در پژوهش حاضر مسئله بهینه‌سازی طراحی مفهومی چندموضوعی و چندمنظوره یک پرتابه هوایی مورد بررسی و تحقیق قرار گرفته است. این امر بر پایه توسعه یک مدل دینامیک پروازی سه درجه آزادی و مد نظر قرار دادن کلیه محدودیت­ های سیستمی صورت گرفته است. به­ منظور دستیابی به حداکثر وزن محموله و حداکثر برد، زمینه­ های پایداری، وزن و بالانس، آیرودینامیک و مسیر حرکت مطلوب به­ عنوان موضوعات اصلی در مرحله طراحی مفهومی پرتابه هوایی انتخاب گردیده و برای هر یک، مدلی مناسب با سطح صحت متوسط به کار گرفته شده است. مسئله بهینه ­سازی نتیجه شده شامل 14 متغیر طراحی و دو تابع هدف که همان وزن محموله و برد پرتابه هوایی است، می‌باشد. به ­منظور ارزیابی طرح بهینه شده، تحلیل­ های آماری روی طرح پایه و طرح بهینه بر اساس معیار عملکرد و رعایت محدودیت‌ها صورت گرفته و مقایسه شده‌اند که نشان‌گر عملکرد بهتر طرح بهینه به­ دست آمده می‌باشند. در نهایت، با توجه به نامعینی­ های حاکم بر شرایط اولیه رهاسازی و به­ منظور تحلیل حساسیت برد پرتـابه نسبت به تغییـرات شرایط اولیه از حالت ایـده­ آل و ارزیابی طرح نهایی، شبیـه­ سازی­های مونت­ کارلو بر روی طرح بهینه نیز انجام شده است.