基于火星探测的原位资源利用，提出了以Mg粉为燃料，火星大气中CO2为氧化剂的粉末燃料冲压发动机。粉末燃料冲压发动机是一种新型冲压发动机,其不仅具有液体燃料冲压发动机推力可调、高比冲的优点，还具有固体火箭冲压发动机结构简单、高可靠性的优点。
　　在粉末燃料冲压发动机应用背景、研究现状的基础上，本文通过数值模拟的研究方法，采用Realizablek－ε湍流模型，以及以King的Mg粉/CO2燃烧两区域反应模型为基础构建的镁颗粒燃烧模型，在模拟火星大气的低压环境下，开展了对不同进气道布局结构形式下Mg/CO2冲压发动机燃烧室内两相燃烧流动的研究。对比了六种进气道结构对冲压发动机燃烧性能的影响，确定了较优的进气道布局结构。在较优的进气道布局结构下，分别研究了进气道后置长度、进气角度及燃烧室长度对燃烧性能的影响，得到以下结论：
　　1).在相同的边界条件下,六种工况下，燃烧效率依次从高到低为腹部进气结构、双下侧90°进气结构、周向对称四进气结构、双下侧腹部进气结构、双侧180°进气结构、中心进气结构，非头部进气结构的燃烧效率高于中心进气结构。
　　2).对于三种进气道后置长度0.38D、0.58D、0.78D的燃烧室，燃烧效率随着后置长度增加而降低，在0.38D的进气道后置长度下，燃烧效率最高。过长的进气道后置长度不能提高Mg颗粒的燃烧效率。
　　3).对于三种进气角度30°、45°、60°的燃烧室，燃烧效率随着进气角的增加先增再减，在45°的进气角度下，燃烧效率最高。过大的进气角度不能提高燃烧室内Mg颗粒的燃烧效率，且对Mg颗粒点火燃烧存在负面效应，燃烧效率下降。
　　4).对于三种燃烧室长度为5D、6D、7D的燃烧室，当燃烧室长度增加，粉末燃料在燃烧室驻留时间愈长，燃烧效率随之提高。
　　5).在双下侧90°进气结构、腹部进气结构、双下侧腹部进气结构下，燃烧室壁面温度过高，需要考虑在壁面的防热问题。