能量优化飞机的概念是美国空军在“飞行器能量综合技术”（Integrated Vehicle Energy Technology，INVENT）计划中提出的，用以说明第六代战斗机与能量相关的机电系统主要特征。

美国空军认为，为了在未来竞争环境中保持空中优势，必须要求下一代战斗机具备前所未有的先进能力，包括先进电子攻击能力、高功率激光武器、隐身等。这些能力对电力系统和热管理系统都提出了严峻的挑战。同时，现代飞机设计中采用复合材料蒙皮、高效率发动机和高度嵌入式的飞行器设计，使得飞机散热更加困难，从而加剧了上述挑战。为了应对这些挑战，美国空军2008年启动了INVENT计划，提出研制一种能量优化飞机。

在INVENT计划中，能量优化飞机的研究主要围绕两个方面展开，一是在硬件实现层面研究自适应子系统技术；二是在设计优化层面研究基于动态模型的设计技术。

自适应子系统包括鲁棒电源系统、自适应动力与热管理系统和高性能电力作动系统。鲁棒电源系统在传统电源系统发电和配电的基础上，增强电能存储能力，从而提高电源系统按需供电和为短时载荷（伺服、武器等）提供高效的峰值功率能力，同时加强再生功率管理能力，减轻再生功率对发动机系统的影响。自适应动力与热管理系统是在F-35的动力与热管理系统的基础上增加自适应性，使之具备适时选择“最佳”可用热沉（冲压空气、发动机第三涵道气流、空气和燃油）或者同时使用各种热沉的能力，并能够按需、动态地进行载荷和燃油系统热管理。高性能电力作动系统是在多电飞机电力作动系统的基础上，通过优化设计，研制可用于主飞控作动、辅助飞控作动、通用作动及发动机作动的高性能、高可靠机电作动系统，并减小峰值功率和再生功率。

由于传统的仿真环境或者静态模型具有很多局限性，美国空军研究实验室（AFRL）提出了采用基于动态模型的方法来设计能量优化飞机。基于动态模型设计的关键是建模仿真技术，AFRL委托美国PCKA公司制定了一套统一的建模仿真框架，称之为“建模需求和实施计划（MRIP）”。MRIP建模仿真框架中包含了6个模块，分别为：飞行器系统、发动机、燃油热管理系统、鲁棒电源系统、自适应动力与热管理系统和高性能电作动系统。每个模块中包含若干子模块。建模仿真框架详细描述了系统集成和动态/随机系统分析所需模型，规定了模型应当具备的精度、模型之间接口定义及软件文档需求等。

能量优化飞机相关技术主要是面向第六代战斗机，但也可应用于其他类型的飞行器，带来的效益包括增大航程、消除热约束及为定向能武器上机创造条件。