대한민국 해병대 고속 상륙정(LCU) 천수 스쾃(Squat) 침하 예측 및 1,000Hz 0-Alloc C# 좌초방지 가변 흘수 제어 엔진

3. 1,000Hz 0-Alloc C# LCU 스쾃 침하 예측 및 좌초 방지 제어 구현

천수 접근 순간 음향 측심 수심을 분석하여 스쾃 침하를 예측하고 속도 제한 및 트림 탭을 제어하는 제로 가비지 C# 코드입니다.

using System;
using System.Runtime.CompilerServices;

public ref struct LcuSquatMitigationEngine
{
    private readonly float _blockCoefficientCb;
    private readonly float _staticDraftM;
    private readonly float _minSafetyUkcM;

    [MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
    public LcuSquatMitigationEngine(float cb = 0.72f, float staticDraft = 1.8f, float minUkc = 0.6f)
    {
        _blockCoefficientCb = cb;
        _staticDraftM = staticDraft;
        _minSafetyUkcM = minUkc;
    }

    [MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
    public void EvaluateSquatAndControl(
        float vesselSpeedKnots,
        float waterDepthM,
        out float estimatedSinkageM,
        out float underKeelClearanceM,
        out float maxSafeSpeedKnots,
        out bool groundingAlarm)
    {
        float speedMps = vesselSpeedKnots * 0.514444f;
        float safeDepth = MathF.Max(waterDepthM, 0.5f);
        float depthFroude = speedMps / MathF.Sqrt(9.80665f * safeDepth);
        depthFroude = Math.Clamp(depthFroude, 0.0f, 0.95f);

        // Tuck 모델 기반 선체 침하량 연산
        float froudeTerm = MathF.Sqrt(1.0f - depthFroude * depthFroude);
        estimatedSinkageM = (_blockCoefficientCb * (speedMps * speedMps) / (100.0f * froudeTerm));

        underKeelClearanceM = waterDepthM - _staticDraftM - estimatedSinkageM;
        groundingAlarm = (underKeelClearanceM < _minSafetyUkcM);

        // 안전 여유 수심 확보를 위한 최대 허용 속도 역산
        float allowableSinkage = MathF.Max(waterDepthM - _staticDraftM - _minSafetyUkcM, 0.05f);
        float maxSafeSpeedMps = MathF.Sqrt(allowableSinkage * 100.0f * froudeTerm / _blockCoefficientCb);
        maxSafeSpeedKnots = maxSafeSpeedMps / 0.514444f;
    }
}