대한민국 해병대 마린온(MUH-1) 함상 착함 하푼 덱락 인장 제어 및 1,000Hz 0-Alloc C# 착함 안전 엔진

1. 파도 유기 함선 6자유도 운동 상태공간 예측 모델

해상 파랑 스펙트럼(JONSWAP)에 대한 함선 롤/피치/히브 운동 전달함수 $H_s(\omega)$ 및 헬기 착함 지점 갑판 가속도 $\ddot{\vec{r}}_{\text{deck}}$:

갑판 수직 속도가 0에 수렴하는 안정 착함 시간 윈도우(Quiescent Period Prediction, QPP) 판정식:

2. 하푼 덱락 유압 인장 및 지상 공진(Ground Resonance) 방지식

하푼 프로브 결속 후 유압 챔버 압력 $P_{\text{lock}}$, 피스톤 단면적 $A_p$, 헬기 랜딩기어 완충장치 올레오 스트럿 반력 $F_{\text{oleo}}$:

3. 1,000Hz 0-Alloc SIMD C# 마린온 착함 안전 제어 엔진

1밀리초 제어 주기 내에서 GC 없이 갑판 가속도와 하푼 그리드 센서를 계측하여 최적 착함 타이밍과 유압 인장 밸브를 제어하는 고성능 C# 엔진입니다.

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

namespace ZeliDesk.Defense.ShipboardLanding
{
    /// 

    /// 함선 갑판 운동 및 헬기 하푼 상태 텔레메트리 (Stack 전용)
    /// 
    public readonly ref struct DeckLandingTelemetry
    {
        public readonly float DeckRollAngleDeg;        // 갑판 롤각 (도)
        public readonly float DeckPitchAngleDeg;       // 갑판 피치각 (도)
        public readonly float DeckVerticalVelocityMps; // 갑판 히브 상하 속도 (m/s)
        public readonly float HarpoonProximityMm;      // 하푼-그리드 거리 (mm)
        public readonly bool IsGridLatched;            // 하푼 기계식 결속 완료 여부

        public DeckLandingTelemetry(
            float roll, float pitch, float vVel, float prox, bool latched)
        {
            DeckRollAngleDeg = roll;
            DeckPitchAngleDeg = pitch;
            DeckVerticalVelocityMps = vVel;
            HarpoonProximityMm = prox;
            IsGridLatched = latched;
        }
    }

    /// 

    /// 착함 신호 및 유압 인장 지령 출력
    /// 
    public readonly ref struct LandingControlOutput
    {
        public readonly bool SafeToTouchdown;          // 터치다운 안전 신호 (QPP 판정)
        public readonly float HarpoonTensionKn;        // 하푼 유압 인장 장력 (kN)
        public readonly bool IsSecuredOnDeck;          // 갑판 완전 고정 상태

        public LandingControlOutput(bool safe, float tensionKn, bool secured)
        {
            SafeToTouchdown = safe;
            HarpoonTensionKn = tensionKn;
            IsSecuredOnDeck = secured;
        }
    }

    /// 

    /// 마린온 1,000Hz 0-Alloc C# 함상 착함 및 하푼 덱락 제어 엔진
    /// 
    public static class MarineonDeckLandingEngine
    {
        private const float MaxSafeRollDeg = 3.5f;     // 허용 최대 갑판 롤
        private const float MaxSafeVerticalVel = 0.4f;  // 허용 최대 수직 속도
        private const float TargetHoldTensionKn = 22.0f;// 결속 후 유지 장력 (22 kN = 약 2.2톤)

        [MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
        public static LandingControlOutput ComputeLanding(
            in DeckLandingTelemetry telemetry)
        {
            // 1. 갑판 안정 시간 윈도우 (QPP) 판정
            bool isDeckQuiet = MathF.Abs(telemetry.DeckRollAngleDeg) <= MaxSafeRollDeg &&
                               MathF.Abs(telemetry.DeckPitchAngleDeg) <= 2.5f &&
                               MathF.Abs(telemetry.DeckVerticalVelocityMps) <= MaxSafeVerticalVel;

            bool safeTouchdown = isDeckQuiet && telemetry.HarpoonProximityMm < 250.0f;

            // 2. 하푼 유압 인장 제어
            float tension = 0.0f;
            bool secured = false;

            if (telemetry.IsGridLatched)
            {
                // 결속 감지 즉시 0.05초 만에 22kN 급속 가압 인장
                tension = TargetHoldTensionKn;

                // 갑판 상승 운동 시 완충, 하강 시 추가 인장 (동적 보상)
                if (telemetry.DeckVerticalVelocityMps < 0.0f)
                {
                    tension += MathF.Abs(telemetry.DeckVerticalVelocityMps) * 4.5f;
                }
                tension = Math.Clamp(tension, 10.0f, 35.0f);
                secured = true;
            }

            return new LandingControlOutput(safeTouchdown, tension, secured);
        }
    }
}

4. 해상 악천후 함상 착함 HIL 시뮬레이션 및 교육적 가치