特种部队组建、训练完成，让王建伟意识到装备武器落后，影响部队战斗力的提升，他着手研发武器装备。
前期走访百姓、兴修水利工程的实地调研过程中，王志伟掌握了汉中硝石资源较为丰富的信息，决定从制造火药入手。
王志伟首先设立兵器制造厂，设在汉中靠近硝石矿的山区，任命镇北将军王平兼任厂长，离特种部队驻地较近，同样划为军事禁区，派重兵把守。每天安排特种部队的一个小队在重要部位暗中参与值守。并从全国各地专为军队制造兵器的能工巧匠中挑选十人，任命为兵器制造厂的技术官员，正七品。同时将硝石矿划为国有，由军队负责开采、守卫，送往兵器制造厂保密库房。
王志伟结合前世的知识，与兵器制造厂的工匠们潜心研究、制造火药。按照前世记忆，用5份硝石、3份木炭、2份硫磺的配比多次试验，成功研制出新型火药，比蜀军现用于火箭的火药威力强大数倍。王志伟并没有止步，不断加大硝石比例，经过反复试验，终于研制出威力巨大的炸药。当试验成功的那一刻，可把参与试验的工匠吓坏了，以为是天雷爆炸。
火药和炸药研制过程中，配方只有王志伟自己知道，这是国之重器，保密极其重要，一旦配方泄密，就会给蜀国带来灾难性的后果。从一开始，王志伟只让参与试验的兵器制造厂的技术官员，知道其中的一个环节，或者协助做一些加工类的基础工作，其中硝石、硫磺的加工工作交给不同的军队去完成。配制比例调试，都是王志伟亲自动手完成，再交给技术官员们做试验。最大限度地控制了泄密的可能性。
研发石雷。王志伟安排军队去挑选那些石质坚硬、没有裂纹的花岗岩或河道中汤碗大小的卵石送到兵器制造厂作为原料。这些石块不仅来源方便，成本低廉，而且经过精心挑选后，其外观能很好地融入周围环境，便于伪装。
王志伟安排技术官员们用锤子、凿子等，对石块进行精心的开凿，凿空石块。这是一个既费力又需要技巧的过程，因为石块的硬度高，开凿时容易碎裂，而石雷的外壳需要保持一定的完整性和坚固性，成功率只有50%。技术官员们小心翼翼地操作，不断地调整力度和角度，以确保石块的内部被凿空而外壳不受损。
受蜀国条件限制，引信的触发机构多次实验未能成功，暂时放弃。王志伟改用目前蜀国正在使用的土办法，制作点火机构。将引火线穿入细长的竹管中，制成引信。引火线的一端固定在引信的一端，另一端露出在引信外部，方便点燃。将火药填入石雷主体的孔洞中，并确保其均匀分布。然后，将引信插入火药中，确保引火线露出在石头外部。最后，使用黄泥将石雷的孔洞和缝隙进行密封，经过反复试验，火药石雷研制成功，是现代手雷的雏形。
刚研制出来的石雷较重、较大，不方便个人携带，相互间不能碰撞，引火线不能受潮，只能装箱用马车拉。第一批成品石雷全部运到特种部队秘密保存。
后来反复经过改良，将石雷最小直径定在十二厘米，士兵使用；最大直径二十厘米，用于抛石机作为远距离攻击武器；竹管改成铜管，火药换成炸药，并制作专用分格木箱保存，增加安全性。这两种石雷各制作了一千枚，运到特种部队保管。因为王志伟心中明白，石雷只是过度武器，解决了触发机构，铁雷水到渠成。他已安排兵器制造厂的技术官员把研究重点放在触发机构上，并将其工作原理画成图交给他们研究。同时安排兵器制造厂研究生产五厘米和十五厘米的带孔空心铁球。
在王志伟的指导下，兵器制造厂的技术官员们用了半年时间，终于研制出由一个敏感装置和一个机械传动部分构成的动力触发机构。用火石作为点火源，用火药与细绳制成引火线，制成点火机构。经过一个月的反复试验，第一枚五厘米铁雷终于问世，为了增加杀伤
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