Los sistemas de refrigeración líquida impulsados por bombas se utilizan ampliamente en la gestión térmica electrónica de vehículos aéreos no tripulados (VANT). Como un componente crítico de potencia, la miniaturización y el diseño liviano de la bomba son esenciales. Aumentar la velocidad de operación de la bomba permite reducir el tamaño del impulsor mientras se mantiene el rendimiento hidráulico, disminuyendo así significativamente el volumen y la masa total. Sin embargo, la operación a alta velocidad introduce considerables pérdidas de flujo internas, lo que impone demandas más estrictas sobre el diseño geométrico y la compatibilidad del campo de flujo del impulsor. En este estudio, se investigó una bomba centrífuga miniatura de alta velocidad (MHCP) y se llevó a cabo una optimización multiobjetivo del impulsor utilizando la metodología de superficie de respuesta (RSM) para mejorar las características del flujo interno y el rendimiento hidráulico general. Las simulaciones numéricas demostraron una fuerte capacidad predictiva, y los resultados experimentales validaron la precisión del modelo. En la condición de diseño (10,000 rpm, 4.8 m3/h), la bomba alcanzó una altura de 46.1 m y una eficiencia del 49.7%, correspondiente a su punto de mejor eficiencia (BEP). El análisis de sensibilidad reveló que el diámetro de salida del impulsor y el ángulo de salida de las palas eran los parámetros más influyentes que afectaban el rendimiento de la bomba. Tras la optimización, la altura de la bomba aumentó en 3.7 m y la eficiencia hidráulica mejoró en un 4.8%. Además, la distribución de presión y las líneas de corriente dentro del impulsor mostraron una mejor uniformidad, mientras que la energía cinética turbulenta cerca de la superficie de succión de la pala y en la salida del impulsor se redujo notablemente. Este trabajo proporciona apoyo teórico y orientación de diseño para la aplicación eficiente de las MHCP en sistemas de gestión térmica de VANT.