本发明涉及热防护材料技术领域，尤其涉及一种刚性热防护层套接于非封闭等径回转体舱段的工装及方法。该工装包括底板、前延长部、后延长部、多根立柱和至少一个滑动模，立柱的一端垂直连接于底板，前延长部和后延长部分别安装在舱段的前端和后端，滑动模安装在立柱，且能够沿立柱的轴向移动，并能够在径向上进行一定的调整，能够将热防护层的整体轮廓度保证在一定范围内，且能够避开干涉区域，从而避免损坏舱体或热防护层，另外，在套装热防护层的过程中，无需额外的定位工装，即可高效精准将热防护层套接在非封闭等径回转体舱段，且结构简单，操作方便。该方法使用本发明的工装进行辅助安装，实施简便、可操作性强，适用于批量生产。