大炮共有四件，由偃师折冲府新学院博士马钧和霸府长史王垕一同设计，偃师折冲府铁匠司马兼新学院冶金学授课教授吴质亲自带人打造。
为了考证在实战中的效果，四件大炮的规格从一百多斤的小炮到数千斤的巨炮各不相同，每个规格都只打造了两件成品，一件送来西征大军，另一件送到虎牢关测试守城战效果。
马超也曾跟随偃师折冲府实验这种新式武器，这才有了前一日在山上的那番慨叹。他家与韩遂有仇，早就看其不顺眼，此时更是抓住机会想亲自给韩遂来上一炮。
不多时，所有大炮安放完毕。
王垕和马钧制造的大炮比较原始，还是前装弹的设计，也没有设计相应的车架等移动装置。但经过实验这几种大炮为威力还不错，最大型号的大炮最远射程可达一千步（一千四百米），远超王垕的最初的设想。
且王垕放弃了用铜造炮的最初设计，直接使用精钢打造炮身，难度更高，研制期间更出了多次事故，炸死死囚超过三十人。但在一点点确定工艺技巧后还是成功的造出了不会炸膛的炮身，在试射实验后得到了曹军上下一致认可，曹操认为大炮是可以改变战场格局的利器。
马超也参与了最后的试射实验，还亲自点放过四中不同规格大炮，更对大炮使用规程了熟于心。
好兄弟庞德说他：“自从有了大炮，女人都不碰了。”
马超则驳斥庞德：“是真男人就该天天打/炮。”
曹操知晓马超的想法，本就向来纵容马超各种行为，便将大炮第一次在实战中开炮的机会交给了马超，又调配大军，一旦大炮攻破韩遂营寨便全军发起攻击。
马超得到命令更是欣喜，按照王垕编写的《炮兵守则》有条不紊的指挥士兵清理炮膛，填装火药包和炮弹。
汉建安七年，十二月初四，大汉的第一声炮响帮助曹军顺利攻克街亭，韩遂逃亡。
在曹军用大炮攻克街亭之时，司隶以东的虎牢关上也响起了同样震耳欲聋的轰鸣声。
得知曹操西征的消息，袁绍以极高的行政效率出兵再犯司隶。由于去岁并州、冀州损失惨重，这次便只兵分三路，同样是韩/猛攻南阳，张南攻轩辕。但袁绍这次并未亲自领兵，而是以兖州刺史袁胤为名义上的主帅，实际则由军师郭图领兵，辅以大将吕旷、吕翔、朱灵，随从将领路招、赵俨、李典、粱习等人走去岁路线进攻虎牢关。
郭图此前也曾多次领兵，但却第一次统领十万以上的大军，进军有些谨慎，直到出兵二十日才刚刚来到虎牢关下。
不过郭图早有打算，立下营寨后并未发起攻击，而是下令全力打造攻城器械。
这一年许都朝廷也在技术方面取得了一定的成就，成功仿制出之前官渡之战中曹军所用的霹雳车。这次郭图就打算利用己方的人数优势，制造大量的霹雳车以疲劳式轰炸的方式来攻打虎牢关。
虎牢关地势险要，但总面积却不算大，郭图对随军参赞的赵俨等人道：“我军以千架霹雳车轰击关墙，这天下就没有不能攻破的城池。”
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