Los vehículos aéreos no tripulados de despegue y aterrizaje vertical (VTOL) se están utilizando cada vez más para aplicaciones de logística, vigilancia y movilidad aérea urbana (UAM). Sin embargo, las limitaciones de los sistemas totalmente eléctricos (FE) y de motores de combustión interna (ICE) para satisfacer diversos requisitos de misión han motivado el desarrollo de sistemas de propulsión híbrido-eléctrica (HE). El diseño de trenes de potencia HE sigue siendo un desafío debido a la flexibilidad de configuración y la falta de criterios unificados para los compromisos de rendimiento entre configuraciones FE, ICE y HE. Este estudio propone un marco de co-diseño de propulsión integrado que acopla la asignación de potencia, la gestión de energía y las restricciones de capacidad de los componentes a través de la modelización paramétrica del sistema. Estas interdependencias se representan mediante tres parámetros clave de coincidencia: la relación de potencia, la relación de energía (Ohm) y la tasa máxima de descarga continua (rc). A través de la exploración del espacio de diseño pareto-óptimo, se derivan resultados de análisis de compromisos y principios de optimización para diversos escenarios de misión como UAM, teledetección y vigilancia militar. Se consideran diferentes condiciones tecnológicas para guiar los avances tecnológicos a nivel de componentes. El método se aplicó a la modernización del sistema de potencia del Great White eVTOL. Las pruebas de estado estacionario del subsistema proporcionaron entradas de diseño precisas, y se desarrolló un modelo de simulación para reproducir la misión de vuelo completa. Al comparar la simulación con las mediciones de pruebas de vuelo, se obtuvieron errores porcentuales absolutos medios del 8.91% para el consumo instantáneo de combustible y del 0.26% para el voltaje de la batería. Basado en estas magnitudes de error, se definió un margen de diseño dinámico que luego se incorporó en una reoptimización subsiguiente, que logró el objetivo de resistencia de 1.5 h con un aumento del 10.49% en el costo por tonelada-kilómetro en relación con el diseño inicial. Estos resultados demuestran que la metodología de co-diseño propuesta ofrece una base escalable y basada en datos para el diseño de trenes de potencia híbrido-eléctrica VTOL en etapas tempranas, permitiendo la corrección iterativa del rendimiento y apoyando la optimización del sistema en etapas de diseño posteriores.