５万发。第三期１９２５年至１９３１年九一八事变止，日产３０万发。第二期比第一期年产３００万发，增长１５倍。第三期年产９０００万发，多时达到１亿粒，比第一期增长３０倍。其他各厂也都有较大发展。每年生产的大炮１５０门，炮弹二十余万发。步枪六万余支，枪弹１亿粒，轻重机枪１０００挺。
  东三省兵工厂的扩建和发展，为张作霖进入关内、问鼎中原打下了军事物质基础。当然，这是大军阀不顾人民死活，采取穷兵黩武政策的体现。
  帅府试炮
  第一次直奉战争奉军失败后，张作霖在扩建兵工厂的同时，对迫击炮情有独钟。他下令从俄国购进了一批迫击炮，就是通常所说的六〇炮。这种炮小巧玲珑，操作简便，运输容易，几个人抬起来就走。它具有曲射和直射两种性能。这种迫击炮极适合近距离的攻坚战，既可以直接轰击掩体，杀伤目标；也可以跨越掩蔽物，攻击其后边的目标。
  但因为刚刚购进，对这种迫击炮的性能和威力，都不了解。张作霖决定试放一下。试放地点选择了帅府影壁墙南边的荷花池，以此为发射地，往南对着相距不足百米的城墙上打。在荷花池附近，放置了十多门迫击炮，调好了高度，计算了距离。每门炮前都站着５名炮兵，分管装弹，运弹，发射。演习场周围站满了人。
  张作霖在炮兵旅齐旅长的陪同下，来到演习现场。参加观看的有奉天督军署的军政要员，如杨宇霆、吴俊升、张作相、郭松龄、王永江、张宗昌、李景林、张学良，以及各师、旅长，足有二百多人。大帅府里的夫人、少奶奶、小姐、少爷、佣人和督军署的军官，都来看热闹。
  齐旅长看看各个方面已经准备就绪，就径直来到张作霖面前请示演习是否可以开始。张作霖不假思索地说：“准备好了，就开始吧！”齐旅长刚要下令，只见少奶奶于凤至跑到张学良身边，焦急地问道：“汉卿，这演习的事，南门脸的老百姓和店铺知道吗？”张学良一听，遭了，怎么把这事忘了呢！他赶紧叫住齐旅长，然后快步走到张作霖跟前，说明了情况。
  张作霖反问道：“这些小炮有那么大响动吗？”张学良说：“不过还是通知一下好，以免吓着老百姓，造成混乱。”张作霖感到言之有理，就点头道：“那就快去通知一下吧！”过了一会儿，差官通知完了，这边下令开始演习。
  话音刚落，这十多门迫击炮同时开火，山摇地动，震耳欲聋。刹那间，尘土飞扬，烟雾蒸腾，人们哗然。城墙上，碎砖横飞，浓烟四起。这一下可乱了套了。大、小南门一带的老百姓和店铺、商号，虽然知道演习迫击炮，可没有想到有这么大的动静。而街上的行人不知道发生了什么事，都没命地乱跑，撞倒了摊床，踩坏了商品。
  卫队把情况报告给张作霖，张作霖赶忙下令停止：“不成，不成！不要演习了，快停止，快停止！”张作霖回到帅府上房，对张学良说：“真没想到这小小的迫击炮有这么大的劲，让老百姓受惊了。快下去看看伤人没有，损失、毁坏的东西，咱们如数赔偿。”①后来，都如数作了赔偿。
  经过这次演习，张作霖才知道迫击炮的威力，因此，他下令建立奉天迫击炮厂。说办就办。１９２２年，张作霖重金聘请英国人沙敦主持建立了奉天迫击炮厂。该厂生产迫击炮、迫击炮弹及其附属品。１９２２年开始生产迫击炮和迫击炮弹，比上海和汉阳兵工厂早一二年，造出的炮是英国斯托克斯式的。它构造简单，操作容易，运作方便，适合在各种地形上作战。
  １９２２年生产的称为１１年式，１９２４年生产的称为１３年式，１９２６年生产的称为１６年式。新式性能良好，射程远，威力大。每门炮还随带炮车１辆，弹药车１辆，每辆弹药车可载１０发炮弹。炮车和弹药车使用方便，节省人力①。在正常情况下，每月可制造迫击炮８０门，炮弹４万发。
  由于迫击炮的大量生产，使奉军的军事实力大大增强，在以后的战争中发挥了巨大的威力。当然，迫击炮厂的建立，投入的都是民脂民膏。在沙敦任厂长时期，每年的经费预算约为７８万元。在他的后任李宜春厂长时期，每年的经费达到１３０万元。
  建立空军
  为了提高奉军立体作战的能力，张作霖把目光指向了空军。他深知，在现代战争中，陆军没有空军的支持，是很难取胜的。尤其是在第一次世界大战中，空军在战斗中低空对地扫射和投弹轰炸，所起到的歼灭敌人和扰乱军心的巨大作用，给张作霖留下了深刻印象。第一次直奉战争，由于直军有几架飞机压迫西线张景惠部，低飞抛弹，狂轰滥炸，使奉军西线顷刻土崩瓦解。这给奉军造成了极大的心理伤害。这个惨痛教训，使张作霖下定决心，要建立一支独立的空军和海军。
  中国开始建立空军是在１９１２年前后。北洋军阀段祺瑞和徐树铮，在留法回国的航空员姚锡九的建议下，向英国购买了一批飞机。１９１７年使用这批飞机，参加了讨伐张勋复辟军的战斗，空袭过复辟军占领的北京，轰炸过紫禁城。１９２０年，直皖战后，因为奉系派兵支持了直系，张作霖分得战败了的皖系段祺瑞的一批飞机。这是张作霖梦寐以求的。这批飞机有旅客运输机４架，侦察教练机４架。同时，跟来航空人员姚锡九和王立序等专家。后来，张学良又从大沽造船厂等地调来技工赵鸿起等２２人。有了这些，就为建立东北航空军提供了有利的前提。
  １９２１年１月，张作霖下令设置东三省航空处，并派其参谋长乔赓云为处长，赵延绪、章斌为正副主任。此外，还委派了副官、军需官、军医官、书记官、工厂管理员、技工、班长等若干干部，分别掌握航空处各项事务。在沈阳东塔农业实验场旷地修建飞机场，又建厂房，盖仓库，造宿舍，筑办公室。以章斌、庄以临等为飞行骨干，以孔家桂、赵鸿起等为机械士，组建航空队。这样，就有了东北航空军的雏形。
  １９２２年奉军在第一次直奉战争中失利。据认为，“此次战败原因之一是直系的空军占了优势”①。在西线，直军利用其航空优势，派飞机在长辛店投掷重磅炸弹，奉军招架不住。奉军前敌总指挥张景惠首先退却，引起奉军全线崩溃。这次惨败，对张作霖是刻骨铭心的。张作霖更加深刻地认识到建立自己的空军的必要性。这一次中国最早使用飞机作战奉军失败的情景，是张作霖永生难忘的。
  为此，１９２３年９月，张作霖任命张学良为东三省航空处总办，以加快东北航空军的建设步伐。值得一提的是，张学良在１９２３年间学习了航空驾驶，很快就掌握了这个技术。他很喜爱飞行，航空员都很钦佩他②。
  在第二次直奉战争中，奉军取得了胜利，东北空军在战斗中发挥了作用。张作霖感到东北空军要加以整编，扩充实力。为此，张学良进行了机构改革。于１９２５年将东三省航空处改组为东北航空处，设立总务、机械两处，分掌事务和机务。以高纪毅为总务处长，周培炳为机械处长。同年３月，附设航空学校，由张学良兼任校长。教官有北京南苑航空学校毕业的赵延绪、王立序等，还有法国退役飞行员博赖等十余人。至此，东北的航空军包括多架飞机、正规机场、维修工厂、机械设备、航空人员、地勤人员、机械人员，以及训练机构等，才粗具规模。
  对航空员的培养，张作霖煞费苦心。第一批自己培养的航空员，基本不合格。第二批从陆军中选送到法国留学的１２名航空员，也不理想。接受这两次教训，第三次选派留学的航空员就非常严格了。１９２５年，张学良在东北军官训练班的一千余名学员中，亲自挑选了２８名学员。他们的特点是，品德好，年龄小，体格壮。一般是２０岁左右，最小的仅１７岁。这次送往法国留学的共３５名。除２８名学飞行的航空员外，还有学习其他学科的。
  ２８名航空员到法国后，分作两部分。一部分进入了对身体条件要求更加严格的巴黎的毛兰纳航空学校，共１８名；另一部分进入法国西南克鲁德亚的高龙特航空学校，共１０名。毛兰纳航空学校的教授方法是最优秀的，使用的教练机也是最新式的。教练机是毛兰纳工厂自己制造的。学习的科目有：机械、驾驶、实习、法文等。高龙特航空学校的学习科目有：机械、战斗、轰炸、无线电联系等。学习时间都是８个月。毕业后，两部分学员都获得了国际航行驾驶证，具有初级驾驶人员资格。１９２６年秋，两部分学员都转入法国南部的依斯特陆军航空学校训练，学习驾驶和战斗。结业后又转道里昂的法国正规航空军三十五团，参加实际战斗见习。实习的项目有：轰炸、投弹、瞄准、扫射、空中战斗、无线电联系等。还参观了欧战的遗迹。１９２７年初，结束全部训练项目，启程回国①。
  这批留学生受到张学良的高度重视。在学习期间，就把他们的军衔由准尉提升为中尉。回国后，很快提为少校或中校。对他们在阶级、工资、生活各个方面，都给予满足。他们在奉军的航空事业上也确实起到了不小的作用。
  东北空军飞机的来源有三条途径。一是从军阀手中缴获的。１９２１年缴获段祺瑞的８架，１９２６年缴获吴佩孚的２架，１９２７年缴获冯玉祥的３架，１９２８年从飞豹队山东带回１０架。计有２３架。二是从西方国家购买的。张学良接受西方资本主义的先进事物很快，他不惜花费巨资从这些国家购买新式飞机。１９２５年从法国购买十余架，每架１０万元。１９２９年从法国又购买２６架。同年，又从日本，花１２０万元，购买４架。１９３０年又从捷克购买４０架。到１９３１年九一八事变，前后共购买八十余架。三是接受西方国家赠予的。１９２９年美国赠送１架。同年，法国赠送１架。综合以上三个来源，东北空军约有飞机一百余架。据估计，在东北空军全盛时期，飞机累计约有“２５０架至３００架”。这在当时的中国是首屈一指的。
  东北空军的组织机构有一个变化的过程。１９２５年，东北航空处已经拥有六十多名飞行员，五十多架飞机。遂正式建立飞龙、飞虎、飞鹏、飞鹰、飞豹等５个航空兵队。张学良自兼飞鹏队长。飞豹队成立不久，即调山东归张宗昌指挥。１９２５年秋，成立东北空军司令部，由张学良兼司令，冯英为参谋长。中间又经过几度变迁，曾改为东北空军大队。１９３０年，又把大队改为东北空军司令部，张学良任司令。这是一支拥有现代技术装备和具有坚强战斗力量的空军劲旅。东北空军在张作霖问鼎中原的战争中，参加大小战斗数百次，充分发挥了飞机的作用。
  建立海军
  张作霖决心建立东北海军是有原因的。１９２２年４月，第一次直奉战争爆发时，吴佩孚乘温树德海军少将的旗舰“海圻”号，巡视秦皇岛、葫芦岛一带，并策应山海关的直系陆军，在葫芦岛发炮一百余发，对奉军造成威胁。５月，奉军失败。在奉军退出山海关时，遭到依附直系的“海筹”、“海容”等军舰从秦皇岛海面大炮的轰击，部队损失较大。甚至白天不敢行动，夜车不敢开灯。张作霖的座车也险被击中。张作霖深感没有海军不能控制海面的痛苦，遂决心建立东北海军。
  东北海军的创始人是沈鸿烈。沈鸿烈，字成章，湖北天门人，１８８２年生。１９０６年，入日本海军学校学习，加入中国同盟会。１９１１年毕业回国。武昌起义爆发，沈鸿烈奉命为海军宣慰使，策动长江上下游海军反正。１９１２年，任南京临时政府海军部军机处参谋。次年，任北京政府参谋本部上校科长，主管海防。１９１６年，被派赴欧洲观战团海军武官。１９１８年回国后任陆军大学海军教官。１９２０年任吉黑江防司令公署中校参谋。１９２２年，张作霖任命他为镇威上将军公署航警少将处长。
  原来，在清朝末年，他在湖北新军充当文书，由两湖总督张之洞派赴日本留学。当时中国海军大权掌握在闽系手中，舰上服役也全是福建人。非闽系的赴日本留学的海军军官就不能在舰上服役，只能在北京海军部候补。以后也只是任参谋等文职人员，没有更好的出路。沈鸿烈不甘寂寞，他谋到吉黑江防司令公署中校参谋的差事，是难得的机遇。
  适逢奉军战败退回关外，张作霖自