In this thesis analysis and design of helicopter rotor blades were discussed for reduced vibrational level. For this purpose an optimization procedure was developed which involves coupling of the comprehensive rotorcraft analysis tool CAMRAD JA and the gradient based optimization algorithm. The main goal was to achieve favorable blade structural dynamics characteristics that would lead to reduction in vibrational level. For this purpose blade stiffness and mass distributions were considered as the design variables. In order to avoid likely occurrences of unrealistic results, the analyses were subjected to constraints which were sensitive to the design variables. The optimization procedure was applied on two isolated rotor blades and a full helicopter with main rotor, tail rotor and fuselage by using natural frequency separation and hub load minimization respectively. While the former approach relied on the blade natural frequencies, the latter approach involved higher harmonic aerodynamic and blade motion calculations. For both approaches, the improvement in vibration characteristics and blade mass and stiffness distributions of the initial design and the design after optimization analyses were compared and discussed.

Bu tezde, helikopter palalarının analiz ve tasarımı azaltılmış titreşim seviyesi için incelenmiştir. Bu amaçla kapsamlı bir döner kanatlı platform çözücüsü olan CAMRAD JA ile gradyan hesaplaması tabanlı bir eniyileme algoritması olan CONMIN'i eşgüdümlü çalıştıracak bir prosedür geliştirilmiştir. Bu prosedürde amaç palaların yapısal karakteristiklerini iyileştirerek titreşim seviyesini azaltmaktır. Bu amaçla palanın kütle ve sertlik dağılımları tasarım değişkenleri olarak seçilmiştir. Uygulaması muhtemel olmayan tasarımları önlemek için eniyileme analizleri sınırlandırılmıştır. Eniyileme prosedürü izole rotor ile birlikte ana rotor, gövde ve kuyruk rotorunu da içeren bütün bir helikopter konfigürasyonuna uygulanmıştır. İzole rotor için palanın vakum durumundaki doğal frekansları tahrik frekanslarından ayrıştırma yaklaşımı, bütün helikopter içinse rotor göbeğindeki aerodinamik ve pala tepkisi kaynaklı titreşim yüklerinin minimize edilmesi yaklaşımı kullanılmıştır. Her iki yaklaşım için titreşim karakteristiğindeki iyileşme ve palaların kütle ve katılık dağılımları karşılaştırılmış ve sonuçlar tartışılmıştır.