高速飞行器的发展对各国未来军事发展战略、空间技术、武器体系构建乃至整个科学技术发展有重要的推动作用，而其突防问题则是高速飞行器无法避免的一个重大问题。本文以某型号高速飞行器的红外隐身系统方案设计为工程背景，参考国内外的研究状况，确定了在高速飞行器头部上装上冷屏装置，以减少飞行器头部的红外辐射的方案。本文根据冷罩的设计要求和工作原理，完成了冷罩结构方案的设计，并对壳体材料的选取，内外壳及其附件结构、制冷系统以及连接结构的设计进行了系统的研究。在此基础上，论文还对冷罩在冷却过程中的热传导问题进行了有限元的理论分析，并运用ANSYS软件建立了冷罩壳体的三维热传导模型，生成了温度场并计算了由温度场变化所产生的热应力。在计算中运用了转换方法，即将温度处理为“温度载荷”，从而实现通过弹性力学的处理方法来求解热应力。为了进一步确定结构的合理性，本文还模拟了冷罩在室内环境下的工作过程，进一步证明了冷罩设计的合理性。通过ANSYS分析和实验测试结果的对比分析，表明此冷罩的结构设计是基本合理的，能达到所期望的冷却效果。论文的研究工作对同类型飞行器的冷屏的设计研究有一定的理论意义和参考价值。