刘长明深知火药的重要性，奈何他是真的不会，虽然庞统搞出来了一些威力不俗的应用，但是太局限，也没办法大规模运用在战场上，如果庞统真能把火药鼓捣明白，现在虽然生产不出来钢，造不出来枪，但是要是能整点儿土炮或者手榴弹，那也是人挡杀人，佛挡杀佛啊。
所以刘长明在庞统的“神机营”附近设立专门的试验场和训练基地，并大量的提供材料、金钱，造就完了！
在汉中城西一处戒备森严、远离人烟的山谷中，“神机营”的工坊日夜不息。庞统几乎住在了这里，道袍上沾满硝烟和炭黑，头发凌乱，双眼却燃烧着偏执的火焰。
他深知刘长明的期待，汉中大半的赋税都用在他这里了，他必须用“霹雳火”证明自己路线的正确性！
但经过多次试验后，庞统痛苦地承认：“此物性烈难驯！用于炸开城门、城墙或特定工事，或有奇效。然欲如寻常刀箭般用于两军对阵，射程、准头、安全性皆无保障！引信难控，极易伤及己方！”他放弃了短期内制造“火炮”的不切实际想法，专注于提升“爆破”的可靠性和威力！
至于改良方向，那就是提纯！提纯！提纯！硝石的提纯是核心难题。庞统组织人手尝试各种过滤、结晶方法，甚至尝试用鸡蛋清、明矾等物吸附杂质，略有成效，但成本高昂，产量极低。但他发现将混合好的火药研磨成更细更均匀的颗粒，并反复试验不同硝、硫、炭的比例，最后经过无数爆炸和哑火后，他终于摸索出了一个合理的配比，七硝二磺一木炭！这样的配比能显着提高燃烧速度和爆炸威力。为方便研磨，他还设计了一种简易的木制滚筒研磨机。
但引信的稳定性，这是困扰了庞统无数日夜的另一个噩梦。最初的药捻受潮、燃烧速度不均、甚至中途熄灭。他尝试用油纸包裹、混合不同燃速的火药、使用更干燥的引线材料，如经过处理的麻绳芯，并严格规定储存条件干燥！密封！。至于“火雷”外壳，从最初的陶罐，改进为铸铁外壳。铸造工艺要求极高，废品率惊人。庞统不得不请刘长明协调，调来最好的铸铁工匠。在众人一同的努力下，终于制造出了初步的火炮，庞统立马进行实地试验，但试验的效果不太好，还造成了人员伤亡。
在几次惨烈的爆炸事故后，庞统含泪制定了极其严格的操作规程：隔离操作、严禁明火、控制存量、穿戴简陋的防护等。他成了最严厉的安全官。之后又经过近一年的反复试错和无数次惊心动魄的爆炸，庞统终于取得阶段性成果：
他成功制造出了几批相对稳定、威力可观的“破城雷”，专为炸城门\/城墙设计，装药量大，引信较长。
在高度保密的条件下，于废弃的关隘进行了一次小规模实爆试验。一声沉闷如地龙翻身的巨响后，一段厚重的土石城墙被炸开了一个巨大的豁口！现场观摩的刘长明、魏延等将领无不骇然失色，随即爆发出巨大的欢呼！
“成了！虽十次中或有三四次不响，或威力不足，然此物确能撼动坚城！”庞统看着那废墟，激动得浑身发抖，疲惫的脸上终于露出狂喜。但这只是开始，可靠性、大规模生产、安全运输、战术配合……还有无数的难关等着他去攻克。他转身又扎进了硝烟弥漫的工坊。
庞统选拔了部分工程兵和精锐士卒，开始接触和学习火药的特性、安全操作规范以及配合“火雷”进行坑道爆破、炸毁城门等初步战术。虽然庞统的“火雷”还远未成熟到大规模装备，但让军队提前熟悉和适应这种新武器及其作战模式，是刘长明极具前瞻性的布局。