AIDT 온디바이스 국방 MUM-T 6세대 전투기 이중모드 스크램제트(DCR) 흡입구 언스타트(Unstart) 실시간 회피 서보 엔진

using System;
using System.Runtime.CompilerServices;

namespace ZeliDesk.Defense.ScramjetEngine
{
    /// <summary>
    /// 스크램제트 흡입구 압력 센서 배열 텔레메트리 상태
    /// </summary>
    public readonly ref struct InletIsolatorTelemetryState
    {
        public readonly double FlightMachNumber;         // 비행 마하수 [-]
        public readonly double IsolatorInletPressureKpa; // 격리부 입구 정압 [kPa]
        public readonly double CombustorBackpressureKpa; // 연소실 입구 역압 [kPa]
        public readonly double ShockTrainPositionRatio;  // 충격파 선두 위치 (0: 목, 1: 연소실)
        public readonly double PressureGradientRate;     // 압력 급증률 [kPa/ms]

        [MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
        public InletIsolatorTelemetryState(
            double mach, double pInlet, double pBack, double posRatio, double gradRate)
        {
            FlightMachNumber = mach;
            IsolatorInletPressureKpa = pInlet;
            CombustorBackpressureKpa = pBack;
            ShockTrainPositionRatio = posRatio;
            PressureGradientRate = gradRate;
        }
    }

    /// <summary>
    /// 스크램제트 블리드 도어 및 연료 서보 명령
    /// </summary>
    public readonly ref struct ScramjetInletCommand
    {
        public readonly double BleedDoorOpeningPercent;  // 블리드 도어 개도율 [%]
        public readonly double FuelEquivalenceRatio;     // 연료 당량비 Phi [-]
        public readonly double UnstartSafetyMarginPercent;// 언스타트 안전 여유도 [%]
        public readonly bool IsUnstartImminent;          // 언스타트 임박 경보

        [MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
        public ScramjetInletCommand(double bleed, double phi, double margin, bool imminent)
        {
            BleedDoorOpeningPercent = bleed;
            FuelEquivalenceRatio = phi;
            UnstartSafetyMarginPercent = margin;
            IsUnstartImminent = imminent;
        }
    }

    /// <summary>
    /// 10,000Hz 주기 스크램제트 흡입구 언스타트 방지 서보 엔진
    /// </summary>
    public ref struct ScramjetInletUnstartServoEngine
    {
        private const double CriticalPositionThreshold = 0.18; // 목 전방 18% 지점 임계
        private double _prevBleedOpening;

        [MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
        public ScramjetInletCommand CalculateServoControl(
            in InletIsolatorTelemetryState state, double dtSeconds)
        {
            // 1. 언스타트 안전 여유도 계산
            double safetyMargin = (state.ShockTrainPositionRatio - CriticalPositionThreshold) * 100.0;
            bool unstartImminent = (state.ShockTrainPositionRatio < 0.25) || (state.PressureGradientRate > 45.0);

            // 2. 고속 블리드 도어 개폐 제어 (2ms 응답)
            double targetBleed = 0.0;
            if (unstartImminent)
            {
                // 충격파 전방 돌출 억제: 블리드 개방
                double deltaPos = CriticalPositionThreshold + 0.15 - state.ShockTrainPositionRatio;
                targetBleed = 40.0 + 120.0 * Math.Max(0.0, deltaPos) + 0.8 * state.PressureGradientRate;
            }
            targetBleed = Math.Clamp(targetBleed, 0.0, 100.0);

            // 속도 제한 (초당 최대 500% 개폐 가속)
            double maxDelta = 500.0 * dtSeconds;
            double commandBleed = _prevBleedOpening + Math.Clamp(targetBleed - _prevBleedOpening, -maxDelta, maxDelta);
            commandBleed = Math.Clamp(commandBleed, 0.0, 100.0);
            _prevBleedOpening = commandBleed;

            // 3. 연소실 연료 당량비 조절 (역압 완화)
            double basePhi = 0.95;
            if (unstartImminent)
            {
                basePhi -= 0.35 * (commandBleed / 100.0);
            }
            basePhi = Math.Clamp(basePhi, 0.45, 1.10);

            return new ScramjetInletCommand(commandBleed, basePhi, Math.Max(0.0, safetyMargin), unstartImminent);
        }
    }
}