Las aeronaves son sistemas multidisciplinarios que son difíciles de diseñar debido a las interacciones entre los subsistemas. Las disciplinas relevantes, como los sistemas aerodinámicos, térmicos y de propulsión, deben considerarse simultáneamente utilizando una formulación dependiente del camino para evaluar con precisión el rendimiento de la aeronave. En este artículo, construimos un modelo multidisciplinario acoplado aero-térmico-propulsivo-misión para optimizar aeronaves supersónicas considerando su rendimiento dependiente del camino. Este problema de optimización a gran escala captura intercambios de diseño no intuitivos que los modelos de una sola disciplina y los métodos independientes del camino no pueden resolver. Presentamos perfiles de vuelo óptimos para una aeronave supersónica con y sin restricciones térmicas. Encontramos que la trayectoria de vuelo óptima depende del rendimiento del sistema térmico, lo que muestra la necesidad de optimizar considerando las interacciones multidisciplinarias dependientes del camino.