随着高超声速飞行器技术的不断发展，高超声速飞行器在高速飞行中出现的防热需求对现有防热技术的要求越来越高。疏导式热防护系统作为不同于传统烧蚀型防热或主动冷却防热等防热系统越来越受到研究者的关注。本文主要研究高温热管的工作机理以及其在疏导式热防护结构中的应用，并对疏导式结构的防热性能进行数值分析。高温热管是一种高性能被动式传热元件，其等效导热系数能够达到紫铜的数千倍。这种高导热性能源自其独特的工作原理：借助高温热管内工质的蒸发-冷凝时产生的相变潜热，使得热量能够从蒸发区传递至冷凝区，又由于吸液芯中毛细力的作用，确保了热管能够持续不断地工作。本文介绍了热管的结构和工作原理，并对高温热管在疏导式热防护中的应用做了概述。本文针对矩形槽道式吸液芯热管建立数学模型，该模型考虑了气液界面剪切力、接触角以及液体充填量的影响。通过求解热管模型中一维热传导方程得到轴向壁面温度分布，求解扩展Young-Laplace方程得到蒸发/凝结速率，进而得到平均界面速度分布。计算得到的壁面温度、蒸气速度、液体速度等参数都与实际物理现象符合良好。针对高温热管工作的实际情况，提出合理假设，建立一种高温热管工作的数学模型，对水平放置的轴对称钾热管工作状况进行分析，并将数值结果与试验结果进行对比。对比结果的一致性证明了高温热管模型的可靠性以及计算方法的合理性。该模型能够较好地模拟钾热管中工质钾的流动与传热过程，可用于预测该类型高温热管的工作性能以及其内部流动和传热特性。将高温热管模型拓展到含高温热管的翼前缘疏导式热防护结构中，建立高温热管冷却前缘结构的一体化模型。研究了给定工况下有无内置高温热管疏导式翼前缘结构的温度分布，结果表明包含高温热管的疏导式热防护结构能够有效地降低前缘头部驻点区的温度，提高翼前缘低温面的温度，使得翼前缘整体结构温度更加均匀，增大了结构的热辐射量，降低了对结构材料的耐高温要求。