavConstant = 3.5f;

        [MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
        public static KggbControlOutput ComputeGlideControl(
            in KggbTelemetry telemetry)
        {
            // 1. 상대 거리 및 가시선(LOS) 벡터
            Vector3 rRel = telemetry.TargetPositionNedM - telemetry.PositionNedM;
            Vector3 vRel = -telemetry.VelocityNedMps;
            float distance = rRel.Length();
            float speed = telemetry.VelocityNedMps.Length();

            // 잔여 활강 거리 추정 (E = mgh + 0.5mv^2)
            float altitude = -telemetry.PositionNedM.Z;
            float maxRangeM = altitude * MaxLiftToDragRatio;
            float rangeKm = maxRangeM * 0.001f;
            bool reachable = distance <= maxRangeM;

            // 2. 비례항법 시선각 속도 계산
            Vector3 losRate = Vector3.Cross(rRel, vRel) / (distance * distance + 1e-4f);
            Vector3 missileHeading = Vector3.Normalize(telemetry.VelocityNedMps);
            Vector3 pnAccel = NavConstant * speed * Vector3.Cross(losRate, missileHeading);

            // 3. 최적 받음각 유지를 위한 승강타 피치 제어
            float alphaError = OptimalGlideAlphaDeg - telemetry.AttackAngleDeg;
            float elevatorCmd = alphaError * 1.8f;
            elevatorCmd = Math.Clamp(elevatorCmd, -18.0f, 18.0f);

            // 중력 보상
            Vector3 totalAccel = pnAccel + new Vector3(0, 0, 9.80665f);

            return new KggbControlOutput(totalAccel, elevatorCmd, rangeKm, reachable);
        }
    }
}

4. 산악 후면 갱도 표적 스탠드오프 타격 HIL 시뮬레이션 및 교육적 가치