Предложен комплексный подход к оптимальному проектированию несущих отсеков головного блока ракеты-носителя различных конструктивно-силовых схем, отличительной чертой которого является возможность многофакторной оптимизации параметров агрегатов рассматриваемого класса при обеспечении регламентированной несущей способности при одновременном силовом и тепловом нагружении с учетом технологических, эксплуатационных, экономических и экологических ограничений, соответствующих существующему уровню их производства. Реализация подхода к синтезу рациональных параметров головного обтекателя и межступенного отсека ракеты-носителя "Циклон-4" показала его высокую эффективность. Ключевые слова: концепция, оптимизация, композит, теплозащита, тепловое и силовое воздействие, конструктивно-силовая схема, головной обтекатель, межступенной отсек.