대한민국 해군 정조대왕급 이지스함 MH-60R 헬기 강제착함장치(RAST) 파랑 보상 및 1,000Hz 0-Alloc C# 안전 견인 제어 엔진

3. 1,000Hz 0-Alloc C# 정조대왕급 RAST 헬기 착함 케이블 제어 엔진

함정 모션 센서(MRU)와 케이블 로드셀 데이터를 수신하여 유압 윈치 압력 서보 밸브 명령을 1ms 주기로 도출하는 C# 코드입니다.

using System;
using System.Runtime.CompilerServices;

public ref struct AegisRastHelicopterRecoveryEngine
{
    private readonly float _maxTensionKn;
    private readonly float _minTensionKn;
    private readonly float _biasTensionKn;
    private readonly float _heliMassKg;

    [MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
    public AegisRastHelicopterRecoveryEngine(
        float maxTension = 24.0f,
        float minTension = 4.0f,
        float biasTension = 14.0f,
        float heliMass = 6800.0f)
    {
        _maxTensionKn = maxTension;
        _minTensionKn = minTension;
        _biasTensionKn = biasTension;
        _heliMassKg = heliMass;
    }

    [MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
    public void RegulateCableTension(
        float deckHeaveAccelMps2,
        float currentCableTensionKn,
        float currentHeliAltitudeM,
        float relativeVerticalVelocityMps,
        out float demandedWinchTensionKn,
        out float winchServoDutyPercent,
        out bool touchdownWindowSafe)
    {
        // 1. 갑판 상하 가속도에 따른 관성력 피드포워드 (kN 단위)
        float inertialFeedforwardKn = (_heliMassKg * deckHeaveAccelMps2) / 1000.0f;

        // 2. 고도 오차 및 상대 속도 감쇠를 통한 인하(Down-haul) 장력 계산
        float tensionCommand = _biasTensionKn + inertialFeedforwardKn - (relativeVerticalVelocityMps * 2.8f);

        // 안전 장력 한계 클램핑 (4kN ~ 24kN)
        demandedWinchTensionKn = Math.Clamp(tensionCommand, _minTensionKn, _maxTensionKn);

        // 3. 서보 밸브 유압 듀티 계산
        float tensionError = demandedWinchTensionKn - currentCableTensionKn;
        winchServoDutyPercent = Math.Clamp(50.0f + (tensionError * 4.5f), 0.0f, 100.0f);

        // 4. 안전 착함 기회의 창(Touchdown Window) 판정 (상대 속도 및 가속도가 안정 구간일 때)
        touchdownWindowSafe = (MathF.Abs(deckHeaveAccelMps2) < 1.2f) && 
                              (MathF.Abs(relativeVerticalVelocityMps) < 0.4f) && 
                              (currentHeliAltitudeM < 1.0f);
    }
}