En el campo de la aviación civil, el tren de aterrizaje delantero es un componente crítico que es propenso a daños durante el rodaje. Con la llegada de nuevas tecnologías como el remolque durante el rodaje y los motores en el buje, el tren de aterrizaje delantero enfrenta entornos operativos cada vez más complejos, lo que impone mayores demandas de rendimiento. Asegurar la seguridad estructural del tren de aterrizaje delantero es fundamental para la aplicación exitosa de estas tecnologías. Sin embargo, la investigación actual sobre el tren de aterrizaje delantero de las aeronaves bajo estas nuevas condiciones es algo deficiente, particularmente en términos de modelos de análisis confiables para escenarios del mundo real. Este estudio se centra en una aeronave típica de Clase C, específicamente el modelo B-727, para el cual se desarrolla un modelo de elementos finitos del tren de aterrizaje delantero. Se realiza una prueba modal del tren de aterrizaje delantero de la aeronave utilizando el método del martillo de impacto, y los resultados se comparan con los de las simulaciones. Los datos experimentales indican que el rango de error para las primeras siete frecuencias naturales está entre el 0.23% y el 9.27%, confirmando la alta precisión del modelo de tren de aterrizaje desarrollado. Además, con el remolque durante el rodaje como el escenario principal, se establece un modelo dinámico del sistema de remolque de la aeronave, y se realiza un análisis sobre la resistencia estructural y la optimización topológica del tren de aterrizaje delantero bajo diversas condiciones, incluyendo altas velocidades y cargas pesadas. Los resultados muestran que el modelo desarrollado puede apoyar eficazmente el análisis y la predicción del comportamiento mecánico del tren de aterrizaje delantero. Bajo condiciones de alta velocidad y carga pesada, el tren de aterrizaje delantero experimenta cargas significativamente aumentadas, con la máxima deformación ocurriendo principalmente en la sección inferior del cilindro exterior del amortiguador. Sin embargo, no se produjo ningún daño. Además, bajo estas condiciones, se identificó un diseño estructural optimizado para el tren de aterrizaje que, al asegurar la resistencia estructural, logra una reducción del 22.32% en la masa del cilindro exterior, asegurando también la seguridad en condiciones de remolque durante el rodaje.