张学良在初步扩建中国海军的同时，也密切关注着中国的头号大敌日本，特别是日本海军。但实际上，他对历史的干涉和对世界的改变已经非常严重了，除了对中国本国，另外还对日本、德国、苏联这三国的国家命运都造成了巨大的改变。试图重新崛起的德国由于得到北华的大力支持并进行互补式的互助，重建武装力量和重工业、军工业的速度非常快，而在原先的历史上，纳粹德国在正式崛起前主要是跟苏联进行合作的，并且还给苏联带来了很多好处，在那段德苏各怀鬼胎的蜜月期间，苏联光是海军方面就从德国那里得到了包括俾斯麦级战列舰、沙恩霍斯特级战列巡洋舰、希佩尔级重型巡洋舰、齐柏林号航空母舰的全部设计图纸以及可以建造四艘轻型巡洋舰的全部材料、德国海军所有的舰炮技术、德国鱼雷和水雷的技术、德国测距仪和火控设备等巨额的资源和大量的技术，但现在，这些好处则被北华给得到了，因此在一定的程度上也影响了苏联的军备发展进度；至于日本，则是张学良干涉历史、改变世界的“最大受害者”。原先的历史上，日本兵不血刃地吞并了资源丰富、土地肥沃的东北，国力足足暴增了两倍以上，但是现在，日本不但没有吞并东北，还遭到了明治维新后前所未有的惨败，使得国力元气大伤。可以说，日本此时的国力应该只是历史上同时期一半的一半。日本陆海军原本雄心勃勃准备进行新一次扩军的《新帝国国防方针》不得不束之高阁。日本海军已经设计完毕并准备开工的“苍龙”号、“飞龙”号航空母舰都不得不暂缓工程，而准备设计和建造的翔鹤号、瑞鹤号航空母舰、大和号、武藏号战列舰在图纸上都没有成形就已经叫停。侵略东北的惨败使得日本的财政更加捉襟见肘，日本陆海军此时都在忙着舔伤口恢复元气，更别提还能继续地扩建军力了。说白了，原本就不怎么富裕的日本在第二次东北战争里基本已经打穷了。
海军在进行初期大规模扩建时，北防军的陆军和空军也都紧锣密鼓地展开着扩建。
陆军的军备扩建重点是坦克。通过第二次东北战争，坦克在陆战中的重要作用已毋庸置疑，加上东北讲武堂装甲兵学院院长、北防军装甲兵总监海因茨威廉古德里安的不断努力，“机械化作战”“装甲突击部队”等先进的陆战理念已经在北华陆军上下深入人心。加大坦克的生产规模和生产速度，研制更加先进更加强大的坦克，组建正式的装甲部队...这已经成为北华陆军高层越来越强烈的要求。在1934年1月1日，中国第一辆坦克正式在沈阳战争的炮火声中诞生于沈阳北部的虎石台镇坦克工厂，并且在半小时后就投入了实战。北华方面和德国方面也已经联合研制出了两种坦克：1号坦克、2号坦克。但由于1号坦克实在是太小了，装甲薄、火力弱，连日军的八九式坦克都不如，因此北华陆军不感兴趣，连一辆1号坦克都没有生产。2号坦克还算不错，德国方面称之为2号坦克，北华方面称之为“辽二十二年式轻型坦克”（该坦克设计和定型于1933年冬季，而1933年是民国22年）。2号坦克又分为两种，A型/甲型和/B型乙型，甲型是步兵支援坦克，重15吨，武器为1门20mm速射机炮、1挺12.7mm重机枪、1挺7.92mm轻机枪；乙型坦克是攻坚坦克，重18吨，武器为1门37mm反坦克战防炮和1挺7.92mm机枪。北华方面以东北一种灰狼来命名辽二十二年式轻型坦克，称之为东北狼甲型坦克或东北狼乙型坦克，简称狼甲坦克或狼乙坦克。1辆狼甲的造价为3.3万美元，1辆狼乙的造价为3.6万美元。
客观上讲，狼甲坦克和狼乙坦克都是很优良的轻型坦克，但北华陆军对此并不满足，因为狼乙坦克的37mm坦克炮威力还是不足，虽然可以摧毁日军的八九式坦克和水泥堡垒，但陆军希望能研制中型坦克作为主力坦克，增加装甲厚度和坦克炮口径，重量达到25吨。在这件事上，德国陆军也非常赞同，再加上同时兼任德国装甲兵总监和北防军装甲兵总监的古德里安起到的穿针引线作用，设计一款中型坦克被正式提上双方的合作纲程。北防军的要求是，坦克重量要超过22吨，坦克炮口径要达到57mm，并配备2挺MG-34通用机枪，装甲厚度要达到20至60mm，野地时速要超过20公里，公路时速要超过40公里。这款中型坦克限定在1936年之前研制出来。
除了坦克，还有履带式装甲车、半履带式弹药/兵员运输车等其他装甲车辆也在研制中。
北防军（东北军）在正式生产狼甲和狼乙前，已经装备了四五百辆坦克，但都是万国牌的，英法美各国都有。在拥有了自主研制和生产坦克的能力后，这些万国牌的坦克都被张学良半卖半送地兜售给了蒋介石，倒也发了一笔小财。根据陆军的请求，张学良拨款再建造三座坦克工厂，以此扩大坦克的生产规模和提升坦克的生产速度。根据预测，在今年年底，新建的三座坦克工厂和原先的四平坦克工厂、虎石台镇坦克工厂加起来能够月产坦克150辆以上，并且还会随着工业体系和生产线的逐步完善以及技术工人越来越多而继续增加，预计在五年后的1939年时能增加到月产坦克300辆以上。值得一提的是，在之后生产的北防军的坦克都统一装备MG-34通用机枪。
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空军方面的研制重点自然是各种飞机，主要是战斗机和轰炸机。北防军的空军运输机目前采用德国的容克-52运输机，因为这款运输机的性能十分优良，足以在未来五年至十年内都能满足战争的需求。但战斗机和轰炸机的状况则十分差强人意，北防军空军所装备的战斗机和轰炸机也都是万国牌的，性能良莠不齐，并且杂乱的飞机型号给后勤也带来了很大的负担。因此北防军空军急于拥有一种性能均衡而优良的战斗机和一种同样性能均衡而优良的轰炸机。实际上，德国空军负责人戈林比冯庸还渴望这一点。在双方的一拍即合之下，北华的公主岭飞机工厂同德国的容克飞机公司、亨克尔飞机公司、福克飞机公司、巴伐利亚飞机公司展开了全方面合作。戈林和冯庸对这些飞机公司的要求是一致的：两年之内，设计出一种优秀的战斗机、一种优秀的双引擎中型轰炸机、一种优秀的俯冲轰炸机（对地攻击机），让北防军空军和德国空军能够完成主力飞机的制式化。这项航空工程汇聚了胡戈容克斯、克劳德道尼尔、杰克弗里德瓦尔塔、库尔特坦刻、威廉梅塞施密特、潘世忠、巴玉藻、王助、王孝丰、曾贻经、杨仙逸、梅龙安、田培业等中德两国最杰出的飞机设计师和航空专家，再加上希特勒和张学良不惜血本的投资和应有尽有的各方面设备条件，因此进展十分乐观。（注：民国时期的中国是继美英法三国之后的世界第四个能够自行设计和独立制造飞机的国家，并且拥有为数众多的飞机设计师和飞机制造工人，但民国时期的中国航空事业始终没能形成完善的工业体系，直接原因是由于中国时局动荡、工业基础薄弱以及中国缺乏精密仪器制造产业、特种钢冶炼产业等航空机械产业。）
当张学良为陆海空军的扩建和发展忙得焦头烂额时，西北边疆战场上则传来了好消息。
五月中下旬的时候，为了吞并新疆和西北，北防军先把盛世才勾结苏联人的卖国行为公布于众，然后趁着举国舆论纷纷声讨盛世才时先斩后奏把第74师派去新疆平乱。第74师在出发前得到了极大的补充，刚刚参加完东北战争的其他几支部队的剩余官兵都被补充进了这个师里，使得第74师迅速齐装满员，达到1.5万兵力，并且九成以上的官兵都是跟日军拼过刺刀的老兵，战斗力极其悍勇，为了加强第74师的战斗力，杨宇霆又调拨了经过加强后装备了三百多门大口径榴弹炮的第4炮兵团划归给第74师，同时还把装备了三百多辆狼甲狼乙坦克的第1装甲大队也划归给了第74师，后勤物资补给也是全力满足，同时还有空军一个中队的战斗机和一个中队的轰炸机协同作战。通过铁路，第74师在6月1日抵达西安，驻陕西的第16军军长宋哲元奉命把部下第8、第9骑兵旅也调拨给了第74师，一起风驰电掣地扑向新疆。
由于第74师是“奉旨讨逆”，手持全国陆海空军副总司令张学良的尚方宝剑，因此盘踞西北三省的地头蛇马家军也不敢阻扰第74师，使得第74师和第8、第9骑兵旅在西北三省境内可谓畅通无阻。另一方面，西北马家军主要分为两大集团：青海马家军、宁夏马家军，分别盘踞青海和宁夏，甘肃是双方的争夺区，当地马家军的盘踞势力相对较弱，而第74师从陕西前往新疆基本都是从甘肃境内通过的，因此一路上倒也没有和马家军发生矛盾。（民国时期的宁夏包括后世宁夏和内蒙古西部地区，面积超过30万平方公里。）
西北地区交通较为落后，再加上路途遥远，因此第74师和第8、第9骑兵旅足足行进了一个多月才抵达新疆东部入口星星峡。在这个新疆东部的交通门户，已经有几百人在等待着赵海军一行了，为首的两人一个是张培元的参谋长安熙朝，一个是马仲英的姐夫马虎山。安熙朝和马虎山带了一堆哈密瓜、西瓜、香梨、葡萄、苹果等新疆的特产迎接雄赳赳开来的北防军部队。郁郁葱葱的左公柳树荫下，在西北的大漠戈壁上行军一个多月因而筋疲力尽、口干舌燥的北防军官兵们纷纷大快朵颐、一解酷暑。看到兵强马壮、装备精良的北防军，特别是那些大炮坦克，安熙朝和马虎山都又羡慕又喜形于色：“太好了！盛世才这下要彻底完蛋了！”
赵海军、唐飞虎等军官和安熙朝、马虎山互相客气寒暄了一番后，立刻直奔主题。
接下来的战斗基本是毫无悬念，第74师、第8骑兵旅、第9骑兵旅的两万武装到牙齿的大军气势汹汹直扑迪化，一路上在星星峡、哈密、吐鲁番这三地修建了三个简易的临时野战机场。7月5日，北防军的飞机首次出现在了迪化上空，对盛世才部狂轰滥炸，看到这一幕的张马联军欢声雷动、士气大振。在过去的战斗里，张马联军吃够了盛世才“借”来的苏联飞机的苦头，此时看到己方飞机展开反击，自然欢呼雀跃、军心大盛。此时的盛世才已经是穷途末路，张马联军把迪化围堵得水泄不通，盛世才只得指挥残部拼死据城死守，在这关头，获悉北防军一个师和两个旅已经进入新疆，这对盛世才不亚于晴天霹雳，雪上加霜的是，原本援助他的苏联军队也全部撤离了，苏联飞机全部飞回了苏联境内，武器装备也被苏联人收了回去，进入新疆协助作战的苏军也都退了回去，盛世才向苏联当局购买的一些军械弹药在运来的路上就运回去了。盛世才在急火攻心和气急败坏之下前去会见苏联驻迪化总领事阿布列索夫，质问苏联当局为何出尔反尔。
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阿布列索夫其实充当负责同盛世才展开全面“合作”的苏联政府特使，面对盛世才的质问，他很平静地回答道：“苏联不可能为了您一个人而同整个中国交恶，特别是同张学良交恶。张学良的北华军毗邻苏联领土且战斗力强大，我们若为了您一个人而激怒张学良，明显是得不偿失。另一方面，我们支持您的事情已经曝光了，这让莫斯科十分难堪，毕竟我们确实是在插手中国的内政，这让苏联的国家印象和苏联政府的名誉受到了很大打击，在政治上和外交上让我们陷入了不利。南京政府已经向莫斯科提出抗议了，莫斯科的回复是，苏联尊重包括新疆在内的中国所有领土的完整、独立、主权，并且从未支持过您，更加从未插手新疆内乱和干涉中国内政。记住，从来没有。”他特地用意味深长的语气把最后四个字给重复了一遍。
7月10日，北防军兵临迪化城下，旋即用大炮和坦克展开攻城。仅仅一个冲锋，守城的盛世才部便土崩瓦解，张马联军立刻蜂拥入城。彻底绝望的盛世才急急忙忙带着十几个家眷亲信以及数年来搜刮到的几十箱金银珠宝，乘坐两架运输机逃跑。在飞到五家渠上空时，两架北防军的He-51战斗机接到地面部队的无线电信号后赶来拦截，击落一架，击伤并迫降一架。一个机械化步兵连随后赶来，确认被击落的那架运输机上坐着盛世才和他的十几个家眷亲信，都已在飞机坠毁中毙命，另一架受伤并迫降的飞机里则装着几十箱金银珠宝，价值超过五百万大洋。