대한민국 육군 K2 흑표 하드킬 능동파괴체계(KAPS) 0.001초 로켓 요격 및 1,000Hz 0-Alloc C# 카운터메저 신관 엔진

1. 3차원 상대 접근 궤적 및 충돌점 삼각측량 역학 모델

위협 미사일 위치 $\mathbf{r}_{\text{threat}}(t)$, 속도 $\mathbf{v}_{\text{threat}}$, 전차 중심 위치 $\mathbf{0}$, 대응탄 발사 속도 $v_{\text{counter}} \approx 180\,\text{m/s}$:

발사대 회전 지연 시간 $\tau_{\text{slew}} \le 0.15\,\text{s}$ 내에 최적 요격 고각 $\theta_{\text{el}}$과 선회각 $\phi_{\text{az}}$를 결정합니다.

2. 공중 폭발 파편 콘 및 탄두 무력화 파괴 에너지식

요격 이격 거리 $d_{\text{intercept}} = 12.5\,\text{m}$, 파편 질량 $m_{\text{frag}}$, 비산 속도 $v_{\text{frag}} \approx 2,400\,\text{m/s}$, 타격 관통 에너지 $E_k$:

3. 1,000Hz 0-Alloc SIMD C# KAPS 하드킬 엔진

1밀리초 제어 주기로 레이더 추적 데이터를 분석하여 0.001초 만에 발사 및 기폭 타이머를 산출하는 C# 코어입니다.

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

namespace ZeliDesk.Defense.ActiveProtectionSystem
{
    /// 

    /// 위협 레이더 및 탄도 텔레메트리 (Stack 전용)
    /// 
    public readonly ref struct ThreatTrackTelemetry
    {
        public readonly Vector3 ThreatPositionM;      // 적 미사일 3차원 위치 (m)
        public readonly Vector3 ThreatVelocityMps;    // 적 미사일 속도 벡터 (m/s)
        public readonly float RadarConfidence;        // 레이더 추적 신뢰도 (0~1.0)
        public readonly float ThreatRcsM2;            // 레이더 반사 면적 (m^2)
        public readonly bool IsThreatConfirmed;       // 위협 확정 여부

        public ThreatTrackTelemetry(
            in Vector3 pos, in Vector3 vel, float conf, float rcs, bool confirmed)
        {
            ThreatPositionM = pos;
            ThreatVelocityMps = vel;
            RadarConfidence = conf;
            ThreatRcsM2 = rcs;
            IsThreatConfirmed = confirmed;
        }
    }

    /// 

    /// 발사대 서보 및 신관 기폭 지령
    /// 
    public readonly ref struct CountermeasureOutput
    {
        public readonly float CommandedAzimuthDeg;    // 발사대 목표 방위각 (도)
        public readonly float CommandedElevationDeg;  // 발사대 목표 고각 (도)
        public readonly float TimeToBurstMs;          // 대응탄 신관 기폭 타이머 (ms)
        public readonly bool TriggerCounterLaunch;    // 대응탄 발사 격발 신호

        public CountermeasureOutput(float az, float el, float timeBurst, bool launch)
        {
            CommandedAzimuthDeg = az;
            CommandedElevationDeg = el;
            TimeToBurstMs = timeBurst;
            TriggerCounterLaunch = launch;
        }
    }

    /// 

    /// KAPS 1,000Hz 0-Alloc C# 능동파괴 요격 엔진
    /// 
    public static class KapsHardKillEngine
    {
        private const float InterceptDistanceM = 12.5f; // 전차 전방 12.5m 요격
        private const float CounterRocketSpeedMps = 180.0f;

        [MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
        public static CountermeasureOutput ComputeInterception(
            in ThreatTrackTelemetry telemetry)
        {
            if (!telemetry.IsThreatConfirmed || telemetry.RadarConfidence < 0.85f)
            {
                return new CountermeasureOutput(0.0f, 0.0f, 0.0f, false);
            }

            float threatDist = telemetry.ThreatPositionM.Length();
            float threatSpeed = telemetry.ThreatVelocityMps.Length();

            // 목표 요격점 방위각 및 고각 산출
            float azDeg = MathF.Atan2(telemetry.ThreatPositionM.X, telemetry.ThreatPositionM.Z) * (180.0f / MathF.PI);
            float elDeg = MathF.Atan2(telemetry.ThreatPositionM.Y, MathF.Sqrt(telemetry.ThreatPositionM.X * telemetry.ThreatPositionM.X + telemetry.ThreatPositionM.Z * telemetry.ThreatPositionM.Z)) * (180.0f / MathF.PI);

            // 대응탄 비행 시간 및 신관 기폭 시간
            float flightTimeSec = InterceptDistanceM / CounterRocketSpeedMps;
            float timeToBurstMs = flightTimeSec * 1000.0f;

            // 잔여 도달 시간 계산
            float timeToImpact = threatDist / MathF.Max(threatSpeed, 100.0f);
            bool triggerLaunch = timeToImpact <= (flightTimeSec + 0.12f) && threatDist <= 60.0f;

            return new CountermeasureOutput(azDeg, elDeg, timeToBurstMs, triggerLaunch);
        }
    }
}

4. 실사격 ATGM 대전차미사일 요격 시험 데이터