本文的研究内容如下： （1）介绍了高速飞行器热防护系统的类型，包括被动热控制技术的热防护系统、半被动热控制技术的热防护系统及主动热控制技术的热防护系统。 （2）利用ANSYS的一维有限元模型来确定热防护系统的尺寸，并跟二维有限元模型计算结果进行比较，计算结果表明一维有限元模型具有足够的精度用来初步确定热防护系统的尺寸。 （3）对各种热防护系统总重量与隔热材料厚度之间的关系进行了比较，结果表明在低温的热防护系统中，高级柔性可重复使用的表面隔热毡（AFRSI）重量最轻；在高温热防护系统中，第二代超级合金蜂窝金属热防护系统（SA/HC2）的重量较轻。 （4）针对高超音速机翼进行热防护系统的选择，并利用ANSYS软件强大的热求解功能，考虑机翼在受气动加热条件下辐射与传导传热结合的耦合作用，最终求解出飞行过程中机翼的温度场及机翼结构和翼梁的热应力。计算结果表明本文对机翼所采用的热防护系统是合理的。 这些结果为金属热防护系统将来的研究提供指导方向。