Рассмотрено актуальное направление в области проектирования несущих элементов конструкций современных авиалайнеров, изготовленных с применением полимерных композиционных материалов. В современных пассажирских авиалайнерах, для того чтобы добиться массового совершенства как слабонагруженных элементов, так и ответственных агрегатов, в том числе кессонов крыльев и оперений, применяют полимерные композиционные материалы. На основе метода конечных элементов создана модель кессона с использованием оболочечных конечных элементов. Параметрическая оптимизация проведена с учетом анизотропных свойств конструкционных материалов. Цель работы заключается в разработке методики расчета конструктивных силовых элементов кессона и обоснования необходимых толщин с ограничением по сжимающим/растягивающим деформациям и потере устойчивости. Разработанная методология позволяет получить конструкцию кессона, обладающую минимальной массой, при сохранении необходимых жесткостных и прочностных характеристик на стадии эскизного проектирования.