고속 복합 헬리콥터 동축 반전 로터 공력 간섭 후류 & 1,000Hz 0-Alloc C# 상하 블레이드 팁 간격 안전 서보 엔진

using System;
using System.Runtime.CompilerServices;

namespace ZeliDesk.Stem.Aerospace.Rotorcraft
{
    /// 

    /// 동축 반전 로터 상하 블레이드 팁 간극 안전 감시 및 피치 제어 엔진 (0-Alloc C#)
    /// 
    public ref struct CoaxialRotorClearanceEngine
    {
        private readonly double _rotorRadiusR;       // 로터 반경 (~5.5 m)
        private readonly double _hubSeparationH;     // 상하 허브 축간 거리 (~0.85 m)
        private readonly double _criticalClearanceM; // 위험 임계 간극 (~0.18 m)
        private readonly double _kp;
        private readonly double _dt;

        private double _currentMinClearanceM;
        private double _differentialPitchDeg;        // 차동 피치 보정각 (deg)
        private bool _isBladeClashWarning;

        [MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
        public CoaxialRotorClearanceEngine(
            double rotorRadiusR = 5.5,
            double hubSeparationH = 0.85,
            double criticalClearanceM = 0.18,
            double kp = 15.0,
            double dt = 0.001)
        {
            _rotorRadiusR = rotorRadiusR;
            _hubSeparationH = hubSeparationH;
            _criticalClearanceM = criticalClearanceM;
            _kp = kp;
            _dt = dt;
            _currentMinClearanceM = hubSeparationH;
            _differentialPitchDeg = 0.0;
            _isBladeClashWarning = false;
        }

        /// 

        /// 상하 로터 허브 모멘트 및 측정된 익단 변위로부터 최소 간격을 평가하고 차동 피치 산출 (1,000Hz)
        /// 
        [MethodImpl(MethodImplOptions.AggressiveInlining)]
        public void UpdateClearanceStep(
            double upperFlapAngleDeg,
            double lowerFlapAngleDeg,
            double rotorAzimuthRad,
            double flightSpeedMps,
            out double minClearanceMeters,
            out double commandedDiffPitchDeg,
            out bool isEmergencyPullupInhibited)
        {
            // 상하 블레이드 팁 수직 변위: deltaZ = H_hub + (flap_u - flap_l) * R * (pi / 180)
            double deltaFlapRad = (upperFlapAngleDeg - lowerFlapAngleDeg) * (Math.PI / 180.0);
            _currentMinClearanceM = _hubSeparationH + (deltaFlapRad * _rotorRadiusR);

            // 위험 임계 간극 침범 점검
            _isBladeClashWarning = _currentMinClearanceM <= _criticalClearanceM;

            // 간극 회복 피드백: 차동 피치각 인가 (상부 피치 다운, 하부 피치 업)
            if (_currentMinClearanceM < (_criticalClearanceM * 1.5))
            {
                double deficit = (_criticalClearanceM * 1.5) - _currentMinClearanceM;
                _differentialPitchDeg += _kp * deficit * _dt;
            }
            else
            {
                _differentialPitchDeg -= 2.0 * _differentialPitchDeg * _dt; // 원점 복귀
            }

            // 차동 피치 한계 구속 (-5도 ~ +5도)
            if (_differentialPitchDeg > 5.0) _differentialPitchDeg = 5.0;
            else if (_differentialPitchDeg < -5.0) _differentialPitchDeg = -5.0;

            minClearanceMeters = _currentMinClearanceM;
            commandedDiffPitchDeg = _differentialPitchDeg;
            isEmergencyPullupInhibited = _isBladeClashWarning;
        }

        public double CurrentMinClearanceM => _currentMinClearanceM;
        public double DifferentialPitchDeg => _differentialPitchDeg;
    }
}