考虑再三，孙元化最终把目光放在了虎蹲炮上。
虎蹲炮是一种小型火炮，是戚家军装备的常用火炮，因其适用于在林间山地等复杂地形进行野战，而倍受戚家军青睐。
虎蹲炮是一种小型的曲射型火炮，可以归类为早期迫击炮，炮体全重不过四十斤，非常轻便，但是相对的射程和威力也相对较小，射程不过一里，只能发射一些铅弹石子。
孙元化对虎蹲炮进行了一定的改良，使用新钢铸造的虎蹲炮比起原来要稍微重上一些，达到了五十斤左右的重量，不过仍然可由单兵完成搬运。
随后孙元化对新式虎蹲炮进行了试射，最远射程提升了一倍有余，威力也有显著提升，可以发射一些较大的炮弹，或数量更多的弹丸。
不过虎蹲炮属于迫击炮，发射方式是曲射型，对于没有炮表的明军来说，想要控制好射程和瞄准都是很有难度的，即便是擅长使用虎蹲炮的戚家军，也大多数是经验主义，优秀的炮兵可能依靠自己的经验和手感，能够做到指哪打哪，但是却无法将其总结出来，教授他人。
其实不光是虎蹲炮的炮表问题，孙元化早就发现了这个影响明军火器发挥其应有威力的大问题——士兵缺乏更加简易的操作标准。
虽然明军的火器装备一直在迭代更新，但是火器营的战斗力却并没有达到理想效果，除了京营里的神机营，地方卫所的炮兵和火铳兵都因缺乏系统性的训练而存在诸多操作不规范的问题，往往一旦开战，便胡乱放炮开枪，完全无法让火炮和火铳发挥作用。
而即便是神机营里的精兵，也不是每个人都能做到标准化操作，每次发射该加多少火药，该装多少炮弹，如何瞄准，这些影响到火器威力和效果的因素都是因人而异的。
即便朝廷为了解决这个问题，曾经也推出了一些措施，比如对各类火器的弹药装填制定明确的量化标准——“无敌大将军的子铳，装火药三升，装铁子六七层；虎蹲炮装火药六七两，装小子百个，或装大子五十个；快枪，装铅子三四钱等等”。
又比如还专门发明了“药升”，既可以帮助士兵称量火药，又可帮助士兵快速装填火药，但是即便如此，也仍然需要士兵具备一定的火炮知识和经验，这些举措虽然大幅改善了明军火器营里存在的问题，但是效果也是有限的。
因此，孙元化决定，要在火药和炮弹上好好下下功夫。
孙元化上过战场，与士兵们朝夕相处，十分清楚之前朝廷采取的那些举措未能发挥效果的原因，因为这些举措虽然已经给士兵们提供了明确的标准和相对便利的工具，但是对于士兵个人素质的要求还是很高的。
战场之上，很少有士兵可以一直保持清醒冷静的头脑，有条不紊地按照这些标准去执行，而且战局瞬息万变，也不能保证每个士兵都始终能够去操控自己最顺手的火器装备，往往是拿到什么就得用什么，在这种情况下，谁还能回忆出各种火器的弹药装填标准和使用方法？
所以最好的办法就是使用定装弹药，并配备炮表，设计符合各种火炮使用标准的定装火药和炮弹，并制作简单易懂的傻瓜式炮表，标明各类情况下应该使用何种定装火药和炮弹，火炮射击角度应该如何调整等等。
以红夷大炮为例，在炮身上装钉金属铭牌，上面铭刻好简易炮表，标注火炮射击角度与射程的对应关系，及配合使用各类定装火药和弹药的对应效果，以此来保证不论是谁来操炮都能够快速掌握，快速投入战斗，使火炮发挥应有的威力。
火铳也是一样要采用定装火药和子弹，不过火铳比起火炮来说要操纵简单一些，只需要制作一种药量的定装火药即可，但是为了提升火铳的杀伤力，倒是可以在子弹上面下下功夫。
对于新式火药的研制倒是十分顺利的，因为孙元化手里有朱天启给他的现成资料作参考，而且他手底下的那些泰西人们也有很多制作火药的专家。
如今这些泰西工匠们见识到了大明这些比他们更加先进的知识和科技资料之后，倒是不再藏私，把现在泰西诸国使用的先进火药配方也给交代了出来，甚至还亲自教授大明的火药工匠们如何制作和调配威力更大的泰西火药。
而大明的这些工匠也都是经验十分丰富的行家里手，很多都是当年在王恭厂的火器局里做工的，给朝廷办差，技术自然是顶尖的，因而也是一点就透，一看就通，很快便完美仿制出了泰西火药。
而后孙元化和泰西工匠们又一同按照朱天启所给的火药资料，研究制作威力更大的新式火药，泰西工匠们都有良好的现代化学基础，反倒是更容易看懂这些资料，而孙元化则通过与泰西工匠们沟通，再将资料中的重点内容以更加通俗易懂地语言告诉工匠们，让工匠们进行试制。
经过半个多月的研究和试验，大明的工匠们终于成功制作出了威力更大的新式火药，甚至比泰西人的火药都要厉害得多。
使用新式火药，只需填放原来一半儿的火药量，便可达到原来的射程和威力，若是按照以往的填药量进行装填，则可以将射程再提升将近三分之二。
不过孙元化经过几次试射后发现，虽然仍然按照以往的填药量进行火药装填可以让红夷大炮的射程和威力大幅提升，但是其后坐力和危险性也同样的大幅提升的，而且他也担心，以红夷大炮的设计强度，恐怕难以承受这样的火药威力，若是长期如此使用，怕是会有炸膛的风险。
因而孙元化只好重新制定了红夷大炮的新式火药装填标准，下调了装药量，在保证威力的前提下还是要注重安全性的，若是真要追求更远的射程和更大的威力，还是要尽快设计出一种比红夷大炮口径更大的火炮才行。