대한민국 해군 KSS-III 잠수함 스마트 탈자(Degaussing) 선체 자화 상쇄 및 1,000Hz 0-Alloc C# MAD 회피 엔진

3. 1,000Hz 0-Alloc C# KSS-III 능동 스마트 탈자 제어 엔진 구현

잠수함 자이로 나침반 및 자력계 피드백을 실시간 해석하여 3축 코일 구동 전류를 1ms 주기로 분배하는 고성능 C# 엔진 코드입니다.

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

public ref struct Kss3DegaussingEngine
{
    private readonly Matrix4x4 _coilSensitivityMatrix;
    private readonly Vector3 _permanentMagnetization;
    private readonly float _hullSusceptibility;

    [MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
    public Kss3DegaussingEngine(Vector3 permMag, float susceptibility)
    {
        _permanentMagnetization = permMag;
        _hullSusceptibility = susceptibility;
        _coilSensitivityMatrix = Matrix4x4.Identity; // 코일 기하 행렬
    }

    [MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
    public void ComputeCoilCurrents(
        Vector3 earthMagFieldMicroTesla,
        float headingRad,
        float rollRad,
        float pitchRad,
        out float longCurrentA,
        out float athwartCurrentA,
        out float vertCurrentA,
        out float residualAnomalyNt)
    {
        // 선체 좌표계 기준 지구 자기장 벡터 회전 변환
        Matrix4x4 bodyRot = Matrix4x4.CreateFromYawPitchRoll(headingRad, pitchRad, rollRad);
        Vector3 earthBody = Vector3.Transform(earthMagFieldMicroTesla, Matrix4x4.Transpose(bodyRot));

        // 유도 자화 + 영구 자화 합산
        Vector3 inducedMag = earthBody * _hullSusceptibility;
        Vector3 totalHullMoment = _permanentMagnetization + inducedMag;

        // 상쇄 전류 연산 (A = -Moment / Sensitivity)
        longCurrentA = -totalHullMoment.X * 12.5f;
        athwartCurrentA = -totalHullMoment.Y * 18.2f;
        vertCurrentA = -totalHullMoment.Z * 24.0f;

        // 잔여 자기 이상치(nT) 예측
        float residualMoment = (totalHullMoment + new Vector3(longCurrentA / 12.5f, athwartCurrentA / 18.2f, vertCurrentA / 24.0f)).Length();
        residualAnomalyNt = residualMoment * 0.0008f;
    }
}