Сформулирована и исследована математическая модель процесса нестационарного сопряженного теплообмена системы термоэлектронной тепловой защиты при сверхзвуковом обтекании составной оболочки. Проведены оценки влияния испарения (эмиссии) электронов с поверхности эмиттера на по-нижение температуры составной оболочки термоэмиссионной тепловой защиты. Исследовано влияние разных углов атаки на режимы теплообмена в системе многоэлементной термоэлектронной тепловой защиты. Получено качественное согласование результатов расчета с известными данными.