苏军领航的轰炸机群指挥官发现前方出现了大批战斗机时，瞳孔猛地收缩了一下。远处密密麻麻的黑点迅速变大，而且编队异常整齐，四架一组，三组一队，层次分明。这种四机编队战术跟德军在欧洲战场使用的完全一致，不是关东军的双机编队，更不是老掉牙的三机楔形队形。

林诗航没有给苏军调整队形的时间。

“各中队按预定方案，第一波咬住轰炸机，第二波打掉护航战斗机。打。”

命令一出，七十二架飞机同时加速。二十毫米机炮的弹道在晨光中划出一道道白线，最先咬住苏军轰炸机群的几个四机编队从高空俯冲而下。

苏军战斗机飞行员试图用老一套的盘旋格斗战术缠住国军飞机。这是他们在诺门罕打关东军的经验——I-16的机动性强，缠斗有优势。但他们很快就发现，对手根本不给缠斗的机会。国军飞机每次开火后都借着高速俯冲脱离，拉起来之后调整姿态重新咬住，打一轮就退出，绕一圈再回来。

典型的四机编队打了就跑战术。

苏军战斗机的双翼I-153和单翼I-16在爬升率上被研驱二B完全压制。国军飞机从高处俯冲，开火，俯冲脱离，再次爬升，周而复始。苏军战斗机只能被动应战，追上去就被甩开，停在空中就是靶子。

一架I-16的机翼被打断，翻滚着栽向草原。一架SB轰炸机的左发动机起火，拖着黑烟往下掉，飞行员跳伞后降落伞挂在飞机残骸上被一起拖了下去。又一架I-153在空中爆炸，碎片散成一片黑点。苏军机群的编队在国军第一轮俯冲攻击中就被打散了。

但苏军飞行员也不全是新手。几个参加过诺门罕的老飞行员在被冲散后迅速重新编组，试图从低空绕过国军战斗机群继续往集宁方向突防。林诗航在高处看到了这个动作，在无线电里大声下令：“3702，拦住他们。”

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第37中队长柳直夫带着他的四机编队从高空俯冲而下，两门二十毫米机炮同时开火，炮弹从正上方打进一架I-16的座舱后部，飞行员当场阵亡，飞机失去控制直直扎向地面。

柳直夫拉起来的时候扫了一眼仪表盘，随即开口：“弟兄们，再打一轮。”四机编队重新调整姿态，再次冲进苏军残余编队中。

苏军机群的指挥官在损失超过三分之一后终于意识到，继续往前突防就是送死。他咬着牙下达了撤退命令。残余的苏军飞机调头往北飞，国军战斗机追到边界线以北十公里处，林诗航在无线电里下令收队。

空战持续了二十分钟。苏军被击落六十一架飞机，其中包括三十七架战斗机、十九架轰炸机和五架侦察联络机。国军损失九架，四名飞行员跳伞成功被地面部队救回，两名阵亡，三名迫降在机场跑道外受了轻伤。