Los impactos de aves representan una amenaza significativa para la seguridad de la aviación, afectando particularmente las estructuras de las alas de las aeronaves. Esta investigación tiene como objetivo diseñar y analizar el impacto de los impactos de aves en las estructuras de las alas utilizando el método de superficie de respuesta y metaheurísticas (MHs), que se utilizan para explorar diversas técnicas de minimización de riesgos y mitigación de daños. El problema de optimización es la minimización del máximo estrés von Mises de la estructura del ala de la aeronave frente a impactos de aves, que está sujeta a restricciones de desplazamiento y estrés. Las variables de diseño incluyen el grosor de la piel y de las costillas, así como el ángulo de barrido. La dificultad debido a la simulación de impactos de aves y el diseño de optimización puede aliviarse utilizando un método de superficie de respuesta (RSM). La técnica de regresión en el RSM de los datos puede alcanzar nuestro objetivo de ajuste del modelo con un R más alto hasta 0.9951 y 0.9919 obtenidos para el modelo de desplazamiento y el modelo de estrés von Mises, respectivamente. La función de superficie de respuesta del desplazamiento y del estrés von Mises está relacionada con el grosor de la piel, mientras que los ángulos de barrido, en lugar del grosor de las costillas, tienen un mayor impacto en ambas variables de diseño. El diseño optimizado de las variables de diseño se realiza utilizando MHs, que son TLBO, JADE y PBIL. El resultado comparativo de las MHs puede concluir que el PBIL superó a los demás en todas las estadísticas descriptivas. Los resultados del diseño optimizado revelaron que la solución óptima puede liberar mejor energía debido al impacto de aves con el límite más alto de grosor de piel, grosor moderado de costillas y menos de la mitad del ángulo de barrido. Los resultados están de acuerdo con el análisis de la función de superficie de respuesta. En conclusión, el diseño optimizado de la estructura del ala de la aeronave contra impactos de aves se puede lograr con nuestra técnica propuesta.