대한민국 육군 K808 백호 차륜형장갑차 CTIS 공기압 서보 제어 및 1,000Hz 0-Alloc C# 노면 적응 엔진

1. 베커-웡(Bekker-Wong) 지면 침하역학 및 타이어 접지압 모델

지반 응집력 계수 $k_c$, 마찰각 계수 $k_\phi$, 지반 침하 지수 $n_s$, 타이어 접지폭 $b$에 따른 접지압 $p$ 및 침하 깊이 $z_s$:

타이어 내부 공기압 $P_{\text{tire}}$와 접지 면적 $A_{\text{contact}}$ 및 주행 저항 $R_{\text{sinkage}}$ 관계식:

2. CTIS 공압 매니폴드 밸브 유동 및 압력 전파식

공압 저장 탱크 압력 $P_{\text{tank}}$, 밸브 유효 단면적 $A_v$, 배압비에 따른 타이어 충진/배기 질량 유량 $\dot{m}$:

3. 1,000Hz 0-Alloc SIMD C# K808 CTIS 노면 적응 제어 엔진

1밀리초 제어 주기에서 차륜 슬립률과 차체 진동을 분석하여 공기압 밸브 듀티를 실시간 갱신하는 고성능 C# 엔진입니다.

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

namespace ZeliDesk.Defense.CtisControl
{
    /// 

    /// 차륜 슬립 및 타이어 공기압 텔레메트리 (Stack 전용)
    /// 
    public readonly ref struct CtisTelemetry
    {
        public readonly float VehicleSpeedKph;         // 차속 (km/h)
        public readonly float WheelSlipRatio;          // 차륜 슬립률 (0.0~1.0)
        public readonly float CurrentTirePressurePsi;  // 현재 타이어 공기압 (psi)
        public readonly int TerrainTypeMode;           // 노면 모드 (0: 포장, 1: 비포장, 2: 진흙/모래)

        public CtisTelemetry(float speed, float slip, float psi, int mode)
        {
            VehicleSpeedKph = speed;
            WheelSlipRatio = slip;
            CurrentTirePressurePsi = psi;
            TerrainTypeMode = mode;
        }
    }

    /// 

    /// 공압 밸브 제어 출력
    /// 
    public readonly ref struct CtisValveOutput
    {
        public readonly float TargetPressurePsi;       // 목표 공기압 (psi)
        public readonly bool InflateValveOpen;         // 가압 밸브 개방
        public readonly bool DeflateValveOpen;         // 배기 밸브 개방
        public readonly bool IsMobilitySecured;        // 험지 기동성 확보 여부

        public CtisValveOutput(float targetPsi, bool inflate, bool deflate, bool secured)
        {
            TargetPressurePsi = targetPsi;
            InflateValveOpen = inflate;
            DeflateValveOpen = deflate;
            IsMobilitySecured = secured;
        }
    }

    /// 

    /// K808 1,000Hz 0-Alloc C# CTIS 노면 적응 공기압 제어 엔진
    /// 
    public static class CtisPressureControlEngine
    {
        [MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
        public static CtisValveOutput ComputePressureControl(
            in CtisTelemetry telemetry)
        {
            // 1. 노면 및 슬립률 기반 목표 공기압 산출
            float targetPsi = 60.0f; // 기본 고속도로 모드

            if (telemetry.TerrainTypeMode == 1) // 야지 비포장
            {
                targetPsi = 42.0f;
            }
            else if (telemetry.TerrainTypeMode == 2) // 진흙/모래
            {
                targetPsi = 24.0f;
                // 슬립이 극심하면 비상 18psi로 추가 감압
                if (telemetry.WheelSlipRatio > 0.35f)
                {
                    targetPsi = 18.0f;
                }
            }

            // 2. 밸브 개폐 판정 (히스테리시스 1.5 psi)
            float error = targetPsi - telemetry.CurrentTirePressurePsi;
            bool inflate = false;
            bool deflate = false;

            if (error > 1.5f)
            {
                inflate = true; // 가압
            }
            else if (error < -1.5f)
            {
                deflate = true; // 감압
            }

            bool secured = telemetry.WheelSlipRatio < 0.20f;

            return new CtisValveOutput(targetPsi, inflate, deflate, secured);
        }
    }
}

4. 연약 지반 늪지 통과 HIL 시뮬레이션 및 교육적 가치