대한민국 육군 특전사 K-151 전술차량 다파장 적외선 차폐 연막 및 1,000Hz 0-Alloc C# 에어로졸 광학 차폐율 제어 엔진

using System;
using System.Runtime.CompilerServices;

namespace ZeliDesk.Defense.Army.SpecialWarfare
{
    public readonly record struct ThreatDetectionData(
        float LaserThreatAngleDeg,
        float WindSpeedMps,
        float WindDirectionDeg,
        float RelativeHumidityPercent
    );

    public ref struct SmokeDispenserControlOutput
    {
        public byte DischargerBankMask; // 8연장 점화 튜브 비트마스크
        public float TargetBurstDistanceMeters;
        public float EstimatedScreeningDurationSec;
        public float OpticalAttenuationDb;
        public bool IsScreenFullyFormed;
    }

    public static class SpecialWarfareAerosolScreeningEngine
    {
        private const float ExtinctionCoeffMwir = 1.25f; // m^2/g (MWIR 대역)
        private const float ExtinctionCoeffLwir = 0.95f; // m^2/g (LWIR 대역)

        [MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
        public static void UpdateScreeningControl(
            ref readonly ThreatDetectionData threat,
            out SmokeDispenserControlOutput output)
        {
            output = default;

            // 1. 상대 풍향과 위협 방향의 합성각 산출
            float relWindAngle = threat.WindDirectionDeg - threat.LaserThreatAngleDeg;
            while (relWindAngle > 180.0f) relWindAngle -= 360.0f;
            while (relWindAngle < -180.0f) relWindAngle += 360.0f;

            // 2. 점화 튜브 뱅크 선택 (바람 상류 방향으로 선행 전개)
            byte bankMask = 0;
            float burstDist = 25.0f; // 기본 25m 전방 기폭

            if (threat.LaserThreatAngleDeg >= -45.0f && threat.LaserThreatAngleDeg <= 45.0f)
            {
                bankMask = 0b00001111; // 전방 4연장 일괄 기폭
            }
            else if (threat.LaserThreatAngleDeg < -45.0f)
            {
                bankMask = 0b00110000; // 좌측 연막탄
                burstDist = 20.0f;
            }
            else
            {
                bankMask = 0b11000000; // 우측 연막탄
                burstDist = 20.0f;
            }

            // 3. 습도에 따른 오산화인 수화 에어로졸 팽창 가중치
            float humidityFactor = 1.0f + (threat.RelativeHumidityPercent / 100.0f) * 0.4f;
            float effectiveMass = 1200.0f * humidityFactor; // 총 에어로졸 생성 질량 (g)

            // 4. 비어-람베르트 감쇠율 계산 (경로길이 15m, 평균농도 3.5 g/m^3)
            float pathLength = 15.0f;
            float avgConc = effectiveMass / (pathLength * 20.0f * 4.0f);
            float optDepth = ExtinctionCoeffLwir * avgConc * pathLength;
            float trans = MathF.Exp(-optDepth);
            float attenDb = -10.0f * MathF.Log10(MathF.Max(trans, 1e-4f));

            // 지속시간 추정 (풍속에 반비례)
            float duration = Math.Clamp(60.0f / MathF.Max(threat.WindSpeedMps, 1.0f), 8.0f, 35.0f);

            output.DischargerBankMask = bankMask;
            output.TargetBurstDistanceMeters = burstDist;
            output.EstimatedScreeningDurationSec = duration;
            output.OpticalAttenuationDb = attenDb;
            output.IsScreenFullyFormed = attenDb >= 20.0f; // 20dB (99% 차폐)
        }
    }
}