Die Forschung auf dem Gebiet der Optimierung hat zum Ziel, die Brennkammerwandung von Raumfahrtantrieben oder generell das Design von heißen Strukturen ideal auszuführen.
Zum Beispiel können reine Metallbrennkammern mit einer großen Wärmeleitungskonstante oder keramikbeschichtete Brennkammern (geringe Wärmeleitung) verwendet werden. Die Frage lautet nun: Welche Dicke der thermischen Schutzschicht führt unter Beachtung fertigungstechnischer Restriktionen zum optimalen transienten Verhalten oder den kleinsten Verzerrungen der Brennkammerwandung?
Desweiteren können die Geometrieparameter der Kühlkanäle und Materialkombinationen mit dem Ziel des minimalen Gesamtgewichts, den kleinsten Verzerrungen oder der größten Lebensdauer der Brennkammer optimiert werden. Nach Kurt Maute (1996) gliedert sich die Strukturoptimierung in die drei Modelle: