Sau thành công với thuốc súng và hỏa pháo, Mạnh bắt đầu nghiên cứu chế tạo hỏa hổ loại v·ũ k·hí lợi hại của quân Tây Sơn. Nguyên lý của nó rất đơn giản nhét phốt pho vào quả cầu bằng gang sau đó nhồi một quả pháo giấy vào châm ngòi nó nổ để dẫn cháy phốt pho, tuy nhiên uy lực của nó rất mạnh. Như mô tả của tướng nhà Thanh - Trần Gia Ôn - trong một trận chiến giáp lá cà với quân Tây Sơn đã hốt hoảng về tâu lên hoàng đế nhà Thanh rằng: "Nó (chỉ hỏa hổ - hỏa cầu) nhanh như sấm chớp, nóng như thò tay vào vạc dầu. Quân có tinh nhuệ đến mấy cũng không thể nào tránh, chống đỡ được. Gặp v·ũ k·hí này thì gươm đao cũng thành vô hiệu, các dụng cụ công thành, khiên mác cũng hóa vô dụng”. Đặc trưng tiếp theo của v·ụ n·ổ phốt pho là đốt hết oxi trong một vùng rộng gây ra sự c·hết ngạt, hoặc tắc đường thở rồi c·hết nên có thể g·iết rất nhiều người trong thời đại dùng v·ũ k·hí lạnh nên tập trung quân số đông, trận Đống Đa quân Thanh c·hết một lúc hàng vạn người phần lớn do bỏng đường hô hấp gây ngạt thở chứ không phải c·hết chính vì v·ũ k·hí lạnh .Đây có thể nói là loại v·ũ k·hí h·óa học đầu tiên của Đại Việt
Nguyên lý chế tạo không khó, nhưng khó nhất là tạo ra Phốt pho, đến thế kỷ 17 người ta mới tìm ra phốt pho ở Châu Ấu, nên thời này muốn có phốt pho anh phải tìm cách chế tạo. Cách chế tạo đơn giản nhất là chưng cất nước tiểu, lớp cặn sau chưng cất của chính là phốt pho. Thế là mấy hôm sau người ta thấy Mạnh cho người mang đến rất nhiều bô đựng nước tiểu, phát cho quân doanh để mọi người có thể đi vệ sinh vào buổi tối. Buổi sáng anh cho người đi thu gom đổ vào mấy chum lớn mang về. Tuy nhiên việc chưng cất nước tiểu thì quả là kinh khủng, suốt ngày trong khu lán trại tỏa ra mùi amoniac đặc trưng là mọi người phải tránh xa, hôm nào xuôi gió thì mọi người khỏi luyện tập, chẳng ai làm gì được nên những hôm đó đành phải ngừng việc chưng cất.
Mạnh đang hướng dẫn mấy gia nô cách chưng cất phốt pho trong một căn lều cắt tạm ngoài đê. Căn lều này chỉ có mái che mưa nắng, bốn bề đầu chống để thoát mùi, tuy vậy Mạnh mặc dù đeo mấy lớp khẩu trang, bên trong nhét mấy miếng vỏ cam. Mấy ngày nay anh dành thời gian để đào tạo cho những người này chưng cất. Phận gia nô lên những người này ngoài được nuôi ăn không có tự do và không có tiền lương. Mạnh bỏ tiền túi bồi dưỡng độc hại mỗi người mấy quan một tháng họ rối rít cảm ơn và làm việc hăng say không ngại mùi khó chịu. Mấy ngày nay ngày nào về anh cũng phải thay quần áo trước khi ra về, mà về tắm xong tốn nửa lọ nước hoa mới hết mùi.
Sau khi thu hoạch được phốt pho anh cho cất tạm vào chum để trong nhà cho mát. Do Phốt pho dễ b·ắt c·háy trong không khí, nên thỉnh thoảng phải cho người tưới nước để giữ ẩm. Phốt pho tiếp xúc lâu ngày dễ bị nhiễm độc, nhiều nhà khoa học cho rằng vua Quang Trung lúc băng hà cũng có triệu chứng bị nhiễm đôc phốt pho vì (vua là người thường xuyên bôi nên mắt để hai mắt trông như phát sáng trong đêm để lòe thiên hạ )nên anh rất cẩn thận khi tiếp xúc.. Anh cho công tượng là mấy cái găng tay và khẩu trang bằng vải dầy để khi đeo khi làm việc tránh nhiễm độc. Để thử uy lực phốt pho anh cho đúc mấy quả cầu gang đường kính ba mươi cen ti mét có tay cầm và một lỗ nhỏ để nhồi phốt pho sau đó anh đút quả pháo giấy vào. Trưởng thử là một khu rào diện tích hai mươi mét vuông quây thành khu chuồng tạm thả vào đó vài con gà. Sau khi đốt xong anh ném vào phốt pho đốt cháy vào, mùi phốt pho tỏa ra rất hắc chỉ chưa đầy hai phút số gà c·hết sạch. Hôm sau Anh lại mở rộng diện tích lên gấp đôi và tăng số gà lên, số gà c·hết một nửa đó là những con ở gần, còn những con ở xa không sao, anh ném vào hai quả cầu thì số gà c·hết hết. Mấy ngày thử nghiệm số gà c·hết nên đến cả trăm con. Lúc đầu sợ mọi người ăn bị nhiễm phốt pho anh ra lệnh chôn hết, nhưng sau một số người thấy tiếc nên lén lút lấy trộm mấy con, bỏ hết nội tạng đi ăn vẫn ngon thế là mọi người xin anh số gà đó. Đợt đó trong gia trang mọi người tha hồ ăn gà có món tươi để ăn. Thời này thịt gà thì chỉ những ngày lễ các gia đình bình dân mới được ăn, nên mấy trăm con gà là món ăn cực ngon không thể bỏ qua. Thấy tốn kém anh ra lệnh tìm bắt chó hoang, mèo hoang về thử thế là mấy ngày sau quân lính trong gia trang lại có món thịt chó mèo trong thực đơn.
Sau nửa tháng thì Mạnh đã thành công với hỏa hổ, tuy nhiên anh nghĩ biện pháp để ném hỏa hổ đi xa hơn. Nếu dùng pháo thì nòng pháo lại nhỏ khó bắn, anh đột nghĩ ra có thể đúc loại pháo nòng ngắn nhưng to đường kính lên đến 40 phân đó là tiền thân của súng cối sau này. Súng bắn đạn rất nặng đi xa, góc bắn cao. Cối có ưu thế là bắn trái phá tấm xa đượ, có tốc độ bắn cao nhưng nhược điểm bắn không chính xác, nên thường dùng bắn diện tích, bắn phá hủy các mục tiêu bán kiên. Cối thường được đặt cố định vì rất nặng, nên thường đặt cố định nên giá. Anh quyết định cho đúc súng cối để bắn hỏa hổ, nên đã cùng thợ làm khuôn để đúc súng với đường kính ba mươi cemtimet.
Ngày mang súng ra thử, súng được đặt lên một giá gỗ lim dày, góc súng đặt 45 độ là góc bắn xa nhất anh đặt cách mục tiêu hai nghìn bước chân bắn thử, viên đạn rít lên vượt ra ngoài mục tiêu năm trăm bước chân. Mạnh ngạc nhiên anh không nghĩ súng cối lại bắn xa đến như vậy thảo nào người ta dùng để công thành. Sau khi điều chỉnh góc bắn vài lần thì đạn cũng rơi vào mục tiêu là hàng rào khu chuồng tạm. Mạnh quyết định chơi lớn anh thả vào đó mười con bò và nạp đạn là hỏa hổ có đường kính ba mươi centimet, mấy công tượng đứng ngoài xem xoa tay phấn kích vì sắp có thịt bò ăn. Uỳnh viên đạn bay vào giữa khu chuồng tạm, khi chạm đất ba giây sau phát ra t·iếng n·ổ nhỏ tỏa ra làn khói trắng. Mấy con bò nhốt trong khu vực ba mươi mét vuông c·hết sạch. Lúc này viên quản lý trong gia trang mặt rất khó coi. Y quyết định tối nay phải viết thư báo cho tổng quản lý việc số gia súc trong gia trang c·hết đế 2/3 mặc dù đã có lệnh của Vương Gia hỗ trợ Mạnh bằng mọi giá, nhưng gia súc c·hết nhiều quá y cũng là người có tội.
Sau khi thành công, Mạnh quyết định thu mua và sản xuất phốt pho hàng loạt. Anh cho người đi tìm các bãi phân chim, dọc sông hồng có nhiều vườn cò, vườn chim đây là nguồn nguyên liệu để sản xuất phốt pho lâu dài. Đề sản xuất phốt pho chỉ cần nung phân chim với đất một thời gian là có thể chiết xuất ra phốt pho.
Sau buổi chầu về Chiêu Văn Vương đang ngồi uống trà trong thư phòng thì viên tổng quản gia bước vào, trên tay cầm bức thư của viên quản gia ở gia trang, vừa bước vào y đã tâu.
-Bẩm Vương gia dưới trang trại đang xảy ra chuyện.
Chiêu Văn Vương ngẩng lên hỏi
-Xảy ra chuyện gì.
Viên tổng quản gia tâu.
-Không biết thầy Mạnh làm thử nghiệm cái gì trong một tháng qua số gia cầm gia súc của chúng ta c·hết quá nửa.
Chiêu Văn Vương cười nói.
-Tưởng việc gì, ta đã cho thầy Mạnh toàn quyền sử dụng mọi thứ để sản xuất v·ũ k·hí có c·hết sạch số gia súc, gia cầm đó thì cũng không sao ta sẽ cho người mua bù. Cứ bảo dưới đó hỗ trợ thầy Mạnh ai không tuân lệnh ta sẽ nghiêm trị.
Viên tổng quản lo lắng nói.
-Lượng đồng lần trước Vương Gia ra lệnh thu mua hiện trong kho đã dùng hết mấy tấn đồng, tôi đã cho người thu mua thêm mà hiện thành Thăng Long đã hết sạch cả rồi làm giá đồng đang tăng lên từng ngày.
Vương Gia nói.
-Hiện đồng đang do triều đình quản lý, hiện mỏ Tụ Long ở biên giới không khai thác đường do biên giới đang phức tạp. Để ta gặp Hoàng Thượng để xin mua thêm.
Viên tổng quản lui ra, Chiêu văn Vương ngả đầu trên ghế nhắm mắt lại trầm ngâm “ thời gian gấp rồi trong triều giờ đang rất rối, ta đã toàn lực giúp ngươi, hy vọng người không phụ lòng ta”.