AIDT 온디바이스 국방 MUM-T 극초음속 이중모드 램/스크램제트 충격파 트레인 서보 엔진

using System;
using System.Runtime.CompilerServices;

namespace ZeliDesk.Defense.DualModeScramjetShockTrain
{
    /// <summary>
    /// DMRJ 아이솔레이터 압력 및 충격파 텔레메트리 상태
    /// </summary>
    public readonly ref struct ShockTrainTelemetryState
    {
        public readonly double FlightMachNumber;          // 비행 마하수
        public readonly double CombustorBackPressureKPa;  // 연소실 배압 [kPa]
        public readonly double ShockLeadingEdgeXMillimeters; // 검출된 충격파 선두 위치 [mm]
        public readonly double PressureGradientMaxKPaMm; // 최대 압력 구배 [kPa/mm]

        [MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
        public ShockTrainTelemetryState(double mach, double pBack, double xShock, double gradP)
        {
            FlightMachNumber = mach;
            CombustorBackPressureKPa = pBack;
            ShockLeadingEdgeXMillimeters = xShock;
            PressureGradientMaxKPaMm = gradP;
        }
    }

    /// <summary>
    /// 흡입구 가변 램프 액추에이터 서보 지령
    /// </summary>
    public readonly ref struct RampActuatorCommand
    {
        public readonly double CommandedRampAngleDeg;     // 가변 램프 조향 각도 [deg]
        public readonly double FuelTrimCorrectionFactor;  // 연료 분사 보정 계수
        public readonly bool ShockTrainStabilized;        // 충격파 트레인 안정 상태 여부

        [MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
        public RampActuatorCommand(double rampDeg, double fuelCorr, bool stable)
        {
            CommandedRampAngleDeg = rampDeg;
            FuelTrimCorrectionFactor = fuelCorr;
            ShockTrainStabilized = stable;
        }
    }

    /// <summary>
    /// 10,000Hz 0-Alloc 충격파 트레인 위치 능동 서보 엔진
    /// </summary>
    public sealed class DualModeScramjetServoEngine
    {
        private const double TargetShockXMm = 240.0;       // 기준 충격파 위치 240 mm
        private const double UnstartDangerThresholdMm = 80.0; // 언스타트 위험 한계선 80 mm
        private double _prevShockX;
        private double _currentRampAngleDeg;

        public DualModeScramjetServoEngine()
        {
            _prevShockX = TargetShockXMm;
            _currentRampAngleDeg = 12.5; // 초기 램프 각도 12.5도
        }

        [MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
        public RampActuatorCommand UpdateServoLoop(in ShockTrainTelemetryState telemetry, double dtSeconds)
        {
            // 1. 충격파 선두 위치 편차 및 이동 속도 계산
            double xErr = telemetry.ShockLeadingEdgeXMillimeters - TargetShockXMm;
            double xVelocity = (telemetry.ShockLeadingEdgeXMillimeters - _prevShockX) / dtSeconds;
            _prevShockX = telemetry.ShockLeadingEdgeXMillimeters;

            // 2. 가변 램프 각도 지령 (충격파가 흡입구 쪽으로 전진 시 램프 개방 -> 압축비 완화)
            double deltaRamp = -(xErr * 0.02) - (xVelocity * 0.001);
            _currentRampAngleDeg = Math.Clamp(_currentRampAngleDeg + (deltaRamp * dtSeconds), 5.0, 22.0);

            // 3. 언스타트 임박 비상 연료 트림 감속
            double fuelCorr = 1.0;
            if (telemetry.ShockLeadingEdgeXMillimeters < UnstartDangerThresholdMm)
            {
                fuelCorr = 0.65; // 연료 즉각 35% 컷다운
            }
            else if (xVelocity < -500.0) // 500 mm/s 이상 급속 전진 시
            {
                fuelCorr = 0.85;
            }

            bool stable = (Math.Abs(xErr) < 15.0 && telemetry.ShockLeadingEdgeXMillimeters > UnstartDangerThresholdMm);
            return new RampActuatorCommand(_currentRampAngleDeg, fuelCorr, stable);
        }
    }
}