随着航空航天技术的快速发展,高超声速飞机已经成为研究热点,具有非常重要的战略意义。高超声速飞机在其服役过程中面临着复杂的,恶劣的载荷环境,而其中的热载荷是结构设计中无法忽略的重要问题,所以飞机热结构是决定飞机能否顺利完成目标任务的关键因素。对于高超声速飞机的热结构而言,首先要准确得到飞机服役过程中机械载荷和热流密度,通过分析获得结构的温度场和热应力场。本文以某高超声速机翼热结构设计为工程背景,对高超声速机翼热结构进行设计。首先对机翼结构进行设计,确定机翼的热环境,根据机翼结构选材分析对机翼结构不同部分的材料进行选择,接着给出机翼的初始设计要求,对机翼进行传力分析,最终确定机翼结构的初始构型。接着对机翼的热结构进行设计,给出热结构的传热分析模型,采用有限元法分析隔热层高度以及筋条高度对隔热性能的影响。基于以上基础,建立机翼结构的有限元模型,分析出高超声速机翼的温度场和热应力场。整个计算过程对高超声速飞行器热结构的设计与分析提供了一些有益的参考。