10月2日，凌晨五點四十分。
綏遠北部邊界線以北，蘇蒙軍三個步兵師、一個坦克師、兩個獨立坦克旅和四個蒙古騎兵師在夜色掩護下完成展開。五點五十分，蘇軍炮兵開始試射，幾發炮彈落在國軍前沿警戒陣地前方五百米處，炸起的碎石和凍土在空中翻了幾圈又砸回地面。十分鐘後，蘇軍炮火全線開火，一百二十二毫米榴彈炮和一百五十二毫米加榴炮的炮彈呼嘯著砸向國軍第一道防線，爆炸的火光在晨曦中映紅了半邊草原。
綏北邊境自衛作戰正式打響。
幾乎在蘇軍炮火開始延伸的同時，蘇蒙軍部署在賽音山達、喬巴山城和溫都爾汗的六個機場同時亮起跑道燈。地勤人員揮著訊號旗引導飛機滑出機窩，螺旋槳捲起的沙塵在機場上空形成一片黃色煙幕。一百八十架各型飛機分批次起飛——I-16戰鬥機率先升空，緊接著是雙翼的I-153和機身細長的SB輕型轟炸機。機群在機場上空編隊盤旋，黑壓壓一片朝南壓過來。
蘇軍的目標很明確：集寧機場。北方行營在綏遠前線的航空兵主力就駐紮在這裡。只要摧毀集寧機場，綏遠的制空權將一舉落入蘇軍之手。
蘇軍飛行員大多是參加過諾門罕戰役的老手。三年前他們在哈拉哈河上空打過關東軍的航空兵，對亞洲戰場的空戰有充分的經驗。此次出擊前，他們接到的簡報只有寥寥數語：南方的國軍擁有一定數量的戰鬥機，效能不詳，戰術不詳，可按對關東軍航空兵的標準戰法執行。蘇軍飛行員沒有太當回事。關東軍的九七式他們都打過了，國軍的飛機又能強到哪去？
集寧機場，作戰指揮室。
邢若飛面前的電話已經響了整整兩分鐘。
“前沿防空觀察哨報告，蘇軍機群已過邊界線，數量約一百八十架，方向正南，目標集寧。”值班參謀的聲音從電話那頭傳來，語速極快。
邢若飛結束通話電話，轉身走向指揮台。窗外，跑道兩側的防空陣地已經拉響了警報，高射炮手掀開炮衣，炮彈被推上膛，炮管齊刷刷指向北方天空。
“第9大隊全部起飛。第10大隊隨後跟進。第11大隊和第15大隊待命。”邢若飛的聲音不緊不慢，像是在說一件已經排練過無數遍的事情。
跑道上，第9大隊七十二架研驅二B型驅逐機開始滑跑。橄欖綠色的塗裝在晨光中泛著微微的金屬光澤，每架飛機上都裝了兩門二十毫米機炮和兩挺十二點七毫米機槍。
大隊長林詩航最先拉起來。他駕駛的3601號機在跑道盡頭輕快地抬起機頭，起落架剛收好就開始轉彎。七十二架飛機在集寧上空編成十八個四機編隊，分成高、中、低三層，迎著北邊的蘇軍機群飛去。
邢若飛站在指揮塔上，看著機群逐漸變小，消失在北方天際。然後他拿起話筒：“第10大隊，全部起飛，在機場西北方向待命，隨時準備攔截漏過來的敵機。”
雙方機群在集寧西北方向約一百公里處上空遭遇。
蘇軍領航的轟炸機群指揮官發現前方出現了大批戰鬥機時，瞳孔猛地收縮了一下。遠處密密麻麻的黑點迅速變大，而且編隊異常整齊，四架一組，三組一隊，層次分明。這種四機編隊戰術跟德軍在歐洲戰場使用的完全一致，不是關東軍的雙機編隊，更不是老掉牙的三機楔形隊形。
林詩航沒有給蘇軍調整隊形的時間。
“各中隊按預定方案，第一波咬住轟炸機，第二波打掉護航戰鬥機。打。”
命令一齣，七十二架飛機同時加速。二十毫米機炮的彈道在晨光中劃出一道道白線，最先咬住蘇軍轟炸機群的幾個四機編隊從高空俯衝而下。
蘇軍戰鬥機飛行員試圖用老一套的盤旋格鬥戰術纏住國軍飛機。這是他們在諾門罕打關東軍的經驗——I-16的機動性強，纏鬥有優勢。但他們很快就發現，對手根本不給纏鬥的機會。國軍飛機每次開火後都藉著高速俯衝脫離，拉起來之後調整姿態重新咬住，打一輪就退出，繞一圈再回來。
典型的四機編隊打了就跑戰術。
蘇軍戰鬥機的雙翼I-153和單翼I-16在爬升率上被研驅二B完全壓制。國軍飛機從高處俯衝，開火，俯衝脫離，再次爬升，週而復始。蘇軍戰鬥機只能被動應戰，追上去就被甩開，停在空中就是靶子。
一架I-16的機翼被打斷，翻滾著栽向草原。一架SB轟炸機的左發動機起火，拖著黑煙往下掉，飛行員跳傘後降落傘掛在飛機殘骸上被一起拖了下去。又一架I-153在空中爆炸，碎片散成一片黑點。蘇軍機群的編隊在國軍第一輪俯衝攻擊中就被打散了。
但蘇軍飛行員也不全是新手。幾個參加過諾門罕的老飛行員在被衝散後迅速重新編組，試圖從低空繞過國軍戰鬥機群繼續往集寧方向突防。林詩航在高處看到了這個動作，在無線電裡大聲下令：“3702，攔住他們。”
第37中隊長柳直夫帶著他的四機編隊從高空俯衝而下，兩門二十毫米機炮同時開火，炮彈從正上方打進一架I-16的座艙後部，飛行員當場陣亡，飛機失去控制直直扎向地面。
柳直夫拉起來的時候掃了一眼儀表盤，隨即開口：“弟兄們，再打一輪。”四機編隊重新調整姿態，再次衝進蘇軍殘餘編隊中。
蘇軍機群的指揮官在損失超過三分之一後終於意識到，繼續往前突防就是送死。他咬著牙下達了撤退命令。殘餘的蘇軍飛機調頭往北飛，國軍戰鬥機追到邊界線以北十公里處，林詩航在無線電裡下令收隊。
空戰持續了二十分鐘。蘇軍被擊落六十一架飛機，其中包括三十七架戰鬥機、十九架轟炸機和五架偵察聯絡機。國軍損失九架，四名飛行員跳傘成功被地面部隊救回，兩名陣亡，三名迫降在機場跑道外受了輕傷。
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