AIDT 온디바이스 국방 MUM-T 6세대 전투기 능동 플라즈마 스텔스(DBD) 전자 밀도 서보 엔진

using System;
using System.Runtime.CompilerServices;

namespace ZeliDesk.Defense.PlasmaStealth
{
    /// <summary>
    /// 플라즈마 스텔스 DBD 방전 텔레메트리 상태
    /// </summary>
    public readonly ref struct PlasmaDischargeTelemetryState
    {
        public readonly double ThreatRadarFrequencyGhz;  // RWR 감지 위협 주파수 [GHz]
        public readonly double MeasuredElectronDensityM3;// 랑뮤어 프로브 측정 전자 밀도 [m^-3]
        public readonly double AmbientAirPressureKpa;    // 비행 고도 주변 기압 [kPa]
        public readonly double FlightMachNumber;         // 비행 마하수 [-]
        public readonly double DbdElectrodeTempC;        // DBD 전극 온도 [degC]

        [MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
        public PlasmaDischargeTelemetryState(
            double freq, double ne, double pressure, double mach, double temp)
        {
            ThreatRadarFrequencyGhz = freq;
            MeasuredElectronDensityM3 = ne;
            AmbientAirPressureKpa = pressure;
            FlightMachNumber = mach;
            DbdElectrodeTempC = temp;
        }
    }

    /// <summary>
    /// DBD 고전압 펄스 서보 명령
    /// </summary>
    public readonly ref struct DbdPowerCommand
    {
        public readonly double PulseVoltageKiloVolts;    // DBD 인가 펄스 전압 [kV]
        public readonly double PulseRepetitionRateKhz;   // 방전 펄스 주파수 [kHz]
        public readonly double EstimatedRcsReductionDb;  // 예상 RCS 감쇄율 [dB]
        public readonly bool PlasmaStealthActive;        // 플라즈마 차폐 최적화 달성 여부

        [MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
        public DbdPowerCommand(double kv, double repKhz, double rcsDb, bool active)
        {
            PulseVoltageKiloVolts = kv;
            PulseRepetitionRateKhz = repKhz;
            EstimatedRcsReductionDb = rcsDb;
            PlasmaStealthActive = active;
        }
    }

    /// <summary>
    /// 10,000Hz 주기 6세대 전투기 플라즈마 스텔스 서보 엔진
    /// </summary>
    public ref struct PlasmaStealthDbdServoEngine
    {
        private const double BasePulseVoltageKv = 8.5; // 기준 8.5kV 방전
        private double _accumulatedVoltageKv;
        private double _prevDensityError;

        [MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
        public DbdPowerCommand CalculateControl(
            in PlasmaDischargeTelemetryState state, double dtSeconds)
        {
            // 1. 위협 레이더 주파수 대응 최적 전자 밀도 계산: omega_p ~= 2*pi*f_radar
            // n_e = (4*pi^2 * f^2 * eps0 * m_e) / e^2 ~= 3.14e16 * (f_Ghz)^2
            double targetDensity = 3.14e16 * Math.Pow(state.ThreatRadarFrequencyGhz, 2.0);
            double densityError = targetDensity - state.MeasuredElectronDensityM3;

            double errorDiff = (dtSeconds > 1e-9) ? (densityError - _prevDensityError) / dtSeconds : 0.0;
            _prevDensityError = densityError;

            // 2. 고전압 펄스 전압 및 펄스 반복률 제어
            _accumulatedVoltageKv += 0.45 * (densityError / targetDensity) * dtSeconds;
            _accumulatedVoltageKv = Math.Clamp(_accumulatedVoltageKv, -4.0, 4.0);

            // 기압 감소 시 파센(Paschen) 법칙에 따른 방전 전압 스케일링
            double pressureFactor = Math.Sqrt(Math.Max(0.2, state.AmbientAirPressureKpa / 101.3));

            double commandVoltageKv = (BasePulseVoltageKv + _accumulatedVoltageKv) * pressureFactor;
            commandVoltageKv = Math.Clamp(commandVoltageKv, 2.5, 18.0);

            double repRateKhz = 25.0 + 15.0 * (state.ThreatRadarFrequencyGhz / 10.0);
            repRateKhz = Math.Clamp(repRateKhz, 10.0, 80.0);

            // 3. RCS 감쇄율 계산
            double densityRatio = Math.Min(state.MeasuredElectronDensityM3, targetDensity) / targetDensity;
            double rcsReductionDb = 28.5 * densityRatio;

            bool isActive = rcsReductionDb > 20.0;

            return new DbdPowerCommand(
                commandVoltageKv,
                repRateKhz,
                rcsReductionDb,
                isActive
            );
        }
    }
}