موضوعات تحقیقاتی مورد نظر جهت پیگیری و اجرا در این آزمایشگاه معطوف به طراحی، پیاده سازی و ازیابی عملکرد سیستم های هوایی و فضایی می باشد. از جمله موارد مورد پیگیری در این آزمایشگاه ایجاد شرایط شبیه سازی نرم افزاری و سخت افزاری عملکرد پروازی است که از ملزومات اولیه، آنالیز ماموریت و طراحی سیستمی در مسیر بسط و تایید طراحی مقدماتی به جهت ورود به فرآیندهای تست و توسعه است. طی چند دهه اخیر وسایل پروازی پیشرفته‌ای طراحی و ساخته شده‌اند که در آنها به شکل گسترده‌ای از تجهیزات الکترومکانیکی استفاده شده است. این تجهیزات نیازمند ایجاد ارتباط با یکدیگر بوده که در این فرآیند به تبادل یا ایجاد اطلاعات می‌پردازند. به منظور ایجاد ارتباط بین اجزای اویونیکی، سیستم وایرینگ ، باسهای دیتا و پروتکل انتقال اطلاعات نیاز می‌باشد. در نهایت برای تست سیستمهای اویونیکی باید آنها را در محیط و شرایط پروازی قرار داده، عملکرد آنها را مورد ارزیابی قرار داد. اما به دلیل تحمیل هزینه‌های هنگفت در صورت ایجاد خرابی در یک محصول هوا-فضایی، در شرایط تست واقعی، شبیه‌سازی عملکردی یکی از ابزارهای اصلی در فرآیند طراحی، ساخت و صحه گذاری یک محصول از این نوع محسوب می‌شود. با اعمال روشهای نرم افزاری و سخت افزاری مختلف، سیستمها و زیرسیستمهای یک محصول با یا بدون حضور نیروی انسانی قادر به انجام عملیات در یک محیط مجازی به کمک برنامه‌های کامپیوتری مناسب و با اعمال همه شرایط محتمل و ثبت پاسخهای مربوطه خواهند شد. بنابراین شبیه‌سازی کاربرد ویژه‌ای در تحلیل میزان حساسیت‌ها یا بررسی اثرات احتمالی ایجاد خرابی یا نادرست عمل کردن یک سیستم دارد که به عنوان یک جایگزین برای تست پروازی واقعی می‌توان از آن استفاده نمود. این شبیه‌سازها شامل نرم‌افزارهای نمایشی و کنترلی، مدل وسیله و ... و سخت‌افزارهای ایجاد درجات آزادی و سیستم (اویونیک) مورد ارزیابی و ... می‌باشد که امکان ارزیابی سیستمهای حیاتی از جمله کامپیوتر پرواز را در آزمایشگاه فراهم می‌کند.

1. مدیریت ترافیک هوایی پرنده‌های بدون سرنشین در ارتفاع کم با استفاده از نظریه بازی
2. طرح ریزی استراتژی بهینه پروازی در حضور اغتشاشات محیطی
3. تدوین الگو سیستمی آنالیز و طراحی مأموریت در مهندسی تعیین و کنترل مدار و وضعیت ماهواره در فعالیت‌های پژوهش محور حوزه فضایی
4. پیاده سازی فرآیند تصمیم گیری بهینه در طراحی ماهواره های هم خانواده بر پایه پلتفرم انعطاف پذیر
5. تدوین الگوی سایزینگ سریع یک ماهواره سنجش از دور مبتنی بر استراتژی طراحی برای عملکرد
6. کنترل وضعیت ماهواره زمین آهنگ توسط تراستر
7. کاربرد ترکیبی نظریه نگاشت‌های همدیس و هوش مصنوعی در مدل سازی قیود پروازی
8. امکان سنجی پرتاب ماهواره از هواپیما
9. امکانسنجی پیاده سازی فرآیندهای توسعه سیستمی مبتنی بر مدل یک ماهواره مخابراتی کوچک در راستای راهبرد دستیابی به ماهواره زمین آهنگ
10. طراحی مأموریت یک ماهوارۀ مخابراتی ارتفاع پائین در راستای توسعۀ گام به گام دستیابی به ماهوارۀ زمین آهنگ
11. شناسایی الگو در ماموریت­های مخابراتی جهت بومی­سازی توسعه سیستمی ماهواره مخابراتی زمین آهنگ
12. تدوین سر فصل های نقشه راه توسعه سیستمی ماهواره مخابراتی زمین آهنگ