考慮再三，孫元化最終把目光放在了虎蹲炮上。
虎蹲炮是一種小型火炮，是戚家軍裝備的常用火炮，因其適用于在林間山地等復雜地形進行野戰，而倍受戚家軍青睞。
虎蹲炮是一種小型的曲射型火炮，可以歸類為早期迫擊炮，炮體全重不過四十斤，非常輕便，但是相對的射程和威力也相對較小，射程不過一里，只能發射一些鉛彈石子。
孫元化對虎蹲炮進行了一定的改良，使用新鋼鑄造的虎蹲炮比起原來要稍微重上一些，達到了五十斤左右的重量，不過仍然可由單兵完成搬運。
隨后孫元化對新式虎蹲炮進行了試射，最遠射程提升了一倍有余，威力也有顯著提升，可以發射一些較大的炮彈，或數量更多的彈丸。
不過虎蹲炮屬于迫擊炮，發射方式是曲射型，對于沒有炮表的明軍來說，想要控制好射程和瞄準都是很有難度的，即便是擅長使用虎蹲炮的戚家軍，也大多數是經驗主義，優秀的炮兵可能依靠自己的經驗和手感，能夠做到指哪打哪，但是卻無法將其總結出來，教授他人。
其實不光是虎蹲炮的炮表問題，孫元化早就發現了這個影響明軍火器發揮其應有威力的大問題——士兵缺乏更加簡易的操作標準。
雖然明軍的火器裝備一直在迭代更新，但是火器營的戰斗力卻并沒有達到理想效果，除了京營里的神機營，地方衛所的炮兵和火銃兵都因缺乏系統性的訓練而存在諸多操作不規范的問題，往往一旦開戰，便胡亂放炮開槍，完全無法讓火炮和火銃發揮作用。
而即便是神機營里的精兵，也不是每個人都能做到標準化操作，每次發射該加多少火藥，該裝多少炮彈，如何瞄準，這些影響到火器威力和效果的因素都是因人而異的。
即便朝廷為了解決這個問題，曾經也推出了一些措施，比如對各類火器的彈藥裝填制定明確的量化標準——“無敵大將軍的子銃，裝火藥三升，裝鐵子六七層；虎蹲炮裝火藥六七兩，裝小子百個，或裝大子五十個；快槍，裝鉛子三四錢等等”。
又比如還專門發明了“藥升”，既可以幫助士兵稱量火藥，又可幫助士兵快速裝填火藥，但是即便如此，也仍然需要士兵具備一定的火炮知識和經驗，這些舉措雖然大幅改善了明軍火器營里存在的問題，但是效果也是有限的。
因此，孫元化決定，要在火藥和炮彈上好好下下功夫。
孫元化上過戰場，與士兵們朝夕相處，十分清楚之前朝廷采取的那些舉措未能發揮效果的原因，因為這些舉措雖然已經給士兵們提供了明確的標準和相對便利的工具，但是對于士兵個人素質的要求還是很高的。
戰場之上，很少有士兵可以一直保持清醒冷靜的頭腦，有條不紊地按照這些標準去執行，而且戰局瞬息萬變，也不能保證每個士兵都始終能夠去操控自己最順手的火器裝備，往往是拿到什么就得用什么，在這種情況下，誰還能回憶出各種火器的彈藥裝填標準和使用方法？
所以最好的辦法就是使用定裝彈藥，并配備炮表，設計符合各種火炮使用標準的定裝火藥和炮彈，并制作簡單易懂的傻瓜式炮表，標明各類情況下應該使用何種定裝火藥和炮彈，火炮射擊角度應該如何調整等等。
以紅夷大炮為例，在炮身上裝釘金屬銘牌，上面銘刻好簡易炮表，標注火炮射擊角度與射程的對應關系，及配合使用各類定裝火藥和彈藥的對應效果，以此來保證不論是誰來操炮都能夠快速掌握，快速投入戰斗，使火炮發揮應有的威力。
火銃也是一樣要采用定裝火藥和子彈，不過火銃比起火炮來說要操縱簡單一些，只需要制作一種藥量的定裝火藥即可，但是為了提升火銃的殺傷力，倒是可以在子彈上面下下功夫。
對于新式火藥的研制倒是十分順利的，因為孫元化手里有朱天啟給他的現成資料作參考，而且他手底下的那些泰西人們也有很多制作火藥的專家。
如今這些泰西工匠們見識到了大明這些比他們更加先進的知識和科技資料之后，倒是不再藏私，把現在泰西諸國使用的先進火藥配方也給交代了出來，甚至還親自教授大明的火藥工匠們如何制作和調配威力更大的泰西火藥。
而大明的這些工匠也都是經驗十分豐富的行家里手，很多都是當年在王恭廠的火器局里做工的，給朝廷辦差，技術自然是頂尖的，因而也是一點就透，一看就通，很快便完美仿制出了泰西火藥。
而后孫元化和泰西工匠們又一同按照朱天啟所給的火藥資料，研究制作威力更大的新式火藥，泰西工匠們都有良好的現代化學基礎，反倒是更容易看懂這些資料，而孫元化則通過與泰西工匠們溝通，再將資料中的重點內容以更加通俗易懂地語言告訴工匠們，讓工匠們進行試制。
經過半個多月的研究和試驗，大明的工匠們終于成功制作出了威力更大的新式火藥，甚至比泰西人的火藥都要厲害得多。
使用新式火藥，只需填放原來一半兒的火藥量，便可達到原來的射程和威力，若是按照以往的填藥量進行裝填，則可以將射程再提升將近三分之二。
不過孫元化經過幾次試射后發現，雖然仍然按照以往的填藥量進行火藥裝填可以讓紅夷大炮的射程和威力大幅提升，但是其后坐力和危險性也同樣的大幅提升的，而且他也擔心，以紅夷大炮的設計強度，恐怕難以承受這樣的火藥威力，若是長期如此使用，怕是會有炸膛的風險。
因而孫元化只好重新制定了紅夷大炮的新式火藥裝填標準，下調了裝藥量，在保證威力的前提下還是要注重安全性的，若是真要追求更遠的射程和更大的威力，還是要盡快設計出一種比紅夷大炮口徑更大的火炮才行。