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针对高超声速飞行器多学科优化设计的需求，基于飞行器几何外形、弹道和热防护材料、热防护系统型号数据库，通过气动热快速预测方法和一维热响应预报方法的研究，建立了一种通用高超声速飞行器热防护系统快速设计方法。该设计方法实现了热防护系统优化设计的自动化，避免了传统设计过程需要多种分析工具以及过程繁琐等不足。最后结合典型服役环境，利用该方法对类X—37B飞行器的热防护系统进行快速设计，得到热防护系统的总质量。结果表明，方法能够快速有效地进行高超声速飞行器热防护系统的设计。