至于空军，是一个急需发展的军种，空军比起海军来说作用一样巨大但是花费较少，张学良可不想让以后的东北军没有丧失制空权被敌军飞机狂轰滥炸的情况下作战，目前的东北空军部队只有以前张作霖统治时期遗留下来从国外进口的200多架旧式战机而已，其中战斗机150架，东北军的飞机主要是以前从法国和捷克两国购买，飞行员也缺少，共5个航空兵队。东北兵工厂目前也没有制造飞机的技术，飞机全为购买和列强赠送，或者是战场上缴获的。张学良第一步利用现行拥有的老式战机聘请外国教官训练东北军空军飞行员，同时花钱向苏联购买新式战机装备部队，5个航空兵大队也打算逐步扩建为12个，按照张学良疯狂的设想，东北军起码拥有1500架战机才能满足以后的战争需求。至于空军的陆战部队——空降兵嘛，现在纯属鸡肋，也没有钱和必要发展，张学良就此作罢。
军队强大的作战能力来源于强大的后勤保障，因为后勤保障部队勤务兵部队也是东北军需要加强的。除此之外，张学良还额外秘密建立数支特种部队、狙击部队、侦察兵部队，这几支规模不大的部队将是以后的战争中的一支奇兵。
军队的装备的重要性毋庸置疑。张学良此时接手的奉军兵工厂基础还是很令人满意的，由于张作霖和杨宇霆的重视，东北此时已经拥有亚洲数一数二的军械生产能力，每天的产量就可以武装一个营。比如火炮，东北的火炮制造工厂甚至能生产240mm口径的大炮，位居亚洲首位。分布在各省大大小小的军工厂也不少，但是以前主要控制权还是在杨宇霆、汤玉麟等人的手中。张学良决定先将东北零散的兵工厂作坊等等分类合并，并在此基础上扩建为东北六所大型主体兵工厂。厂址迁入吉林省和黑龙江省腹地山区地区，并且派军队和安全部队进行保护，以防敌对势力破坏或者刺探军械研究机密。在张学良的设想下，五年计划完成后，东北兵工厂将建立完善的军械生产系统，到时候将有分工细致的军装棉被厂、枪械厂、子弹厂、炮弹厂、炸弹厂、炸药厂、坦克建造工厂、装甲车建造工厂、火炮制作工厂、军用汽车（包括卡车、吉普车、摩托车等）制造工厂等等，再往后甚至还要建造飞机制造工厂、雷达工厂、导弹火箭工厂、潜艇工厂、航母工厂、水面舰艇造船厂等等等等。除了雄厚的军工厂生产能力，先进武器装备的研究也是重点，东北的军工厂以后还将拥有先进的飞行器研究所、潜水器研究所、舰艇研究所等等，不过这些就可能要在下个五年计划中了，目前东北只能建立枪械研究所和火炮研究所。
陆军步兵的单兵装备也是重点，目前东北军步兵的装备比起国内还算可以，能够堪比中央军的部队，但是比起国外军队（主要是日军）差距还是不小的。在张学良的设想下，东北军步兵部队将逐步实现“仿德式”装备，士兵统一佩带仿德国“M-1935”式钢盔（德式钢盔相比其他国家型号钢盔对士兵头部的保护面积能达到最大），铝制水壶饭盒，防毒面具，牛皮短靴配合绑腿，东北军陆军军装颜色统一为深灰色，分为夏冬两季服（冬天加发军大衣防寒），校级以上军官配发礼服。东北军步兵目前使用的是步枪为六五、七九式等等步枪，型号繁杂，口径不一，以后使用步枪陆续统一配发东北兵工厂生产的仿德国98K式的“三〇式”步枪（张学良后期还打算让著名的AK-47突击步枪提前现世装备部队，但是无奈现在东北枪械专家还没有能力研制出来），东北军步枪配置的刺刀为张学良亲自设计的“三棱刺刀”，这种仿制后期解放军56式步枪刺刀的“三棱刺刀”刀刃分为三椎且带有背部锯齿和侧面血槽，刺入人体内后能造成巨大的创伤而且难以止血（反正以后是用来对付小日本的，也就不需要和畜生讲人道了）。排长以上军官配发手枪，冲锋枪暂时从苏联购买的“波波沙”冲锋枪装备部队，以后逐步替换为德式MP-38/40冲锋枪。轻重机枪则分别用捷克式轻机枪、德国MG-34轻机枪以及“马克沁”重机枪实现统一装备部队，因为这三种机枪在历史上是经过战争考验证明都是非常实用和成功的。为了减轻后勤负担，东北军各式枪械口径统一规定为7.92mm口径。
步兵迫击炮则选用120和80这两种口径的装备部队，以代替以前威力不大的16年式迫击炮，手榴弹统一制造为那种“甜瓜”式而不用德国的那种长柄手榴弹，因为那种手榴弹手柄是木制的，浪费木材资源。
同时张学良还让东北军工厂按照他的设想将后来解放军最著名的“63式火箭炮”设计出来装备部队，因为这玩意实在是好东西，只需一头驴就能拖动，九个炮管一个齐射杀伤力极大，实在是物美价廉的杀人工具。
为了培养高素质的官兵和军事人才，张学良决定以原来张作霖建立的“东北讲武学堂”为基础，拨款1000万法币建立一所世界级的军事院校，命名为“中国东北长城军事学院”（张学良打算将其建设为东北的“黄埔军校”和中国的“西点军校”），总校设在沈阳，在东北其他地方设分校，下辖步兵学院、炮兵学院、工兵学院、水兵学院、飞行员学院、装甲兵学院等等。同时还成立士官学校，让东北士兵们在战事训练之余上课学习知识提高素质，增强政治思想觉悟，灌输“忠于领袖、忠于民族”的爱国思想，这样也减少了士兵因为觉悟低而受蒙蔽产生哗变叛乱事件等等。为了改掉旧军队的种种陋习，张学良还公布了东北军“三大纪律八项注意”，三大纪律是：一切行动听指挥，不拿群众一针一线，一切要归公。八项注意是：说话和气，买卖公平，借东西要还，损坏东西要赔，不打人骂人，不损坏庄稼，不调戏妇女，不虐待俘虏。并成立宪兵部队和军警部队，负责维护军队纪律。
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