头罩设计是导弹研制过程中的关键问题之一，既要满足气动加热和气动载荷的要求，又要满足大批量生产的要求。本文以某导弹为研究对象，对其复合材料头罩进行了设计和结构强度研究。首先，根据总体要求，拟定了合理的头罩战术技术指标，在参考与该型头罩类似的其它导弹设计参数的基础上，设计了头罩的结构方案，根据热载荷参数进行了热力学分析，结果表明玻璃钢类复合材料头罩能满足总体温度要求；其次，详细设计了头罩的复合材料，制品性能对比表明，头罩的结构方案满足战术技术指标要求；接着，采用有限元方法，建立了头罩的有限元模型，分析了头罩在气动热和气动力载荷作用下的应力和应变；最后，设计了地面静力试验和静热联合试验，对头罩结构强度进行了试验考核。在此基础上，头罩参加了导弹的飞行试验获得成功并取得温度遥测数据。地面试验和飞行试验结果均表明，试验设计思路合理有效，头罩设计完全满足总体要求。本文设计的复合材料头罩解决了导弹设计中的一个难题，确保了整个武器系统的研制进度，具有重大的工程应用价值。本文采用的数值分析、试验方法为后续类似结构件的设计、选材、计算、试验策划及实施的全过程提供了宝贵的数据和经验。