دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری - انجمن هوافضای ایران مدیر مسئول: دکتر علی نوری سردبیر: دکتر حمیدرضا زارعی جانشین سردبیر: دکتر وحید خلفی دبیر تخصصی و مدیر اجرایی: دکتر میثم نوری نیارکی ویراستار انگلیسی: دکتر روح اله ملکی نشریه علمی پژوهشی مهندسی هوانوردی 17359449 مقالات آماده انتشار 2026 07 01 Conceptual Design of a Drone within an Integrated Systems Engineering Framework Based on the V-Model and Axiomatic Design with Aerodynamic Verification طراحی مفهومی ربات هوایی در قالب چارچوب یکپارچه مهندسی سیستم مبتنی بر مدل V و طراحی آکسیوماتیک با اعتبارسنجی آیرودینامیکی 246646 10.22034/joae.2026.577295.1323 FA ایمان شفیعی نژاد استادیار، پژوهشگاه هوافضا، وزارت علوم تحقیقات و فناوری، تهران، ایران. 0009-0008-0150-1751 حیات اله اداوی دانشجوی دکتری، پژوهشگاه هوافضا، وزارت علوم تحقیقات و فناوری، تهران، ایران. 0009-0008-0150-1751 Journal Article 2026 02 22 In this study, a system-oriented framework is presented for the conceptual design and performance evaluation of a lightweight fixed-wing unmanned aerial vehicle (dron), in which the systems engineering V-model is integrated with Axiomatic Design. The main objective is to investigate the effect of the design method on system performance, requirements traceability, and the degree of design coupling under identical mission conditions. For this purpose, four strategies, including the conventional analytical method, XFLR5-based analysis design, V-model-based design, and the integrated V-model and Axiomatic Design approach, were compared. The designs were evaluated based on indicators including mass, range, flight endurance, maximum lift-to-drag ratio, estimated cost, and coupling index. After normalization, these indicators were compared using a multi-criteria radar chart. The results showed that the integrated V-model and Axiomatic Design framework, compared with the baseline configuration, led to drag reduction and relative improvement in aerodynamic performance; approximately an 8% reduction in drag was observed compared with the baseline configuration. Furthermore, the coupling index, defined as the mean absolute value of the off-diagonal elements of the design matrix, was obtained to be approximately 0.03 for the integrated method, indicating a structure close to an uncoupled design. The mission analysis also showed that this method creates a suitable balance among performance, cost, and mission requirements. Overall, the results indicate that integrating the V-model with Axiomatic Design provides a traceable and decision-support framework for comparing and selecting conceptual design methods for lightweight fixed-wing drons. در این پژوهش، یک چارچوب سیستم‌محور برای طراحی مفهومی و ارزیابی عملکرد یک ربات هوایی بال‌ثابت سبک ارائه شده است که در آن مدل V مهندسی سیستم‌ها با طراحی اکسیوماتیک تلفیق می‌شود. هدف اصلی، بررسی اثر روش طراحی بر عملکرد سامانه، قابلیت ردیابی نیازمندی‌ها و میزان کوپل‌شدگی طراحی در شرایط مأموریتی یکسان است. بدین منظور، چهار راهبرد شامل روش مرسوم تحلیلی، طراحی مبتنی بر تحلیل XFLR5، طراحی مبتنی بر مدل V و طراحی ترکیبی مدل V و طراحی اکسیوماتیک با یکدیگر مقایسه شدند. ارزیابی طرح‌ها بر اساس شاخص‌هایی شامل جرم، برد، مداومت پروازی، حداکثر نسبت برا به پسا ، هزینه تخمینی و شاخص کوپل‌شدگی انجام شد. این شاخص‌ها پس از نرمال‌سازی، با استفاده از نمودار راداری چندمعیاره مقایسه شدند. نتایج نشان داد که چارچوب ترکیبی مدل V و طراحی اکسیوماتیک، نسبت به پیکربندی مبنا، به کاهش پسا و بهبود نسبی عملکرد آیرودینامیکی منجر شد؛ به‌طوری‌که حدود 8 درصد کاهش پسا نسبت به پیکربندی مبنا مشاهده شد. همچنین، شاخص کوپل‌شدگی ، تعریف‌شده به‌عنوان میانگین قدر مطلق عناصر غیرقطری ماتریس طراحی، برای روش ترکیبی حدود 0.03 به‌دست آمد که نشان‌دهنده ساختاری نزدیک به طراحی غیرکوپل است. تحلیل مأموریتی نیز نشان داد که این روش توازن مناسبی میان عملکرد، هزینه و الزامات مأموریتی ایجاد می‌کند. در مجموع، نتایج بیانگر آن است که تلفیق مدل V با طراحی اکسیوماتیک، چارچوبی قابل ردیابی و تصمیم‌یار برای مقایسه و انتخاب روش طراحی مفهومی ربات هوایی بال‌ثابت سبک فراهم می‌کند.